高考物理 8平抛运动精解分析
高中物理:平抛运动知识点总结与解题技巧
平抛运动知识点总结与解题技巧
一. 主要知识点:
知识点1 平抛运动的特点
1. 平抛运动的概念
水平抛出的物体只在重力(不考虑空气阻力)作用下所做的运动。
2. 平抛运动的特点
由于做平抛运动的物体只受重力的作用,由牛顿第二定律可知,其加速度
恒为g,所以平抛运动是匀变速运动;又因为重力与速度不在一条直线上,故物体做曲线运动。
所以,平抛运动是匀变速曲线运动,其轨迹是抛物线。
3. 平抛运动的研究方法
(1)运动的独立性原理:物体的各个分运动都是相互独立、互不干扰的。
(2)研究的方法:利用运动的合成与分解。
做平抛运动的物体在水平方向
上不受力的作用,做匀速直线运动,在竖直方向上初速为零,只受重力,做自由落体运动。
所以平抛运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动。
知识点2 平抛运动的规律
以抛出点为坐标原点,水平抛出的方向为x轴的正方向,竖直向下的方向为y轴正方向,建立一个直角坐标系xOy。
1. 平抛运动物体的运动轨迹如图所示。
①水平方向上:物体不受力,所以水平方向上做匀速直线运动,有;
②竖直方向上:物体只受重力作用,加速度恒为g,而初速度为零,所以做
自由落体运动,有;
③运动轨迹:。
所以平抛运动的轨迹为抛物线(一半)
2. 平抛运动物体的位移如图所示。
①位移的大小:
②位移的方向:
思考:能否用求P点的位移?
3.平抛运动物体的速度如图所示
速度的方向和大小:
二. 重难点分析:。
高中物理平抛运动专题讲解
要点诠释:1、平抛运动的条件和性质(1)条件:物体只受重力作用,具有水平方向的初速度v 0。
(2)性质:加速度恒定a g =,竖直向下,是匀变速曲线运动。
2、平抛运动的规律规律:(按水平和竖直两个方向分解可得)水平方向:不受外力,以v 0为速度的匀速直线运动,x v t v v x ==00,竖直方向:竖直方向只受重力且初速度为零,做自由落体运动,y gt v gt y ==122, 合速度:大小:22y x v v v +=即v v gt =+022(), 方向:v 与水平方向夹角为0gt tan a v =, 合位移:大小:22y x S +=即S v t gt =+()()022212, 方向:S 与水平方向夹角为02gt tan v θ=, 一个关系:θαtan tan 2= ,说明了经过一段时间后,物体位移的方向与该时刻合瞬时速度的方向不相同,速度的方向要陡一些。
如图所示:3、对平抛运动的研究(1)平抛运动在空中的飞行时间 由竖直方向上的自由落体运动221gt y =可以得到时间gy t 2= 可见,平抛运动在空中的飞行时间由抛出点到落地点的竖直距离和该地的重力加速度决定,抛出点越高或者该地的重力加速度越小,抛体飞行的时间就越长,与抛出时的初速度大小无关。
(2)平抛运动的射程 由平抛运动的轨迹方程2202x v g y =可以写出其水平射程gy v x 20=可见,在g 一定的情况下,平抛运动的射程与初速度成正比,与抛出点高度的平方根成正比,即抛出的速度越大、抛出点到落地点的高度越大时,射程也越大。
(3)平抛运动轨迹的研究平抛运动的抛出速度越大时,抛物线的开口就越大。
类型一:对平抛运动特点的理解和应用例1(多选)、关于物体的平抛运动,下列说法正确的是( )A .由于物体受力的大小和方向不变,因此平抛运动是匀变速运动B .由于物体的速度方向不断变化,因此平抛运动不是匀变速运动C .物体运动时间只由抛出时的高度决定,与初速度无关D .平抛运动的水平距离,由抛出点高度和初速度共同决定【思路点拨】弄清楚平抛运动的受力特点和水平方向、竖直方向的具体运动情况,是回答问题的关键。
解析平抛运动的问题
解析平抛运动的问题平抛运动是物理学中一个重要的概念,它描述了一个物体在水平方向上以一定初速度抛出后,在竖直方向上受到重力加速度的作用而做抛物线运动的过程。
本文将从平抛运动的基本原理、运动轨迹方程和运动规律三个方面来解析平抛运动的问题。
一、平抛运动的基本原理平抛运动是在忽略空气阻力的情况下考虑的一种理想情况。
在平抛运动中,物体在水平方向上的速度恒定,而在竖直方向上受到重力加速度的作用,由此形成一个抛物线运动的轨迹。
二、平抛运动的运动轨迹方程对于平抛运动,我们可以推导出它的运动轨迹方程。
假设物体的初速度为v0,抛射角为θ,竖直方向上的运动加速度为g(重力加速度),运动时间为t。
根据平抛运动的基本原理,我们可以得到以下公式:水平方向上的位移s_x = v0 * t * cosθ竖直方向上的位移s_y = v0 * t * sinθ - 0.5 * g * t^2将上述两个位移方程联立,可以得到平抛运动的运动轨迹方程为:s_y = x * tanθ - (g * x^2) / (2 * v0^2 * cos^2θ)其中,x表示水平方向上的位移。
三、平抛运动的运动规律在平抛运动中,我们可以得出一些运动规律。
首先是运动时间的计算。
当物体达到最高点时,竖直方向上的位移为零,我们可以通过解方程的方法求得物体的运动时间。
根据运动轨迹方程,令s_y = 0,我们可以得到以下方程:0 = x * tanθ - (g * x^2) / (2 * v0^2 * cos^2θ)解此方程,可以得到物体的运动时间t_1。
由于物体在上升和下降过程中所用时间相等,因此总的运动时间为2t_1。
其次是最大高度的计算。
最大高度是指物体达到的最高点的高度,也是竖直方向上的位移的最大值。
通过观察运动轨迹方程,我们可以看出最大高度和抛射角度θ、初速度v0有关。
当重力加速度g不变时,最大高度的大小只与抛射角度θ、初速度v0有关,与水平方向上的位移无关。
平抛运动的轨迹与速度的分析与解题
平抛运动的轨迹与速度的分析与解题平抛运动是指一个物体沿水平方向进行抛掷或抛射的运动。
在平抛运动中,物体的轨迹呈抛物线形状,速度则由初速度和运动时间决定。
本文将从轨迹和速度两个方面对平抛运动进行详细分析与解题。
一、轨迹的分析在平抛运动中,物体的轨迹是一个抛物线。
为了更好地理解轨迹的形状与特点,我们可以从以下几个方面进行分析:1. 轨迹的方程:对于无空气阻力的平抛运动,物体在水平方向的运动速度恒定,因此水平方向的位移与时间成正比,即x = Vx × t。
而在竖直方向上,物体受到重力的作用,因此其运动符合自由落体运动的规律,可使用自由落体运动的位移公式y = 1/2 g t^2来描述。
将这两个方程结合起来便可以得到平抛运动的轨迹方程。
2. 轨迹的形状:由于平抛运动的轨迹是抛物线,因此其形状可以通过抛物线的几何特征进行分析。
抛物线的顶点表示物体的最高点,当物体到达最高点时,其竖直方向的速度为零,而水平方向的速度保持不变。
抛物线的对称轴垂直于水平方向,通过顶点,即可将抛物线分为左右对称的两部分。
3. 轨迹的高度和射程:平抛运动中物体的最大高度和射程是很重要的物理量。
最大高度的求解可以通过将竖直方向的速度分解为初速度和重力作用两部分,令物体的竖直速度为零时,即可求得最大高度所对应的时间。
而射程则是指物体水平方向的位移,可以通过将时间代入运动方程求得。
二、速度的分析与解题在平抛运动中,物体的速度由初速度和运动时间决定。
为了更好地分析和解题,我们可以从以下几个方面进行讨论:1. 水平速度:平抛运动中物体的水平速度保持不变,与抛射时的水平初速度相等。
水平速度的求解相对简单,只需要根据题目给出的条件或初速度即可得出。
2. 竖直速度:物体在竖直方向上受到重力的作用,因此具有变化的竖直速度。
可以根据抛体上升和下降的过程分别进行分析。
在抛体上升的过程中,竖直速度逐渐减小至为零;而在下降过程中,竖直速度逐渐增大。
高中物理平抛运动经典例题及解析
高中物理平抛运动经典例题及解析本文介绍了在物理学中解题时可以采用的三种角度:分解速度、分解位移和竖直方向是自由落体运动。
其中,通过分解速度和分解位移的角度,可以解决平抛运动的问题。
而竖直方向是自由落体运动的角度,则适用于解决重力加速度、落体时间等问题。
在解题过程中,需要注意数据的单位和精度,以及公式的正确使用。
在研究平抛运动的实验中,由于实验不规范,许多同学作出的平抛运动轨迹常常不能直接找到运动的起点,这给求平抛运动的初速度带来了困难。
为了解决这个问题,我们可以运用竖直方向自由落体的规律进行分析。
例如,在例5中,我们可以设A到B、B到C的时间为T,利用自由落体的运动规律,联立方程求解初速度。
在例6中,我们可以从运动轨迹入手进行思考和分析,即从A、B两点抛出的物体运动轨迹入手,设A、B两方程分别为y1=ax1^2+H、y2=bx2^2+2H,代入顶点坐标和射程的已知量,解方程组得到屏的高度。
在例7中,我们可以将平抛运动分解为沿斜面向下和垂直斜面向上的分运动,将物体离斜面距离达到最大的物理本质凸显出来。
通过分解运动,我们可以得到小球离开斜面的最大距离和运动的时间,从而解决问题。
推论1指出,任意时刻的两个分速度与合速度构成一个矢量直角三角形。
在例8中,我们可以利用这个推论求解两小球速度之间的夹角。
设两小球抛出后经过时间t,它们速度之间的夹角为θ,利用向量的性质,可以得到夹角的关系式,从而求解t。
文章格式已修改,删除了明显有问题的段落,并对每段话进行了小幅度改写。
在平抛运动中,我们可以通过构建速度矢量直角三角形来计算物体的位移。
例如,当有两个小球在平抛运动中,我们可以对每个小球分别构建速度矢量直角三角形,从而得到它们的位移。
根据这种方法,我们可以推导出以下公式:推论1:任意时刻的位移可以表示为分位移与合位移构成的矢量直角三角形。
举个例子,如果一个宇航员在一颗星球表面上抛出一个小球,我们可以通过测量抛出点与落地点之间的距离来计算星球的质量。
平抛运动的分析与公式推导
平抛运动的分析与公式推导平抛运动是物理学中最基本的运动之一,它描述了一个物体在水平方向上匀速运动的同时,从一个起始位置上抛并受到重力作用后的轨迹。
这种运动在日常生活中很常见,例如投掷物体、跳水运动等。
本文将对平抛运动进行分析与公式推导,以帮助读者更好地理解和应用这一运动模型。
在平抛运动中,物体在水平方向上的速度保持恒定,而在竖直方向上受到重力的作用,从而形成一个抛物线的轨迹。
在分析平抛运动之前,我们先来定义一些物理量:1. 初始速度(v0):物体在竖直向上抛出时的速度;2. 投射角度(α):物体的运动方向与水平方向之间的夹角;3. 时间(t):物体运动所经过的时间;4. 重力加速度(g):地球上的重力加速度约为9.8 m/s^2;5. 水平方向速度(vx):物体在水平方向上的速度;6. 竖直方向速度(vy):物体在竖直方向上的速度;7. 距离(x):物体在水平方向上运动的距离;8. 高度(y):物体相对于抛出位置的高度。
接下来,我们将从运动学的角度对平抛运动进行分析。
根据运动学的基本原理,我们可以得到以下几个关键公式:1. 水平方向速度(vx):由于物体在水平方向上保持匀速运动,所以vx = v0 * cos(α),其中v0为初始速度,α为投射角度。
2. 竖直方向速度(vy):竖直方向上的速度由重力加速度引起的不断减小,vy = v0 * sin(α) - g * t。
3. 时间(t):当物体达到最高点时,竖直方向速度为0,根据上述公式可以得到最高点所花费的时间t = v0 * sin(α) / g。
而整个运动过程的总时间可以通过以下公式计算:t_total = 2 * t = 2 * v0 *sin(α) / g。
4. 距离(x):物体在水平方向上的距离与运动时间成正比,所以x = vx * t = v0 * cos(α) * t= v0 * cos(α) * (2 * v0 * sin(α) / g)。
2025新高考物理抛体运动的9种情景解读+训练(解析版)
抛体运动的9种情景解读+训练(解析版)目录情景1平抛运动+斜面 1情景2平抛运动+圆弧面 15情景3平抛运动+竖直面 23情景4抛体运动+体育 29情景5抛体运动+娱乐 43情景6抛体运动+机械能和极值 55情景7平抛运动+相遇 69情景8抛体运动+竖直面内圆周运动 76情景9喷泉 84情景1平抛运动+斜面【情景解读】情景图示解题方法基本规律运动时间分解速度,构建速度的矢量三角形水平:v x=v0竖直:v y=gt合速度:v=v x2+v y2由tanθ=v0v y=v0gt得t=v0g tanθ分解位移,构建位移的矢量三角形水平:x=v0t竖直:y=12gt2合位移:x合=x2+y2由tanθ=yx=gt2v0得t=2v0tanθg在运动起点同时分解v0、g由0=v1-a1t,0-v21=-2a1d得t=v0tanθg,d=v20sinθtanθ2g分解平行于斜面的速度v由v y=gt得t=v0tanθg【针对性训练】1.(2024湖南岳阳5月三模)如图所示,光垂直照射倾斜木板,把一个质量为0.2kg的小球从倾斜木板顶端水平弹射出来做平抛运动,小球刚好落在倾斜木板底端。
然后使用手机连续拍照功能,拍出多张照片记录小球此运动过程。
通过分析照片可以得到小球的飞行时间为0.6s,小球与其影子距离最大时,影子A距木板顶端和底端的距离之比为7:9,重力加速度g=10m/s2。
下列说法不正确的是()A.飞行过程中,重力对小球做的功为3.6JB.小球与影子距离最大时,刚好是飞行的中间时刻C.木板的斜面倾角θ=37°D.木板的长度为3.6m【参考答案】C【名师解析】小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动位移时间公式有h=12gt2=12×10×0.62m=1.8m根据功的公式,可得飞行过程中,重力对小球做的功为W G =mgh =0.2×10×1.8J =3.6J 故A 正确;经过分析可知,当小球与影子距离最大时,此时小球的速度方向与斜面平行,即速度方向与水平方向的夹角为θ,此时竖直方向的速度为v y =v 0tan θ当小球落到斜面底端时,此时小球位移与水平方向的夹角为θ,令此时速度方向与水平方向的夹角为α,则有tan α=gt v 0=12gt 212v 0t =2h x =2tan θ此时竖直方向的速度为v y 1=v 0tan α=2v 0tan θ则有v y v y 1=gt 1gt 2=v 0tan θ2v 0tan θ=12则有t 1t 2=12故小球与影子距离最大时,刚好是飞行的中间时刻,故B 正确;将小球的运动沿斜面与垂直于斜面分解,建立直角坐标系如图所示由题意可知OA :AB =7:9则有OA :OB =7:16可得OA =v 0cos θt 1+12g sin θt 12OB =v 0cos θt 2+12g sin θt 22又由于v y =v 0sin θ-g cos θt 1则y 方向速度减为零需要的时间为t1=v 0sin θg cos θ结合上述有t 2=2t 1联立可得OA=v02sinθg1+12tan2θOB=2v02sinθg1+tan2θ可得tanθ=33则有θ=30°故木板的长度为OB=hsinθ=3.6m故C错误,D正确。
平抛运动讲解
平抛运动是一种简单的运动形式,指的是物体在水平方向上以一定的初速度被抛出后,只 受重力作用在竖直方向上运动的情况。以下是对平抛运动的讲解:
1. 初始条件:平抛运动的初始条件包括物体的初速度和抛射角度。初速度是物体在水平方 向上的速度,抛射角度是物体初始速度与水平方向的夹角。
2. 水平方向运动:由于物体在水平方向上没有受到其他力的作用,所以它的水平速度保持 不变。这意味着物体在整个运动过程中保持匀速直线运动。
6. 最大水平距离:最大水平距离指的是物体在水平方向上的最远的距离。根据初速度和抛 射角度,可以计算出最大水平距离。
平抛运动讲解
需要注意的是,平抛运动的前提是忽略空气阻力的影响。在实际情况中,空气阻力会对 物体的运动产生一定的影响,但在较短的距离和低速的情况下,可以近似忽略空气阻力的 影响。
总结起来,平抛运动是一种物体在水平方向上以一定的初速度被抛出后,只受重力作用 在竖直方向上运动的情况。通过初速度和抛射角度可以计算出物体在竖直方向和水平方向 上的运动参数,如位移、速度、时间、抛射高度和最大水平距离。
3. 竖直方向运动:在竖直方向上,物体受到重力的作用,加速度为重力加速度g。根据运 动学公式,可以计算物体在竖直方向上的位度:抛射高度指的是物体在竖直方向上的最高点的高度。根据初速度和抛射角度 ,可以计算出抛射高度。
5. 飞行时间:飞行时间指的是物体从抛出到落地所经过的时间。根据初速度和抛射角度, 可以计算出飞行时间。
高三物理08_平抛运动_知识点解析、解题方法、考点突破、例题分析、达标测试
【本讲主要内容】平抛运动平抛运动及类平抛运动的特征及解法【知识掌握】 【知识点精析】1、平抛定义:水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。
广义地说,当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,做类平抛运动。
2、平抛特点:(1)初速度:水平。
(2)运动性质:加速度为g 的匀变速曲线运动。
(3)运动轨迹:抛物线,轨迹方程:22x v g y =,抛物线顶点为抛出点。
问题:人站在平台上平抛一小球,球离开手的速度为v 1,落地时速度为v 2,不计空气阻力,下图中能表示出速度矢量的演变过程的是xCAy解释:平抛运动中,任意两个时刻(或两个位置)间的速度变化量t g v ∆=∆,方向恒为竖直向下,正确答案是C 。
3、研究方法:复杂曲线运动可分解为两个互相垂直方向上的直线运动,一般以初速度或合外力的方向为坐标轴进行分解。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
练习:战争和自然灾害造成了大量难民。
一架飞机正在执行一次国际救援行动,空投救援物资。
设飞机做水平匀速直线飞行,从某时刻起,每隔一秒钟投下一只货箱,这样接连投下了4只相同的货箱,每只货箱在离开飞机后的4s 内,由于降落伞还没有打开,可以假设空气阻力不计,则从第一只货箱离开飞机后的4s 内,关于几只货箱在空中的位置关系的下列说法中正确的是A . 在空中总是排成抛物线,落地点是等间距的B . 在空中总是排成抛物线,落地点是不等间距的C . 在空中总是排成直线,位于飞机的正下方,落地点是等间距的D . 在空中总是排成直线,位于飞机的后方,落地点是等间距的E . 在空中总排成直线,位于飞机正下方,相邻货箱间在竖直方向上的距离保持不变 解释:平抛运动的水平分运动是匀速的,且不受竖直方向的运动的影响,所以应选C 。
4、解题思路:两个方向上分别计算最后再合成。
注意合运动、分运动间的同时性。
5、平抛运动的规律:如图,质点从O 处以v 0平抛,经时间t 后到达P 点。
物理平抛运动的知识点分析
物理平抛运动的知识点分析物理平抛运动的知识点分析上学的时候,大家对知识点应该都不陌生吧?知识点也可以理解为考试时会涉及到的知识,也就是大纲的分支。
想要一份整理好的知识点吗?以下是店铺收集整理的物理平抛运动的知识点分析,希望对大家有所帮助。
平抛运动的分析平抛运动实际上是以下两个运动的合运动:(1)在水平方向上不受外力,所以做匀速直线运动,其速度为平抛运动的初速度(2)在竖直方向上,物体只受重力作用,所以做自由落体运动。
这两个分运动各自独立,又是同时进行,具有分运动的独立性和等时性。
(3) 平抛运动的运动轨迹: ∵x=v0t,H=1/2gt2∴ X2=H(2V02)/g 为二次方程∴其运动轨迹为抛物线。
上述的内容就是全部的关于平抛运动知识的分析辅导,聪明的大家都已经掌握了吧。
初二物理巧记凸透镜成像规律1.画定一直尺2.在直尺上画出点O,为光心,在O点画一凸透镜。
在凸透镜两侧标出一倍焦距点f、二倍焦距点2f.3.分区,(如图),在凸透镜的左右两侧分成三区O──f为一区,f──2f为二区,2f以外为三区。
4.规律:物在无穷远时,聚焦点。
物三(区)像二(区)小实倒;物二(区)像三(区)倒大实;物一(区)像同侧正大虚;2F点是成放大缩小像的分界点F点是成实像虚像的分界点。
在应用和记忆时我们采用标尺:以物体在凸透镜的左侧为例,“物在无穷远时,聚焦点”是说物体在左侧无穷远时,成像在右侧一倍焦点。
“物三(区)像二(区)倒小实”,物体在左侧三区时,成像在右侧二区,特点是,倒立的、缩小的、实像。
“物二(区)像三(区)倒大实”物体在二区时,成像在右侧三区,特点是,倒立的、缩小的、实像。
&ldquo 初二;物一(区)像同侧正大虚”物体在左侧一区时,成像在凸透镜的同侧,特点是,正立的、放大的、虚像。
反之,物体在凸透镜的右侧时,也同样成立。
例1、把凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一物体放在此透镜主光轴上距透镜30cm处,则在透镜另一侧可得到一个()A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的虚像D.正立缩小的虚像分析:由题意可以知道凸透镜的焦距为10cm,“把物体放在此透镜主光轴距透镜30cm,”得知物体在三区,由规律“物三像二小实倒”,成像在二区小实倒,答案应B.例2、在做凸透镜成像实验时,小明将蜡烛放在离凸透镜24cm处,光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,则此凸透镜的焦距可能是()A.10cmB.12cmC.20cmD.48cm分析:“在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,”这一特征为二区像的特征“倒小实”。
高考平抛运动知识点
高考平抛运动知识点运动是物理学中的一个重要概念,无论是生活中还是科学研究中,我们都可以观察到各种各样的运动现象。
而在高考物理考试中,平抛运动是一个经常出现的题型。
平抛运动是指一个物体在水平方向上以一定的初速度抛出后,在竖直方向上受到重力的作用下运动的问题。
接下来,我们将通过分析一些典型的平抛运动问题来探讨高考物理中涉及的相关知识点。
首先,我们需要了解平抛运动的基本公式。
对于水平方向上的运动,速度是恒定不变的;而在竖直方向上,物体受到重力的作用,速度将会发生变化。
因此,平抛运动的最重要的公式就是位移公式:S=Vt,其中S代表位移,V代表初速度,t代表时间。
接下来,我们来看一个例题。
假设一个小球以45°的角度和20米每秒的速度被扔出,求小球扔出后经过3秒钟后的位置。
这个题目中我们已经给出了初速度和时间,只需将这些数据代入位移公式中即可得到结果。
由于速度大小是20米每秒,水平方向上的位移就是20米每秒乘以时间3秒后得到的60米。
而竖直方向上,初始速度等于20米每秒乘以sin45°,求得约为14.142米每秒。
根据位移公式,我们可以得到垂直方向上的位移为14.142米每秒乘以3秒后得到的42.426米。
因此,小球扔出后经过3秒钟后的位置是水平方向上的60米和竖直方向上的42.426米。
除了位移公式外,在高考物理中还经常涉及到平抛运动的时间公式和最大高度公式。
时间公式即t=2h/g,其中h代表高度,g代表重力加速度。
这个公式可以用来求得物体运动到最高点的时间。
而最大高度公式则是h=V²sin²θ/(2g),其中h代表最大高度,V代表初速度,θ代表抛出角度,g代表重力加速度。
这个公式则可以用来求得竖直方向上的最大高度。
再来看一个例题。
假设一个物体以30°的角度和20米每秒的速度抛出,求时间为多少时物体达到最大高度。
根据时间公式,我们可以将h 代入速度= h/g这个公式中,得到时间t=2h/g,将h代入后得到t=2*Vsinθ/g。
平抛运动知识点总结总结
平抛运动知识点总结总结一、定义平抛运动是指一个物体在水平方向上以一定初速度抛出后,在竖直方向上只受重力的作用,不受空气阻力的运动。
在这种运动中,物体的水平速度保持不变,而竖直方向的速度受到重力加速度的影响而不断变化。
二、特点1. 水平速度恒定:在平抛运动中,物体的水平速度是恒定的,不会因为重力的作用而改变。
2. 竖直速度变化:物体在竖直方向上受到重力的影响,其竖直速度会随着时间的推移而改变。
3. 运动轨迹是抛物线:由于水平速度恒定,竖直速度发生变化,物体的轨迹呈现出一个抛物线的形状。
三、运动规律1. 距离和时间关系:在平抛运动中,物体的水平速度恒定,所以它在同样时间内所运动的距离是相等的。
在一定时间内,水平速度乘以时间即为水平方向上的位移。
2. 竖直方向运动:由于物体在竖直方向上受重力的作用,其竖直速度会随着时间的推移而改变。
根据运动学知识,我们可以得到物体在竖直方向上的运动规律为:s = ut + 1/2gt^2,其中s为竖直方向上的位移,u为初速度,g为重力加速度,t为时间。
3. 飞行时间:在平抛运动中,物体的水平速度是恒定的,所以物体飞行的时间只与竖直方向上的运动有关。
根据竖直方向上的运动规律,我们可以得到物体飞行的时间为t = 2u/g。
其中u为初速度,g为重力加速度。
4. 飞行距离:由于物体的水平速度是恒定的,则物体的飞行距离与其水平速度和飞行时间有关。
物体的水平速度乘以飞行时间即为飞行距离。
四、实例分析假设一个物体以初速度 u 被抛出,求其飞行时间、飞行距离和最大高度。
解:根据平抛运动的运动规律,我们可以得到物体的飞行时间为 t = 2u/g,飞行距离为 d = ut,最大高度为 h = 1/2 u^2/g。
五、应用1. 运动装置设计:在工程领域中,平抛运动的知识被广泛应用于设计各种物体的投放装置,比如我们需要将物体投放到某一指定位置,就可以利用平抛运动的知识来设计相应的装置。
2. 运动轨迹研究:在科学研究中,平抛运动的知识可以帮助我们研究物体在空中的运动轨迹,从而帮助我们理解相关现象和定律。
平抛运动的分析和物理规律
平抛运动的分析和物理规律平抛运动是物理学中的一个基本概念,它描述了一个物体在水平方向上以一定的初速度抛出后,受到重力的作用而形成的曲线运动。
本文将从分析平抛运动的基本特征、运动轨迹以及物理规律等方面进行探讨。
首先,平抛运动的基本特征是物体只在竖直方向上受到重力的作用,而在水平方向上保持匀速直线运动。
这意味着在没有空气阻力的情况下,物体的水平速度将保持不变。
这一特征使得平抛运动成为研究其他复杂运动的基础。
其次,平抛运动的运动轨迹是一个抛物线。
这是因为物体在竖直方向上受到重力的作用,而在水平方向上保持匀速直线运动。
由于重力的作用,物体在竖直方向上将以加速度g向下运动。
根据运动学的知识,我们知道在竖直方向上的运动可以用一个简单的公式来描述:s = ut + 1/2gt^2,其中s是位移,u是初速度,t是时间。
将这个公式代入水平方向上的匀速直线运动公式s = vt,我们可以得到物体的运动轨迹方程:y = xtanθ - (gx^2) / (2u^2cos^2θ),其中x是水平方向的位移,y是竖直方向的位移,θ是抛射角度。
这个方程描述了物体在平抛运动中的轨迹,即一个抛物线。
接下来,我们来探讨平抛运动的物理规律。
首先是平抛运动的最大射程。
最大射程是指物体在平抛运动中能够达到的最远的水平距离。
根据轨迹方程,我们可以推导出最大射程的公式:R = (u^2sin2θ) / g,其中R是最大射程。
这个公式告诉我们,最大射程与初速度的平方成正比,与抛射角度的正弦值的平方成正比,与重力加速度的倒数成反比。
这意味着要想增加最大射程,我们可以增加初速度或者选择合适的抛射角度。
其次是平抛运动的最大高度。
最大高度是指物体在平抛运动中能够达到的最高点的高度。
根据轨迹方程,我们可以推导出最大高度的公式:H = (u^2sin^2θ) / (2g),其中H是最大高度。
这个公式告诉我们,最大高度与初速度的平方成正比,与抛射角度的正弦值的平方成正比,与重力加速度成反比。
高考复习平抛运动解题方法归类解析精选
高考复习平抛运动解题方法归类解析一、平抛运动的研究方法运动的合成与分解是研究曲线运动的基本方法. 根据运动的合成与分解,可以把平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动,然后研究两分运动的规律,必要时可以再用合成方法进行合成.二、平抛运动规律以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下的方向为y轴正方向,建立如图所示的坐标系,则平抛运动规律如下表:【典例精析1】:(双选)(2010 年广州一模)人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量m 的飞镖以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如图所示.只改变h、L、m、v0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是( )A.适当减小v0 B.适当提高hC.适当减小m D.适当减小L[解析] 从题意中判断,要使飞镖投中靶心,可以在保持水平距离的条件下相应提升出手高度,或者,如出手高度不变,则需减少其下落时间,减小v0只会使下落时间更长,故应适当减小水平距离L.质量对其运动无影响,综上,选BD.【问题探究】:平抛物体落在水平面上时,物体在空中运动时间和水平射程分别由什么决定. [解析]当平抛物体落在水平面上时,物体在空中运动的时间由高度h 决定,与初速度v 0无关,而物体的水平射程由高度h 及初速度v 0两者共同决定. 三、对平抛运动规律的进一步理解1.速度的变化规律水平方向分速度保持v x =v 0不变;竖直方向加速度恒为g ,速度v y =gt ,从抛出点起,每隔Δt 时间,速度的矢量关系如右图所示,这一矢量关系有三个特点;(1)任意时刻的速度水平分量均等于初速度v 0.(2)任意相等时间间隔Δt 内的速度改变量Δv 的方向均竖直向下,大小均为Δv =Δv y =g Δt .注意:平抛运动的速率并不随时间均匀变化,但速度随时间是均匀变化的.(3)随着时间的推移,末速度与竖直方向的夹角越来越大,但永远不会等于90°.2.位移的变化规律(1)任意相等时间间隔内,水平位移不变,且Δx =v 0Δt .(2)任意相等的时间间隔Δt 内,竖直方向上的位移差不变,即Δy =g Δt 2.【典例精析2】:从高为h 处以水平速度v o 抛出一个物体,要使物体落地速度与水平地面的夹角最大,则h 与v o 的取值应为下列四组中的哪一组 ( )A .h =30m ,v o =10m/sB .h =30m ,v o =30m/sC . h =50m ,v o =30m/sD .h =50m ,v o =10m/s[解析]由右图看出:ghV y 22=ghV y 2=002tan V ghV V y==θ 将以上各组数值代入计算得: A. 6tan =θ B.36tan =θC. 310tan =θ D. 10tan =θ故选择D【典例精析3】:物体做平抛运动,在它落地前的1 s 内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°,g =10 m/s 2.求:(1)平抛运动的初速度v 0; (2)平抛运动的时间; (3)平抛时的高度.[解析](1)假定轨迹上A 、B 两点是落地前1 s 内的始、终点,画好轨迹图,如图所示. 对A 点:tan30°=gtv0. ①对B 点:tan60°=gt′v0 ②t ′=t +1 ③ 由①②③解得t =12 s ,v 0=5 3 m/s.(2)运动总时间t ′=t +1=1.5 s. (3)高度h =12gt ′2=11.25 m【典例精析4】:如图所示,为一平抛物体运动的闪光照片示意图,照片与实际大小相比缩小10倍.对照片中小球位置进行测量得:1与4闪光点竖直距离为1.5 cm ,4与7闪光点竖直距离为2.5 cm ,各闪光点之间水平距离均为0.5 cm.则(1)小球抛出时的速度大小为多少?(2)验证小球抛出点是否在闪光点1处,若不在,则抛出点距闪光点1的实际水平距离和竖直距离分别为多少?(空气阻力不计,g =10 m/s 2)解析:(1)设1~4之间时间为T , 竖直方向有:(2.5-1.5)×10-2×10 m =gT 2 所以T = 0.1 s水平方向:0.5×10-2×3×10 m =v 0T 所以v 0=1.5 m/s(2)设物体在1点的竖直分速度为v 1y1~4竖直方向:1.5×10-2×10 m=v 1y T +21gT 2解得v 1y =1 m/s因v 1y ≠0,所以1点不是抛出点(另外,也可以从闪光点1-4、4-7高度之比不等于1:3作出判断) 设抛出点为O 点,距1水平位移为x ,竖直位移为y ,有 水平方向 x =v 0t竖直方向:⎪⎩⎪⎨⎧==gt v gty y 1221解得t = 0.1 s , x =0.15 m=15 cm y =0.05 m=5 cm即抛出点距1点水平位移为15 cm ,竖直位移为5 cm. 四、平抛运动的两个重要推论推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为θ,位移方向与水平方向的夹角为φ,则tan θ=2tan φ.证明:如右图所示,由平抛运动规律得 tan θ=vy vx =gt v0,tan φ=y0x0=12·gt2v0t =gt 2v0,所以tan θ=2tan φ.推论Ⅱ:做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.证明:如右图所示,tan φ=y0x0tan θ=2tan φ=y0x0/2即末状态速度方向的反向延长线与x 轴的交点B 必为此时水平位移的中点.注意:(1)在平抛运动过程中,位移矢量与速度矢量永远不会共线.(2)它们与水平方向的夹角关系为tan θ=2tan φ,但不能误认为θ=2φ.【典例精析5】:以v 0的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移相等时,下列说法错误的是( )A .即时速度的大小是5v 0B .运动时间是2v0gC .竖直分速度大小等于水平分速度大小D .运动的位移是2 2v20g[解析] 单选题只要理解上述注意(1)要点即可选择C.【典例精析6】:如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上, 物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( )A .tan φ=sin θB .tan φ=cos θC .tan φ=tan θD .tan φ=2tan θ[解析]竖直速度与水平速度之比为:tan φ=gt v0,竖直位移与水平位移之比为:tan θ=gt22v0t ,故tan φ=2tan θ, D 正确.(注意:只要落点在斜面上,该结论与初速度大小无关)【变式】一质量为m 的小物体从倾角为︒30的斜面顶点A 水平抛出,落在斜面上B 点,若物体到达B 点时的动能为35J ,试求小物体抛出时的初动能为多大?(不计运动过程中的空气阻力)解析:由题意作出图,根据推论4可得︒==30tan 2tan 2tan βα,所以332tan =α由三角知识可得213cos =α又因为αcos 0v v t =所以初动能J E mv E kB kA 152192120===【典例精析7】:竖直半圆形轨道ACB 的半径为R ,AB 水平,C 为轨道最低点.一个小球从A 点以速度v 水平抛出,设重力加速度为g ,不计空气阻力,则( ) A .总可以找到一个0v 值,使小球垂直撞击AC 段某处 B .总可以找到一个0v 值,使小球垂直撞击最低点C C .总可以找到一个0v 值,使小球垂直撞击CB 段某处D .无论v 取何值,小球都不可能垂直撞击轨道[解析]上图中,由于水平分速度不变,平抛运动的速度不可能变为竖直向下更不可能指向左下方,故排除A 、B ,对C ,我们可假设该情况成立,则小球撞击CB 段某处的速度反向延长线必过AB 中点,但此时小球水平位移小于AB 长度,与推论Ⅱ相矛盾,故予以排除,选择D . 五、常见题型解析(一)、斜面上的平抛运动问题通常情况(以地面为参考系)下,平抛运动按受力特点分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动,这种分解方法不需要分解加速度.如果物体是从斜面上平抛的,若以斜面为参考系,平抛运动有垂直(远离)斜面和平行斜面两个方向的运动效果,如果题目要求讨论相对斜面的运动情况,如求解离斜面的最远距离等,往往沿垂直斜面和平行斜面两个方向进行分解,这种分解方法初速度、加速度都需要分解,难度较大,但解题过程会直观简便.平抛运动中的“两个夹角”是解题的关键,一是速度偏向角φ,二是位移偏向角θ,画出平抛运动的示意图,抓住这两个角之间的联系,即tan φ=2tan θ,如果物体落到斜面上,则位移偏向角θ和斜面倾角相等,此时由斜面的几何关系(见例5)即可顺利解题.【典例精析8】:如右图所示,足够长斜面OA 的倾角为θ,固定在水平地面上,现从顶点O 以速度v 0平抛一小球,不计空气阻力,重力加速度为g ,求小球在飞行过程中经过多长时间离斜面最远?最远距离是多少?解法一:常规分解方法(不分解加速度)当小球的速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大. tan α=vy vx = gt v0此过程中小球的水平位移x =v 0t 小球的竖直位移 y = 12gt 2最大距离s =(x -y cot α)sin α=v20sin2θ2gcosθ.解法二:将速度和加速度分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向进行分解,如右图所示. 速度v 0沿垂直斜面方向上的分量为v 1=v 0sin θ,加速度g 在垂直于斜面方向上的分量为g 1=g cos θ根据分运动的独立性原理,小球离斜面的最大距离仅由v 1和g 1决定,当垂直于斜面的分速度减小为零时,小球离斜面和距离最远.由v 1=g 1t ,解得t =v0g tan θ由s =v212g1,解得s =v20sin2θ2gcosθ.注意:速度与斜面平行的时刻有如下特征: (1)竖直速度与水平速度之比等于斜面倾角的正切; (2)该时刻是全运动过程的中间时刻;(3)该时刻之前与该时刻之后竖直方向上的位移之比为1∶3; (4)该时刻之前与该时刻之后斜面方向上的位移之比不是1∶3.还有一类问题是平抛后垂直撞击斜面,在撞击斜面的时刻,速度方向与水平方向的夹角与斜面的倾角互余;另一情况是平抛过程的位移与斜面垂直.【典例精析9】:如图甲所示,以9.8m/s 的初速度水平抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上.可知物体完成这段飞行的时间是A.s 33B.332sC.s 3D.s 2[解析]:先将物体的末速度tv 分解为水平分速度xv 和竖直分速度yv (如图乙所示).根据平抛运动的分解可知物体水平方向的初速度是始终不变的,所以0v v x =;又因为tv 与斜面垂直、yv 与水平面垂直,所以tv 与yv 间的夹角等于斜面的倾角θ.再根据平抛运动的分解可知物体在竖直方向做自由落体运动,那么我们根据y v gt=就可以求出时间t 了.则由图得yx v v =θtan 所以sm s m v v v x y /38.9/318.930tan tan 0==︒==θgtv y =所以s gv t y 38.938.9===答案为C.【典例精析10】:若质点以v 0正对倾角为θ的斜面水平抛出,如果要求质点到达斜面的位移最小,求飞行时间为多少?[解析]: (1)连接抛出点O 到斜面上的某点O 1 ,其间距OO 1为位移大小.当OO 1垂直于斜面时位移最小.(2)分解位移:利用位移的几何关系可得θθtg 2,21020g v t gt t v y xtg ===【小结】:研究平抛运动的基本思路是:(1)突出落点问题一般要建立水平位移和竖直位移之间的关系.(2)突出末速度的大小和方向问题的,一般要建立水平速度和竖直速度之间的关系. (3)要注意挖掘和利用好合运动、分运动及题设情景之间的几何关系.【典例精析11】:如右图所示,斜面与水平面之间的夹角为45°,在斜面底端A 点正上方高度为6 m处的O 点(与B 点等高),以1 m/s 的速度水平抛出一个小球,小球飞行一段时间后撞在斜面上,这段时间为(g =10 m/s 2)( )A .0.1 sB .1 sC .1.2 sD .2 s[解析]水平位移x =v 0t ,竖直位移h =gt 2/2,由图形几何关系可知x =H -h ,由以上三式可得B 正确. (二)平抛运动的临界问题解决这类问题的关健有三点:其一是确定运动性质——平抛运动;其二是确定临界状态;其三是确定临界轨迹——轨迹示意图.【典例精析12】:如右图所示,水平屋顶高H =5 m ,墙高h =3.2 m ,墙到房子的距离L =3 m ,墙外马路宽x =10 m ,小球从房顶水平飞出,落在墙外的马路上,求小球离开房顶时的速度v 0的取值范围.(取g =10 m/s 2)[解析] 设小球恰好越过墙的边缘时的水平初速度为v 1,由平抛运动规律可知:⎩⎪⎨⎪⎧H -h =12gt21 ①L =v1t1 ②由①②得:v 1=L2H -hg=32×5-3.210m/s =5 m/s又设小球恰落到路沿时的初速度为v 2, 由平抛运动的规律得:⎩⎪⎨⎪⎧H =12gt22 ③L +x =v2t2 ④由③④得:v 2=L +x 2H g =3+102×510m/s =13 m/s 所以小球抛出时的速度大小为5 m/s≤v 0≤13 m/s . (三)多体平抛问题分析时要注意以下几点:(1)若两物体同时从同一高度(或同一点)抛出,则两物体始终在同一高度,二者间距只决定于两物体水平分运动;(2)若两物体同时从不同高度抛出,则两物体高度差始终与抛出点高度差相同,二者间距由两物体水平分运动和竖直高度差决定;(3)若两物体从同一点(或高度)先后抛出,两物体竖直高度差随时间均匀增大,二者间距决定于两物体水平分运动和竖直分运动.【典例精析13】:如右图所示,在距地面80 m 高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上每隔1 s 依次放下a 、b 、c 三物体,抛出点a 、b 与b 、c 间距分别为45 m 和55 m ,分别落在水平地面上的A 、B 、C 处.求:(1)飞机飞行的加速度;(2)刚放下b 物体时飞机的速度大小; (3)b 、c 两物体落地点BC 间距离.[解析] (1)飞机水平方向上,由a 经b 到c 做匀加速直线运动,由Δx =aT 2得,a =Δx T2=bc -abT2=10m/s 2.(2)因位置b 对应a 到c 过程的中间时刻,故有v b =ab +bc2T =50 m/s.(3)设物体落地时间为t ,由h =12gt 2得:t =2hg =4 s ,BC 间距离为:BC =bc +v c t -v b t ,又v c -v b =aT ,得:BC =bc +aTt =95 m.(四) 类平抛运动1、类平抛运动的受力特点物体所受合力为恒力,且其方向与初速度的方向垂直. 2、类平抛运动的运动特点在初速度v 0方向做匀速直线运动,在合力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a =F 合m (并非重力加速度!).3、求解方法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性.【典例精析14】:如图所示,两个倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上,两斜面间距大于小球直径,斜面高度相等.有三个完全相同的小球a 、b 、c ,开始均静止于同一高度处,其中b 小球在两斜面之间,a 、c 两小球在斜面顶端.若同时释放a 、b 、c ,小球到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出,初速度方向如图所示,到达水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系不正确的是( )A.t1>t3>t2B.t1=t1′,t2=t2′,t3=t3′C.t1′>t3′>t2′D.t1<t1′,t2<t2′,t3<t3′[解析] 由静止释放三小球时对a :h sin30°=12g sin30°·t 21,则t 21=8h g对b :h =12gt 2,则t 2=2h g.对c :h sin45˚=12g sin45°·t 23,则t 23=4hg所以t 1>t 3>t 2.当平抛三小球时:小球b 做平抛运动,竖直方向运动情况同第一种情况,小球a 、c 在斜面内做类平抛运动,沿斜面向下方向的运动同第一种情况,所以t 1=t 1′,t 2=t 2′,t 3=t 3′.故选D.【典例精析15】:如右图所示,一个质量为1 kg 的物体静止在粗糙的水平面上,物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.4..现对物体施加一水平向右的恒力F =12 N ,经过t 1=1 s 后,迅速将该力的方向改为竖直向上,大小不变,则再经t 2=2 s ,物体相对于地面的高度及物体的速度的大小和方向各为多少?[解析] 在改变恒力F 方向之前,物体做匀加速直线运动,设加速度为a 1,经t 1=1 s 后的速度为v 1,分析物体受力的如图甲所示,由牛顿第二定律得F -F f =ma 1,且F f =μmg 解得a 1=8 m/s 2则v 1=a 1t 1=8 m/s将F 改为竖直向上后,受力如图乙所示,此时由于F >G ,物体将飞离地面做类平抛运动,设此时的加速度为a 2,由牛顿第二定律得F -G =ma 2解得a 2=2 m/s 2物体在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则上升的高度h =12a 2t 2=4 m 此时竖直方向上的分速度v 2=a 2t 2=4 m/s故此时物体的速度v =v21+v22=4 5 m/s设速度和水平方向夹角为θ,如图丙所示则tan θ=v2v1=48=12 故θ=arctan 12[答案] 4 m 4 5 m/s ,与水平方向夹角为arctan 12【小结】:类平抛运动问题的求解思路根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题→求出物体运动的加速度→根据具体问题选择所需要的规律。
物理知识点平抛运动与斜抛运动的分析
物理知识点平抛运动与斜抛运动的分析物理知识点:平抛运动与斜抛运动的分析物理学中的运动分为多种类型,其中平抛运动和斜抛运动是常见的两种运动形式。
本文将对这两种运动进行详细分析,探讨其特点、公式和实际应用。
一、平抛运动的分析平抛运动是指物体在水平方向上以一定的初速度进行抛体运动。
这种运动形式下,物体只受到重力的作用,没有其他力的干扰。
1. 特点平抛运动的特点有以下几个方面:(1) 运动轨迹为抛物线;(2) 初始速度只有在水平方向上,垂直方向速度为零;(3) 垂直方向受到重力加速度的作用,水平方向速度保持不变。
2. 公式对于平抛运动,我们可以使用以下公式进行计算:(1) 水平方向位移公式:S = Vx * t,其中S为水平方向位移,Vx为水平方向上的初速度,t为时间;(2) 垂直方向位移公式:Sy = Vyi * t + 1/2 * g * t^2,其中Sy为垂直方向位移,Vyi为初始时的垂直方向速度,g为重力加速度,t为时间;(3) 垂直方向速度公式:Vy = Vyi + g * t,其中Vy为某一时刻的垂直方向速度。
3. 实际应用平抛运动在现实生活中有着广泛的应用。
例如,投掷运动员在比赛中进行标枪或铅球等项目时,其运动轨迹符合平抛运动的特点。
此外,许多物理实验也采用平抛运动来研究物体的运动规律,从而推导出相关的物理定律。
二、斜抛运动的分析斜抛运动是指物体在斜向上以一定的初速度进行抛体运动。
这种运动形式下,物体既受到重力的作用,也受到斜向的初速度的影响。
1. 特点斜抛运动的特点有以下几个方面:(1) 运动轨迹仍为抛物线,但与平抛运动不同的是,斜抛运动的抛物线是倾斜的;(2) 初始速度同时具有水平方向和垂直方向的分量;(3) 水平方向速度保持不变,垂直方向速度在运动过程中受到重力的影响。
2. 公式对于斜抛运动,我们可以使用以下公式进行计算:(1) 水平方向位移公式:Sx = Vx * t,其中Sx为水平方向位移,Vx为水平方向上的初速度,t为时间;(2) 垂直方向位移公式:Sy = Vyi * t + 1/2 * g * t^2,其中Sy为垂直方向位移,Vyi为初始时的垂直方向速度,g为重力加速度,t为时间;(3) 垂直方向速度公式:Vy = Vyi + g * t,其中Vy为某一时刻的垂直方向速度。
高中物理中的平抛运动问题分析
高中物理中的平抛运动问题分析平抛运动是指物体在水平方向上以初速度抛出后,只受重力作用下竖直下落的运动。
在高中物理学习中,平抛运动问题是一个重要的内容,对于学生来说,理解和掌握平抛运动的基本原理和相关计算方法是必不可少的。
本文将对高中物理中的平抛运动问题进行分析,帮助读者更好地理解和解决此类问题。
一、基本概念平抛运动具有以下基本概念:1. 初速度(v₀):物体在抛出时的速度大小和方向。
2. 重力加速度(g):物体受重力作用的加速度,大小约为9.8m/s²。
3. 抛射角度(θ):抛出物体的速度向量与水平方向的夹角。
4. 最大高度(H_max):物体抛出后到达的最高点的高度。
5. 飞行时间(t):物体从抛出直到落地所经过的时间。
二、平抛运动的分析方法在解决平抛运动问题时,可以采用以下分析方法:1. 水平方向的运动分析物体在水平方向上没有受到任何水平力的作用,因此水平速度保持不变。
根据物理学中的匀速直线运动原理,水平方向的位移(Sx)等于水平速度(Vx)乘以时间(t):Sx = Vx * t。
2. 竖直方向的运动分析在竖直方向上,物体受到重力的作用,产生竖直加速度,由于重力只在竖直方向上起作用,因此竖直速度和竖直位移分别为:Vy = -g * tSy = Vy * t - (1/2) * g * t²3. 最大高度的计算当物体到达最大高度时,竖直速度为零。
因此,可以根据Vy = -g * t,解出t,并代入Sy公式中,则可以计算出最大高度H_max。
4. 飞行时间的计算物体从抛出到落地,所经过的时间为飞行时间t。
可以根据抛射角度分解初速度,求出竖直方向的初速度(Vy₀)和水平方向的初速度(Vx₀)。
然后,可以通过Vy = Vy₀ - g * t,解出t,并代入水平方向的位移公式Sx = Vx * t,求出飞行时间t。
5. 落点的计算由于物体受到重力的作用,所以落点的水平位移等于初速度在水平方向上的分速度乘以飞行时间:Sx = Vx₀ * t三、例题分析假设一个学生以25m/s的速度、45°的抛射角度将一个小球抛出,求小球的最大高度和飞行时间,以及小球的落点位置。
机械运动的平抛运动分析
机械运动的平抛运动分析介绍平抛运动是一种基础的机械运动,它的特点是在水平方向上以一定的初速度抛出物体后,物体在垂直方向上运动,并最终落地。
本文将对平抛运动进行分析。
1. 平抛运动的基本概念平抛运动中,物体在水平方向上的运动速度恒定不变,而在垂直方向上受重力的影响逐渐减速。
平抛运动可分为以下几个要素:初始速度(v0)物体在水平方向上的初速度。
抛射角度(θ)抛出物体的速度向量与水平方向的夹角。
时间(t)物体在运动过程中所经历的时间。
水平方向上的位移(dx)物体在水平方向上的位移。
垂直方向上的位移(dy)物体在垂直方向上的位移。
2. 平抛运动的运动规律平抛运动中,物体在水平方向上的速度是恒定的,因此水平方向上的位移可以根据以下公式计算:dx = v0 * cos(θ) * t其中,v0为初速度,θ为抛射角度,t为时间。
而在垂直方向上,物体在重力的作用下逐渐减速,因此垂直方向上的位移可以根据以下公式计算:dy = v0 * sin(θ) * t - (1/2) * g * t^2其中,g为重力加速度,约为9.8m/s^2。
3. 平抛运动的特点平抛运动具有以下特点:1) 抛射角度对运动结果的影响在给定初速度的情况下,不同的抛射角度将导致不同的运动结果。
例如,抛射角度为45度时,物体的水平位移最远。
2) 水平方向和垂直方向的运动是相互独立的在平抛运动中,物体在水平方向和垂直方向上的运动是相互独立的。
水平方向上的运动速度不受重力影响,垂直方向上的位移受到重力加速度的影响。
3) 平抛运动的最大高度物体在平抛运动中,达到最大高度时,其垂直速度为0。
可以通过以下公式计算最大高度(h):h = (v0 * sin(θ))^2 / (2 * g)4. 应用举例平抛运动的分析可以应用于各种实际问题,例如:- 投掷运动的分析- 炮弹的弹道计算- 球类运动中的抛投运动分析结论平抛运动是一种简单而常见的机械运动,通过对其运动规律和特点的分析,我们可以更好地理解和应用平抛运动的知识。
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高频考点:平抛运动
动态发布:2011海南物理第15题、2010全国理综1第18题、2009广东物理第17(1)题、2008全国理综卷1第14题、2011广东理综卷第17题
命题规律:平抛运动是曲线运动的重要特例,是高中物理的重要模型之一,平抛运动平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
平抛运动是高考考查的重点,高考命题常以新情境来考查,而且经常与其他知识综合出题。
单独考查的题型一般为选择题,综合其它知识考查的一般为计算题,难度中等。
命题分析
考查方式一 半圆上的平抛运动
【命题分析】平抛运动的特点是初速度沿水平方向且只受竖直方向的重力作用。
平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动(s =v 0t )和竖直方向的自由落体运动(h =12
gt 2 )。
平抛运动物体的速度改变量Δv =g Δt 的方向总是竖直向下,且相等时间内速度改变量总是相等的。
平抛物体的初速度v 0、瞬时速度v 和竖直分速度v ⊥(v ⊥=gt =gh 2)任意时刻都构成矢量三角形。
高考对半圆上的平抛运动的考查难度中等。
例1. (2011海南物理第15题)如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆。
ab 为沿水平方向的直径。
若在a 点以初速度v 0沿ab 方向抛出一小球, 小球会击中坑壁上的c 点。
已知c 点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径。
【解析】:
设半圆半径为R ,由平抛运动规律可得,
R+R cos30°=v 0t ,12R=12
gt 2,
联立解得R=(2047-v g
【点评】此题考查平抛运动规律及其相关知识点。
考查方式二 正对斜面的平抛运动
【命题分析】小球正对斜面的平抛运动,可根据小球落到斜
面时的速度方向作出速度分解图。
高考对小球正对斜面的平
抛运动的考查难度中等。
例2.(2010全国理综1第18题)一水平抛出的小球落到一倾角为θ 的斜面上时,其速
度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示。
小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为
【命题分析】飞机投弹不计空气阻力时炸弹的运动可视为平抛运动,炸弹的初速度为投弹时飞机的速度。
高考对飞机投弹的考查难度一般不大。
例3(2009广东物理第17(1)题)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施了投弹爆破,飞机在河道上空高H 处以速度v 0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标。
求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。
(不计空气阻力)
【解析】:⑴炸弹作平抛运动,设炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为x, 0x v t = 212H gt =
联立以上各式解得x v =设击中目标时的竖直速度大小为v y ,击中目标时的速度大小为v
y v gt ==v =
联立以上各式解得v =【点评】此题考查平抛运动规律及其相关知识。
考查方式四 斜面上的平抛运动
【命题分析】斜面上的平抛运动要注意竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切。
高考对斜面上的平抛运动考查难度中等.
例4(2008全国理综卷1第14题)如图2所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足
A .tan φ=sin θ
B .tan φ=cos θ
C .tan φ=tan θ
D .tan φ=2tan θ
【解析】设物体平抛运动的初速度为v 0,落在斜
面上时水平位移x ,竖直位移y ,飞行时间t ,由平抛运动规律可得x = v 0t ,y=2
1gt 2,由几何关系得tan θ=y/x ,将物体与斜面接触时速度分解为水平速度v 0和竖直速度gt ,则有tan φ=gt / v 0,联立解得tan φ=2tan θ,所以选项D 正确。
【答案】D
【点评】涉及位移可利用平抛运动规律列出位移方程,涉及速度可列出速度之间的关系式。
例5(2010北京理综)如图1,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O 点水平飞出,经过3.0 s 落到斜坡上的A 点。
已知O 点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角 =37°,运动员的质量m =50 kg 。
不计空气阻力。
(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g 取10 m/s 2)求
(1)A 点与O 点的距离L ;
(2)运动员离开O 点时的速度大小;
(3)运动员落到A 点时的动能。
【解析】:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有L sin37°=12
gt 2, A 点与O 点的距离L =2
237gt °
sin =75m (2)设运动员离开O 点的速度为v 0。
运动员在水平方向做匀速直线运动,即 L cos37°=v 0t 解得 v 0=20 m/s
(3)运动员由O 点到A 点,由动能定理, mgL sin37°=E kA -
12
mv 02 解得E kA =32500J 。
【点评】:此题以跳台滑雪运动切入,考查动能定理、平抛运动等知识点。
考查方式五 球类的平抛运动
【命题分析】球类的平抛运动是高考考查频率较高的,难度中等。
例6(2011广东理综卷第17题)如图6所示,在网球的网前截击
练习中,若练习者在球网正上方距地面H 处,将球以速度v 沿垂
直球网的方向击出,球刚好落在底线上,已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是
A.球的速度v等于
B.
C.球从击球点至落地点的位移等于L
D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
【解析】:由平抛运动规律可知,球从击出至落地所用时间为,球的速度v等于。