高考物理总复习 平抛运动的规律及应用
高中物理第四章 第2讲 平抛运动的规律及应用
【变式训练】在同一平台上的O点抛出的3个物体,做平抛运动 的轨迹如图所示,则3个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的 关系及落地时间tA、tB、tC的关系分别是( )
A.vA>vB>vC,tA>tB>tC C.vA<vB<vC,tA>tB>tC
Байду номын сангаас
B.vA=vB=vC,tA=tB=tC D.vA<vB<vC,tA<tB<tC
考点 3 平抛运动的综合问题(三年6考)
解题技巧 【考点解读】 涉及平抛运动的综合问题主要是以下几种类型: (1)平抛运动与其他运动形式(如匀速直线运动、竖直上抛运动、 自由落体运动、圆周运动等)的综合题目,在这类问题的分析中 要注意平抛运动与其他运动过程在时间上、位移上、速度上的
方 分 解 速 度
法
内
容
斜
面
总
结
水平:vx=v0 竖直:vy=gt 合速度: v= v x 2 v y 2 水平:x=v0t 合位移: x 合= x 2 y 2
1 竖直:y= gt2 2
分解速 度,构建 速度三 角形
分 解 位 移
分解位 移,构建 位移三 角形
【典例透析 2】滑雪比赛惊险刺激,如图所示,一名跳台滑雪运 动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过3.0s落到斜坡上
g 2h 知,时间取决于下落高度h,与初速度v0 g
(3)落地速度:v= v x 2 v y 2 v0 2 2gh ,以θ 表示落地速度与 x轴正方向间的夹角,有tanθ = 初速度v0和下落高度h有关。
vy vx 2gh ,所以落地速度只与 v0
(4)速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒 定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在 任意相等时间间隔Δ t内的速度改变量
高中物理: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:l=;②位移的方向:。
思考:能否用l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:思考:①能否用求P点的速度?②由以上分析得:,是否有?二. 重难点分析:1、平抛运动的速度变化水平方向分速度保持,竖直方向,加速度恒为g,速度,从抛出点起,每隔△t时间的速度的矢量关系如图所示,这一矢量关系有两个特点:(1)任意时刻的速度水平分量均等于初速度;(2)任意相等时间间隔△t内的速度改变量均竖直向下,且△v=△=。
做平抛运动的物体,在任一时刻的速度都可以分解为一个大小和方向不变的水平速度分量和一个竖直方向随时间正比例变化的分量和构成速度直角三角形如图所示,通过几何知识容易建立起以及之间的关系,许多问题可以从这里入手解决。
平抛运动:平抛(类平抛)运动基本规律的理解及应用
平抛运动基本规律的理解及应用
一、平抛运动的几个基本规律
1.飞行时间:t= 2gh,大小取决
v0
于下落高度 h,与初速度 v0 无关.
2.水平射程:x=v0t=v0 2gh,与初 h 速度 v0 和下落高度 h 有关.
3.落地速度:v= vx2+v2y= v20+2gh,
v 与 v0 的夹角 tan θ=vy /vx=
2gh,大 v0
小与初速度 v0 和下落高度 h 有关.
x=?
速度的 改变量△v
t=? vx=v0 θ
vy v=?
4.速度改变量:因为平抛运动的 加速度为恒定的重力加速度g,所 以做平抛运动的物体在任意相等 时间间隔Δt内的速度改变量Δv= gΔt相同,方向恒为竖直向下,如 图所示.
球员在球门中心正前方距离球门s处
高高跃起,将足球顶入球门的左下方
死角(图中P点)。球员顶球点的高度 h
为h,足球做平抛运动(足球可看成质
L/2
点,忽略空气阻力),则( )
s
A.足球位移的大小 x= L42+s2 B.足球初速度的大小 v0= 2gh(L42+s2)
注意分析足球的空间 位置及运动特征
C.足球末速度的大小 v= 2gh(L42+s2)+4gh
D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 tan θ=2Ls
转解析
【备选】(多选)某物体做平抛运动时,
它的速度方向与水平方向的夹角为θ,
其正切值tan θ随时间t变化的图象如图
所示,(g取10 m/s2)则(
).
A.第1 s物体下落的高度为5 m
B.第1 s物体下落的高度为10 m
C.物体的初速度为5 m/s
浅谈平抛运动的规律及应用
3 1 运动 时间与 水平 射程 ( 个 中心 :) . 一 £
( )速度 与 水 平 方 向夹 角 正 切 值 等 于位 移 1 与水 平 方 向夹 角正切值 的 2 。 倍 由图 2 知 , 据 可 根 数 学 的几何 关 系可得 :
水 平方 向上 的分 运 动 与 竖 直 方 向上 的 分 运 动既具 有独 立 性 , 具有 等 时 性 , 质 点 从 抛 出 又 设
( )速度 反 向延长 线交 于水 平位 移 的 中点 2
运 时 √ S 度'运 时 动 间 一 (高 ) 动 间 y 即
由高度 S 一确 定 。 唯
结合 图 2中 的速度矢 量 图 , 速度 的 反 向延 作
长线 交于水 平 位移 于 Q 点 , 由几何 关 系可 得 :
Vo. No 37 128 . 9
夏广平
南 京 市金 陵 中学 物 理 组 , 苏 省 南 京 市 2 0 0 江 105
摘 要 : 文 通过 对 《 感与 自感 》 节 教 学 的 实录 与 反 思 , 谈 新 课 程 理 念 下 如 何 让 课 堂 更 加 灵 动 , 学 生 获得 理 本 互 一 浅 让
性 的 思 考 , 正提 高科 学素 养 。 真
第 2 8卷 总 第 3 9期 7
物
理
教
学
探
讨
Vo . 8 No 3 9 12 . 7 ( 52 0 . 3 S) . Ol 7
21 0 0年 第 5期 ( 半 月) 上
J u n l o Ph sc Te c n o r a f y is a hig
浅 谈 平 抛 运 动 的 规 律 及 应 用
平 抛运 动是 匀变 速 曲线 运 动 中最 简 单 的运 动形 式 , 它是水 平抛 出的物 体在 只受 重力 作用 下
平抛运动的规律及应用
2022届高考物理一轮复习平抛运动的规律及应用学案新人教版(含答案)
2022届高考物理一轮复习:第2讲平抛运动的规律及应用知识点一平抛运动1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在________作用下的运动.2.性质:平抛运动是加速度为g的________曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解.(1)水平方向:________直线运动;(2)竖直方向:________运动.4.基本规律:(如下图)(1)位移关系(2)速度关系知识点二斜抛运动1.定义:将物体以初速度v0________或斜向下方抛出,物体只在________作用下的运动.如图所示.2.性质:斜抛运动是加速度为g的________曲线运动,运动轨迹是________.3.研究方法:运动的合成与分解(1)水平方向:________直线运动;(2)竖直方向:________直线运动.思考辨析(1)平抛运动属于匀变速曲线运动.( )(2)平抛运动的加速度方向时刻在变化.( )(3)做平抛运动的物体在任意时刻的速度方向与水平方向的夹角保持不变.( )(4)做平抛运动的物体在任意相等的两段时间内的速度变化相同.( )教材改编[人教版必修2P10做一做改编](多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法中正确的有( )A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动考点一平抛运动规律的基本应用自主演练1.飞行时间由t=√2ℎ知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.g2.水平射程x=v0t=v0√2ℎ,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关.g3.落地速度v=√ℎℎ2+ℎℎ2=√ℎ02+2gℎ,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=ℎℎℎℎ=√2gℎ,落地速度与初速度v0和下落高度h有关.ℎ04.速度改变量因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.[多维练透]1.(多选)如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为正方形ABCD,若在A点以初速度v0沿AB方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的C点,已知AB的长度为l,忽略空气阻力,则( )A.小球下落的时间t=ℎℎ0B.坑的深度AD=gℎ22ℎ02C.落到C点的速度大小为√2v0D.落到C点时速度方向与水平成60°角2.[2020·全国卷Ⅱ,16]如图,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边缘a点比右边缘b点高0.5h.若摩托车经过a点时的动能为E1,它会落到坑内c点,c与a的水平距离和高度差均为h;若经过a点时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到达b点.ℎ2等于( )ℎ1A.20 B.18 C.9.0 D.3.03. [2020·江苏卷,8](多选)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l.忽略空气阻力,则( ) A.A和B的位移大小相等B.A的运动时间是B的2倍C.A的初速度是B的12D.A的末速度比B的大4.[2020·北京卷,17]无人机在距离水平地面高度h处,以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为g.(1)求包裹释放点到落地点的水平距离x;(2)求包裹落地时的速度大小v;(3)以释放点为坐标原点,初速度方向为x轴方向,竖直向下为y轴方向,建立平面直角坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程.考点二平抛运动的综合问题多维探究题型1平抛运动重要推论的应用两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B=ℎℎ2(2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,有tan θ=2tan α.例1 [2021·安徽太和中学月考]如图所示,xOy是平面直角坐标系,Ox水平、Oy竖直,一质点从O点开始做平抛运动,P点是轨迹上的一点.质点在P点的速度大小为v,方向沿该点所在轨迹的切线.M点为P点在Ox轴上的投影,P点速度方向的反向延长线与Ox轴相交于Q点.已知平抛的初速度大小为20 m/s,MP=20 m,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )A.QM的长度为10 mB.质点从O点到P点的运动时间为1 sC.质点在P点的速度大小v为40 m/sD.质点在P点的速度方向与水平方向的夹角为45°题型2|逆向思维和对称方法的应用例2 (多选)如图所示,假设某人在高度H=5 m的竖直杆左侧用弹弓将一弹丸从A点发射出去,弹丸刚好从竖直杆BN顶端B点以v=10 m/s的水平速度通过后,落到水平地面上的C 点.已知弹丸质量m=50 g,A点到水平地面高度h=1.8 m,不计空气阻力,g取10 m/s2.下列说法正确的是( )A.N、C之间的距离x=12 mB.A点到竖直杆的水平距离为8 mC.弹丸落地时的速度大小为10√2m/sD.弹弓对弹丸做的功为4.2 J题型3 平抛运动的临界极值问题例3 如图所示,滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端距水平地面高度H=3.2 m的A点水平滑出,斜面底端有个宽L=1.2 m、高h=1.4 m的障碍物.忽略空气阻力,重力加速度g 取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.为了不触及这个障碍物并落在水平面上,运动员从A点沿水平方向滑出的最小速度为( )A.3.0 m/s B.4.0 m/s C.4.5 m/s D.6.0 m/s练1 [2020·浙江温州九校联考]在第18届亚运会,中国女排毫无悬念地赢得了冠军,图为中国队员比赛中高抛发球.若排球离开手时正好在底线中点正上空3.49 m处,速度方向水平且与底线垂直.已知每边球场的长和宽均9 m,球网高2.24 m,不计空气阻力,g取10 m/s2.为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是( )A.15 m/s B.17 m/s C.20 m/s D.25 m/s练2 [2020·河北石家庄5月模拟]如图,容量足够大的圆筒竖直放置,水面高度为h,在圆筒侧壁开一个小孔P,筒内的水从小孔水平射出,设水到达地面时的落点距小孔的水平距离为x,小孔P到水面的距离为y.短时间内可认为筒内水位不变,重力加速度大小为g,不计空气阻力,在这段时间内,下列说法正确的是( )A.水从小孔P射出的速度大小为√gyB.y越小,则x越大C.x与小孔P的位置无关D.当y=ℎ时,x最大,最大值为h2题后反思平抛运动中临界问题的分析方法思维拓展四种典型落点位置的平抛运动类型1 落点在水平面上例 1 [2021·宁波十校联考]如图所示为乒乓球桌面示意图,球网上沿高出桌面h,网到L处,将球沿垂直于桌边的水平距离为L.在某次乒乓球训练中,从桌面左侧距网水平距离为12网的方向以速度v水平击出,球恰好通过网的上沿并落到桌面右侧边缘.将乒乓球的运动看成平抛运动,下列判断正确的是( )A.击球点离桌面的高度与网高度之比为2:1B.乒乓球在网的左、右两侧运动时间之比为1:3C.乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时的速率之比为1:3D.乒乓球在网左、右两侧速度变化量之比为1:2类型2 落点在斜面上例2 [2021·浙江名校联考]如图(a)是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图(b)所示的xtan θ图象,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是( )A.由图(b)可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度大小v0=5 m/sB.由题中所给条件无法求出小球在斜面顶端水平抛出时的初速度大小C.若最后得到的图象如图(c)所示,可能是由于小球释放位置降低造成的m D.若实验中发现当θ=60°时,小球恰好落在斜面底端,则斜面的长度L=2√35题后反思解决斜面约束下的平抛运动问题时要抓住几何关系,灵活应用各种规律,特别要注意速度偏向角和位移偏向角的关系.若质点从斜面外抛出,垂直落在斜面上,则有tan θ=ℎ0,gℎ,以上两式中的θ为斜面倾角.解得t=ℎ0gtanℎ类型3 落点在竖直面上例3 [2020·浙江衢州、湖州、丽水三市4月质检]如图所示,网球发球机水平放置在水平地面上方某处,正对着竖直墙面发射网球,两次发射的两球分别在墙上留下A、B两点印迹,测得OA=AB=h.OP为水平线,若忽略网球在空中受到的阻力,则( )A.两球发射的初速度之比v OA:v OB=2:1B.两球碰到墙面瞬间运动的时间之比t A:t B=1:2C.两球碰到墙面时的动量可能相同D.两球碰到墙面时的动能可能相等类型4 落点在曲面上例4 [2021·江苏淮安四校联考]如图,可视为质点的小球,位于半径为√3 m 的半圆柱体左端点A 的正上方某处,以初速度大小v 0水平抛出一小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B 点.过B 点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°,取g =10 m/s 2,不计空气阻力,则初速度大小为( )A.5√53m/s B .4√3 m/s C .3√5 m/s D.√152m/s练1 [2021·株洲模拟](多选)将一小球以水平速度v 0=10 m/s 从O 点向右抛出,经√3 s 小球恰好垂直落到斜面上的A 点,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,B 点是小球做自由落体运动在斜面上的落点,如图所示,以下判断正确的是( )A .斜面的倾角是30°B .小球的抛出点距斜面上B 点的竖直高度是15 mC .若将小球以水平速度v ′0=5 m/s 向右抛出,它一定落在AB 的中点P 的上方D .若将小球以水平速度v ′0=5 m/s 向右抛出,它一定落在AB 的中点P 处练 2 (多选)如图所示,a 、b 两小球(均可视为质点)分别从直径在水平线上的半圆轨道右端和足够长的斜面轨道顶端以大小相等的初速度同时由同一高度水平抛出,且同时落到各自轨道上.已知半圆轨道的半径为10√3 m ,斜面轨道的倾角θ=30°,取g =10 m/s 2,不计空气阻力,则( )A .两小球抛出时的速度大小为10 m/sB .两小球抛出时的速度大小为15 m/sC .两小球在空中的运动时间为√3 sD .两小球在空中的运动时间为1.5 s 题后反思有约束条件的平抛运动解题策略第2讲 平抛运动的规律及应用基础落实 知识点一 1.重力 2.匀变速3.(1)匀速 (2)自由落体4.(1)v 0t 12gt 2√x 2+y 2gt 2v 0(2)v 0 gt √ℎℎ2+ℎℎ2gt v 0知识点二1.斜向上方 重力 2.匀变速 抛物线 3.(1)匀速 (2)匀变速 思考辨析(1)√ (2)× (3)× (4)√ 教材改编解析:根据合运动与分运动的等时性和独立性特点可知,两球应同时落地,为减小实验误差,应改变装置的高度,多次做实验,选项B 、C 正确;平抛运动的实验与小球的质量无关,选项A 错误;此实验只能说明A 球在竖直方向做自由落体运动,选项D 错误.答案:BC 考点突破1.解析:小球做平抛运动的水平位移l =v 0t ,则小球下落的时间为t =lv 0,A 项正确;小球在竖直方向的位移y =12gt 2=ℎℎ22ℎ02 ,B 正确;落到C 点时,水平分位移与竖直分位移大小相等,即v 0t =v y 2t ,所以v y =2v 0,落到C 点的速度v =√ℎ02+ℎℎ2 =√5v 0,方向为tan θ=vy v 0=2,不等于60°,C 、D 两项错误.答案:AB2.解析:由平抛运动规律有x =v 0t ,y =12gt 2,得v 0=x √g 2y ;动能E k =12mv 02=mgx 24y∝x 2y ,故E 2E 1=(x2x 1)2·y1y 2=(3h h )2·h0.5h =18,故B 正确.答案:B3.解析:由题意可知,落地后,小球A 的位移的大小为s A =√ℎℎ2+ℎℎ2 =√l 2+(2l )2=√5l ,小球B 的位移的大小为s B =√ℎℎ2+ℎℎ2 =√(2l )2+l 2=√5l ,显然小球A 、B 的位移大小相等,A 正确;小球A 的运动时间为t A = √2y A g=√4lg ,小球B 的运动时间为t B = √2y B g=√2lg,则t A ∶t B =√2∶1,B 错误;小球A 的初速度为v xA =xA t A=√g=√gl4,小球B 的初速度为v xB =ℎℎℎℎ=√g=√2gl,则v A ∶v B =1∶2√2,C 错误;落地瞬间,小球A 竖直方向的速度为v yA =√4gl,小球B 竖直方向的速度为v yB =√2gl,则落地瞬间小球A 的速度为v A =√ℎℎℎ2+ℎℎℎ2 = √174gl,小球B 的速度为v B =√ℎℎℎ2+ℎℎℎ2 =√4gl,显然v A >v B ,D 正确.答案:AD4.解析:(1)包裹脱离无人机后做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,则h =12gt 2解得t =√2hg水平方向上做匀速直线运动,所以水平距离为x =v 0t =v 0√2hg(2)包裹落地时,竖直方向速度为v y =gt =g √2hg落地时速度为v =√ℎ02+ℎℎ2=√ℎ02 +2g ℎ(3)包裹做平抛运动,分解位移x =v 0t ′ y =12gt ′2两式消去时间得包裹的轨迹方程为y =g2ℎ02 x 2答案:(1)ℎ0√2ℎg(2)√ℎ+022g ℎ (3)y =g2ℎ02x 2例1 解析:由h =12gt 2得,质点从O 点到P 点的运动时间为t =2 s ,B 错误;由tan θ=v y v 0=gtv 0=gt 2v 0t =2hx ,质点在水平方向的位移为x =v 0t =40 m ,故Q 是OM 的中点,QM =20 m ,A错误;质点在P 点的速度大小为v =√ℎ02+ℎℎ2 =20√2 m/s ,C 错误;tan θ=vy v 0=1,故质点在P 点的速度方向与水平方向的夹角为45°,D 正确.答案:D例2 解析:弹丸越过B 点后做平抛运动,在竖直方向上有H =12gt 2,水平方向上有x =vt ,联立解得N 、C 之间的距离x =10 m ,选项A 错误;把弹丸从A 点到B 点的斜抛运动看成逆向的从B 点到A 点的平抛运动(逆向思维法),在竖直方向上有H -h =12gt ′2,解得弹丸从A 点运动B 点的时间t ′=0.8 s ,则A 点到竖直杆的水平距离x ′=vt ′=8 m ,选项B 正确;弹丸从B 点运动到C 点,由机械能守恒定律有mgH +12mv 2=12mv C2,解得弹丸落地时的速度大小为v C=10√2 m/s ,选项C 正确;整个运动过程中,由功能关系得W =12mv C2-mgh ,解得弹弓对弹丸做的功为W =4.1 J ,选项D 错误.答案:BC例3 解析:由题意,可知要使运动员不触及障碍物,则运动员下落到与障碍物等高时,根据几何关系可知运动员在水平方向发生的位移应该满足:x ≥H tan 53°+L此时运动员在竖直方向下落的高度为H -h ,设运动员运动的时间为t ,则有:H -h =12gt 2代入数据可得时间为:t =0.6 s所以运动员从A 点沿水平方向滑出的最小速度为:v min =6 m/s ,故D 正确,A 、B 、C 错误.答案:D练1 解析:本题实质为平抛运动的临界问题.设排球离开手时的高度为H ,网高为h ,每边球场的长和宽均为L ,排球刚好过网时,由平抛运动规律可知,在竖直方向H -h =12g ℎ12 ,在水平方向L =v 1t 1,解得v 1=18 m/s.排球刚好落到对方的场地的底线时,由平抛运动公式有,在竖直方向H =12gt 22,在水平方向2L =v 2t 2,解得v 2≈21.5 m/s,所以要使球落在对方场地,发球速度范围为18 m/s≤v ≤21.5 m/s,故C 符合要求.答案:C练2 解析:取水面上质量为m 的水滴,从小孔P 射出时由机械能守恒定律有mgy =12mv 2,解得v =√2gy,选项A 错误;水从小孔P 射出时做平抛运动,则x =vt ,h -y =12gt 2,解得x =2√y (h −y ),可见x 与小孔P 的位置有关,因y +(h -y )=h 为定值,由数学关系可知,当y =h -y ,即y =12h 时x 最大,最大值为h ,并不是y 越小,x 越大,选项D 正确,B 、C 均错误.答案:D 思维拓展典例1 解析:设击球点高出桌面H ,乒乓球在网的左、右两侧运动时间分别为t 1、t 2,乒乓球做平抛运动,经时间t 在水平方向上的位移x =vt ,在竖直方向上的位移y =12gt 2,即t ∝x ,y ∝t 2,则t 1t 2=L 2L ,H −h H=(t 1t1+t 2)2,整理得t 1∶t 2=1∶2,H ∶h =9∶8,选项A 、B 错误;由加速度的定义式得g =Δv 1t 1,g =Δv 2t 2,则乒乓球在网的左、右两侧速度变化量之比Δv 1∶Δv 2=t 1∶t 2=1∶2,选项D正确;根据机械能守恒定律得12ℎℎ12 =mg (H −h )+12mv 2,12mv 22=mgH +12mv 2,则乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时的速率之比v 1v 2=√v 2+2g (H −h )v 2+2gH=√v 2+2g ·H9v 2+2gH≠ √2g ·H 92gH=13,选项C 错误.答案:D典例2 解析:小球在空中做平抛运动,在竖直方向上有y =12gt 2,水平方向上有x =v 0t ,由几何关系有yx =tan θ,解得x =2ℎ02 ℎtan θ,由图(b)可知2ℎ02ℎ=0.10.5,解得小球在斜面顶端水平抛出时的初速度大小v 0=1 m/s ,选项A 、B 错误;由图(c)可知,图象末端的斜率增大,说明2ℎ02ℎ增大,又重力加速度不变,可知做平抛运动的初速度增大,其原因可能为小球在弧形轨道上的释放位置变高或小球释放时有初速度,选项C 错误;当θ=60°时,水平位移大小x =2×1210tan 60° m=√35 m ,由于小球恰好落在斜面底端,则斜面长度L =x cos θ=2√35m ,选项D正确.答案:D典例3 解析:忽略空气阻力,网球做的运动可视为平抛运动,在竖直方向上有h =12gt A2,2h =12gt B2,解得t A ∶t B =1∶√2,在水平方向上有x =v OA t A ,x =v OB t B ,则v OA ∶v OB =√2∶1,A 、B 均错误;动量为矢量,由图可知,二者与墙碰撞时其速度方向不相同,故二者碰到墙面时的动量不可能相同,C 错误;由排除法知选项D 正确(从抛出到与墙碰撞的过程中,根据机械能守恒定律有E k A =mgh +12mv OA2,E k B =mg ·2h +12mv OB2,可得E k B -E k A =ℎg ℎ+12ℎℎ−ℎℎ212ℎℎℎℎ2=ℎ2(2gh −v OB 2),由数学知识可知,当v OB =√2gh时,有E k A =E k B ,D 正确.答案:D典例4 解析:将小球到达B 点时的速度沿水平方向和竖直方向分解,则v y =gt ,R +R cos 60°=v 0t ,由几何关系得v0v y=tan 60°,解得v 0=3√5 m/s ,选项C 正确.答案:C练1 解析:设斜面倾角为θ,对小球在A 点的速度进行分解有tan θ=v0gt ,解得θ=30°,A 项正确;小球距过A 点水平面的距离为h =12gt 2=15 m ,所以小球的抛出点距斜面上B 点的竖直高度肯定大于15 m ,B 项错误;若小球的初速度为v ′0=5 m/s ,过A 点作水平面,小球落到水平面的水平位移是小球以初速度v 0=10 m/s 抛出时的一半,延长小球运动的轨迹线,得到小球应该落在P 、A 之间,C 项正确,D 项错误.答案:AC练2 解析:两小球做平抛运动具有对称性,把左侧半圆对称到右侧,小球的落点为斜面与右侧半圆的交点,如图所示.由几何关系可知,小球落到斜面上时,在水平方向上有x =v 0t ,竖直方向上有y =12gt 2,由几何关系得y =r sin 2θ,yx =tan θ,解得两小球抛出时的速度大小为v 0=15 m/s ,两小球在空中的运动时间为t =√3 s ,选项B 、C 均正确,A 、D 均错误.答案:BC。
平抛物体的运动规律及其应用
3. 类平抛运动的求解方法
(1) 常规分解法: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 ( 即沿合力的方 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. (2) 特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立 适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度 v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.
转台边缘的小物块随转台加速转动,
当转速达到某一数值时,物块恰好滑
离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5 m,离 水平地面的高度H=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移 的大小s=0.4 m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2 求: (1)物块做平抛运动的初速度大小v0;
g 轨迹方程:y= 2·x2 2v0
三、平抛运动中的几个推论 1.水平射程和飞行时间 2h (1)飞行时间:t= ,只与 h、g 有关,与 v0 无关. g 2h (2)水平射程:x=v0t=v0 ,由 v0、h、g 共同决定. g 2.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 α,位移与水平 方面的夹角为 θ,则 tan α=2tan θ.
【解析】(1)质点在 x 轴正方向上无外力作用做匀速 直线运动, y 轴正方向受恒力 F 作用做匀加速直线运动. F 15 由牛顿第二定律得:a= = m/s2=15 m/s2. m 1 设质点从 O 点到 P 点经历的时间为 t,P 点坐标为 1 2 (xP,yP),则 xP=v0t,yP= at , 2 yP 又 tan α= ,联立解得:t=1 s,xP=10 m,yP xP =7.5 m. (2)质点经过 P 点时沿 y 方向的速度 vy=at=15 m/s
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。
第2讲平抛运动的规律及应用讲义整理版
第2讲平抛运动的规律及应用板块一主干梳理夯实基础【知识点1】抛体运动n1.平抛运动(1)定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下(不考虑空气阻力)的运动。
(2)性质:平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
(3)条件①v0工0,且沿水平方向。
②只受重力作用。
2.斜抛运动(1)定义:将物体以初速度 v 0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动。
(2)性质:斜抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
【知识点2] 抛体运动的基本规律1.平抛运动(1)研究方法:平抛运动可以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。
(2)基本规律(如图所示)①速度关系②位移关系③轨迹方程:y= ^x2。
2.类平抛运动的分析所谓类平抛运动,就是受力特点和运动特点类似于平抛运动,即受到一个恒定的外力且外力与初速度方向垂直,物体做曲线运动。
(1)受力特点:物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直。
(2)运动特点:沿初速度 v o方向做匀速直线运动,沿合力方向做初速度为零的匀加速直线运动。
板块二考点细研悟法培优考点1平抛运动的基本规律[深化理解][考点解读】1.关于平抛运动必须掌握的四个物理量2.(1)做平抛运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图甲中A点和B点所示。
其推导过程为tan 0=也=吐=y。
v X v o t x2(2)平抛的水平射程与初速度有关吗?提示:有,时间相同的情况下,初速度越大水平射程越大。
尝试解答选BD 。
根据平抛运动的规律 h = 2gt 2,得t = 2h,因此平抛运动的时间只由高度决定,因为 的飞行时间相同,大于 a 的飞行时间,因此 A 错误,B 正确;又因为X a >X b ,而t a < b 的大,C 错误;做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动, b 的水平位移大于即b 的水平初速度比c 的大,D 正确。
第2讲 平抛运动的规律及应用
解析
考点2 斜面上的平抛运动 斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型,在解答这类问题时除要运 用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角,找出斜面倾角同 位移和速度与水平方向夹角的关系,从而使问题得到顺利解决。 1.从斜面上某点水平抛出,又落到斜面上的平抛运动的五个特点 (1)位移方向相同,竖直位移与水平位移之比等于斜面倾斜角的正切 值。 (2)末速度方向平行,竖直分速度与水平分速度(初速度)之比等于斜面 倾斜角正切值的2倍。
答案
解析 小锤打击弹性金属片后,A球做平抛运动,B球做自由落体运 动。A球在竖直方向上的运动情况与B球相同,也做自由落体运动,因此两 球同时落地,B正确;实验时,需A、B两球从同一高度开始运动,对质量 没有要求,应该改变两球的初始高度及击打力度,从而得出普遍结论,故 A错误,C正确;本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质,D错误。
知识点 抛体运动的基本规律 Ⅱ 1.平抛运动 (1)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向的 01 __匀__速__直__线____运动和 竖直方向的 02 __自__由__落__体____运动。 (2)基本规律(如图所示)
③轨迹方程:y= 10 ____2_gv_20_x_2 ___。
2.斜抛运动 (1)研究方法:斜抛运动可以分解为水平方向的 11 __匀__速__直__线____运动 和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动。 (2)基本规律(以斜向上抛为例,如图所示) ①水平方向 v0x= 12 ____v_0_c_o_s_θ_____,x=v0tcosθ。 ②竖直方向 v0y= 13 _____v_0_s_in_θ_____,y=v0tsinθ-12gt2。
(3)运动的时间与初速度成正比t=2v0tganθ。 (4)位移与初速度的二次方成正比s=2gvc20toasnθθ。 (5)当速度与斜面平行时,物体到斜面的距离最远,且从抛出到距斜面
高三物理专题复习平抛运动 (1)
平抛运动【学习目标】1.理解平抛运动的分解2.掌握平抛运动两个重要推论应用3.提高利用平抛运动规律解决实际问题能力1.物体做竖直上抛运动:v表示物体的瞬时速度,a表示物体的加速度,t表示物体运动的时间,h代表其离抛出点的高度,E k代表动能,E p代表势能,以抛出点为零势能面.下列所示图象中,能正确反映各物理量之间关系的是()A.B.C.D.2.在水平地面上的O点同时将质量相等的甲、乙两块小石头斜向上抛出,甲、乙在同一竖直面内运动,其轨迹如图所示,已知抛出时的初速度v甲、v乙与水平方向的夹角分别为θ甲、θ乙,它们从抛出到落地的是间分别为t甲、t乙,它们在空中运动的最大高度相等,不计空气阻力,下列判断正确的是()A.抛出时,人对甲做的功比对乙做的功多B.抛出后,乙先到达最大高度处C.t甲>t乙D.θ甲>θ乙3.如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.t C.D.4.一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()A .tanθB .2tanθC .D .第一部分 平抛运动规律学习目标:掌握平抛运动的分解及解析方程1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动. 2.性质:加速度为重力加速度g 的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.基本规律:以抛出点为原点,水平方向(初速度v 0方向)为x 轴,竖直向下方向为y 轴,建立平面直角坐标系,则:(1)水平方向:做匀速直线运动,速度v x =v 0,位移x =v 0t .(2)竖直方向:做自由落体运动,速度v y =gt ,位移y =12gt 2.(3)合速度:v =v 2x +v 2y,方向与水平方向的夹角为θ,则tan θ=v y v x =gt v 0. (4)合位移:s =x 2+y 2,方向与水平方向的夹角为α,tan α=y x =gt2v 0.第二部分 平抛运动的推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图中A 点和B 点所示.(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,则tan α=2tan θ.第三部分 斜抛运动 1.斜抛运动的定义将物体以速度v 0斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动. 2.运动性质加速度为g 的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线. 3.基本规律(以斜向上抛为例说明,如图1所示)(1)水平方向:v 0x =v 0cos_θ,F 合x =0. (2)竖直方向:v 0y =v 0sin_θ,F 合y =mg .一.选择题(共11小题)1.两体积相同的小石块和小纸团,在同一位置以相同的速度竖直向上抛出.在没有空气阻力的条件下,两物体从抛出到上升到最高点(速度为0)所用的时间分别为t1、t2.可以猜测()A.t1=t2B.t1>t2C.t1<t2D.无法判断2.某物体以30m/s的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g取10m/s2,5s内物体的()A.位移大小为25 m,方向向下B.路程为65 mC.速度改变量的大小为10 m/sD.平均速度大小为6 m/s,方向向上3.在诸多领域的研究中,需要精确的重力加速度g值,近年来有一种测g值的方法很好,它是将测g 值归于测长度和时间,以稳定的氦氖激光的波长为长度标准,用光学干涉的方法测距离,以铷原子钟或其他手段测时间,能将g值测的很准,具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点竖直向上抛出小球,小球又落至原处O点的时间为T,在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点重又回到P点所用的时间为T,测得T和H,可求得g等于()A.B. C.D.4.如图所示,两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出,落在地面上的位置分别是A、B,O′是O在地面上的竖直投影,且O′A:AB=1:3.若不计空气阻力,则两小球()A.抛出的初速度大小之比为1:4B.落地速度大小之比为1:3C.落地速度与水平地面夹角的正切值之比为1:3D.通过的位移大小之比为1:5.如图所示,质量不同的P、Q两球均处于静止状态,现用小锤打击弹性金属片,使P球沿水平方向抛出,Q球同时被松开而自由下落.则下列说法中正确的是()A.P球先落地B.Q球先落地C.两球落地时的动能可能相等D.两球下落过程中重力势能变化相等6.某同学玩飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度v a>v b,不计空气阻力,则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是()A.B.C.D.7.在地面上方1m高度处将小球以2m/s的初速度水平抛出,若不计空气阻力,则它在落地前瞬间的速度大小为(g=10m/s2)()A.2m/s B.2m/s C.10m/s D.4m/s8.如图所示,下面关于物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tanθ随时间t的变化图象正确的是()A.B.C.D.9.以9.8m/s的水平初速度v0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()(g取9.8m/s2)A.s B.s C.s D.2 s10.芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军.如图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图,拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,E是运动轨迹上的某一点,在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行,设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2,EF垂直CD,则()A.t1=t2,CF=FD B.t1=t2,CF<FD C.t1>t2,CF=FD D.t1>t2,CF<FD11.在同一水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B,两球相遇于空中的P点,它们的运动轨迹如图所示.不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.在P点,A球的速度大小大于B球的速度大小B.在P点,A球的速度大小小于B球的速度大小C.抛出时,先抛出A球后抛出B球D.抛出时,先抛出B球后抛出A球二.多选题(共2小题)12.如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b 和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则()A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大13.如图所示,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LB.球从击出至落地所用时间为C.球从击球点至落地点的位移等于LD.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关【高考题选】1.距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图.小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地.不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2.可求得h等于()A.1.25m B.2.25m C.3.75m D.4.75m2.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()A.一样大B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大3.取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()A.B.C.D.4.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大5.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示,水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h,发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h,不计空气的作用,重力加速度大小为g,若乒乓球的发射率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,到v的最大取值范围是()A.<v<L1B.<v<C.<v<D.<v<一.选择题(共2小题)1.如图所示,P是水平面上的圆弧凹槽.从高台边B点以速度v0水平飞出的小球,恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A沿圆弧切线方向进入轨道.O是圆弧的圆心,θ1是OA与竖直方向的夹角,θ2是BA与竖直方向的夹角.则()A.cotθ1tanθ2=2 B.tanθ1tanθ2=2 C.cotθ1cotθ2=2 D.tanθ1cotθ2=22.如图,可视为质点的小球,位于半径为m半圆柱体左端点A的正上方某处,以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点.过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°,则初速度为:(不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2)()A.m/s B.4m/s C.3m/s D.m/s二.多选题(共2小题)3.如图所示,一小球从半径为R的固定半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,关于小球的运动,以下说法正确的是()A.小球自抛出至B点的水平射程为RB.抛出点与B点的距离为2RC.小球抛出时的初速度为D.小球自抛出至B点的过程中速度变化量为4.如图所示,某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球,由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴,则()A.该球从被击出到落入A穴所用时间为B.该球从被击出到落入A穴所用时间为C.球被击出时的初速度大小为LD.球被击出时的初速度大小为L三.计算题(共1小题)5.如图所示,挡板OM与竖直方向所夹的锐角为θ,一小球(视为质点)从O点正下方和A点以速度v0水平抛出,小球运动过程中恰好不和挡板碰撞(小球轨迹所在平面与挡板垂直).不计空气阻力,重力加速度大小为g,求:(1)小球恰好不和挡板碰撞时的竖直速度大小;(2)O、A间的距离.一.选择题(共5小题)1.如图所示,将一篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A点,不计空气阻力.若抛射点B向篮板方向移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则可行的是()A.增大抛射速度v0,同时减小抛射角θB.减小抛射速度v0,同时减小抛射角θC.增大抛射角θ,同时减小抛出速度v0D.增大抛射角θ,同时增大抛出速度v02.如图所示,水平地面上不同位置的三个小球斜上抛,沿三条不同的路径运动最终落在同一点,三条路径的最高点是等高的,若忽略空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.三个小球落地时的速率相等B.沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长C.三个小球抛出的初速度竖直分量相等D.三个小球抛出的初速度水平分量相等3.如图,半圆形凹槽的半径为R,O点为其圆心.在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平相向抛出两个小球,已知v1:v2=1:3,两小球恰落在弧面上的P点.则以下说法中正确的是()A.∠AOP为45°B.若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则应使v1、v2都增大C.改变v1、v2,只要两小球落在弧面上的同一点,v1与v2之和就不变D.若只增大v1,两小球可在空中相遇4.如图所示,斜面固定在水平面上,两个小球分别从斜面底端O点正上方A、B两点向右水平抛出,B 为AO连线的中点,最后两球都垂直落在斜面上,A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为()A.:1 B.2:1 C.4:D.4:15.如图所示,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内,斜面底边长是其竖直高度的2倍.若小球b能落到斜面上,下列说法正确的是()A.a、b不可能同时分别落在半圆轨道和斜面上B.a球一定先落在半圆轨道上C.b球一定先落在斜面上D.a球可能先落在半圆轨道上二.多选题(共1小题)6.横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起,固定在水平面上,它们的竖直边长都是底边长的一半.小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其中三个小球的落点分别是a、b、c.图中三小球比较,下列判断正确的是()A.落在c点的小球飞行时间最短B.落在a点的小球飞行过程速度的变化量最大C.落在c点的小球飞行过程速度变化最快D.无论小球抛出时初速度多大,落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直三.计算题(共1小题)7.如图所示,在质量m=60kg的运动员(含设备)在滑雪场做滑雪表演,他从平台上A点开始加速滑行s=10m后从B点水平飞下高h=15m的平台,测得落地时速度v=20m/s,(g=10m/s2),他在平台上滑行时所受阻力为自身重力的0.2倍,试求:①从平台B点飞出的速度v0的大小(不计B到C的空气阻力)②加速滑行时运动员对自己的水平平均推力大小.。
平抛运动规律及应用
5、类平抛问题
例4. 如图5,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ 。一物块从斜面左上方顶点P水平入射,从右下 方顶点Q离开斜面,则入射的初速度为多大?
N Qθ
M G1mgsin
D
M
G1
a
G2
D G
a G1 m
m g sin m
g sin
M
N
a v0t
b1•gsin•t2
2
D
v0 a
gsin
速度
合速度v= vx2 vy2
速度方向角的正切值: tan
vy
gt
vx v0
位移规律:如图,以物体的出发点为原点,沿水 平和竖直方向建成立坐标。
水平分位移x= v 0 • t
竖直分位移y=
1 2
gt2
位移 合位移s= x2 y2
位移方向角的正切值:tan y gt
x 2v0
例1、如图,小球在斜面上A点以速度v0水平抛出 ,落在斜面上的C点,已知斜面倾角为θ,求:
平抛运动规律及应用
【知识回顾】 1.平抛运动及规律:1、运动性质:平抛运动 是 匀变速曲线 运动。
2、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。
速度规律:如图,以物体的出发点为原点,沿水 平和竖直方向建成立坐标。
v 水平分速度vx= 0
竖直分速度vy= g t
例3、如图,从倾角为θ的足够长斜面上的A点
,先后将一小球以不同的水平初速度抛出。第一
次初速度为v1,球落到斜面上瞬时速度方向与斜面
夹角为α1,,第二次初速度为v2,球落到斜面上瞬
时速度方向与斜面夹角为α2,,不计空气阻力,若
v1>v2,则α1
高考物理轮精细复习 (压轴题)平抛运动(含解析)
避躲市安闲阳光实验学校平抛运动(基础知识夯实+综合考点应用+名师分步奏详解压轴题,含精细解析)平抛运动及其规律[想一想]如图4-2-1所示,甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内,甲、乙在同一条竖直线上,甲、丙在同一条水平线上,P点在丙球正下方。
某时刻,甲、乙、丙同时开始运动,甲以水平速度v0平抛,乙以水平速度v0沿水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动,若甲、乙、丙三球同时到达P 点,试说明甲球所做的平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动各是什么运动?图4-2-1提示:若甲、乙、丙三球同时到达P点,则说明甲在水平方向的运动与乙的运动相同,为匀速直线运动,甲在竖直方向的运动与丙的运动相同,为自由落体运动。
[记一记]1.特点(1)运动特点:初速度方向水平。
(2)受力特点:只受重力作用。
2.性质平抛运动是加速度恒为重力加速度的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线。
3.研究方法用运动的合成与分解方法研究平抛运动。
水平方向:匀速直线运动竖直方向:自由落体运动。
4.运动规律(如下表所示)水平方向v x=v0x=v0t竖直方向v y=gt,y=12gt2合速度大小v=v2x+v2y=v20+g2t2方向与水平方向的夹角tan α=v yv x=gtv0合位移大小s=x2+y2方向与水平方向的夹角tan θ=yx=gt2v0轨迹方程y=g2v20x2[1.从高度为h处以水平速度v0抛出一个物体,要使该物体的落地速度与水平地面的夹角较大,则h与v0的取值应为下列四组中的哪一组( ) A.h=30 m,v0=10 m/sB .h =30 m ,v 0=30 m/sC .h =50 m ,v 0=30 m/sD .h =50 m ,v 0=10 m/s解析:选D 要使落地速度与水平方向夹角较大,应使tan θ=v y v 0=2ghv 0中θ较大,应使自由下落的高度h 较大,同时使水平速度v 0较小,故选项D 正确。
高中物理必修二54抛体运动的规律(解析版)
5.4 抛体运动的规律【学习目标】1. 知道平抛运动的概念及条件,会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动.2. 理解平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向上的自由落体运动的合运动,且这两个分运动互不影响.3.知道平抛运动的规律,并能运用规律解答相关问题. 【知识要点】 一、平抛运动的特点1.平抛运动的定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气的阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动.2.平抛运动的特点:水平方向上为匀速直线运动,竖直方向上为自由落体运动. 二、平抛运动的规律1.研究方法:通常采用“化曲为直”的方法.即以抛出点为原点,取水平方向为x 轴,正方向与初速度v0方向相同;竖直方向为y 轴,正方向竖直向下.分别在x 方向和y 方向研究. 2.平抛运动的规律在水平方向,物体的位移和速度分别为:⎩⎪⎨⎪⎧x =v x tv x =v 0在竖直方向,物体的位移和速度分别为:⎩⎪⎨⎪⎧y =12gt 2v y =gt某时刻实际速度的大小和方向:v t =v 2x +v 2y ,合速度与水平方向成θ角,且满足tan θ=v y v x =gt v 0. t 时间内合位移的大小和方向:l =x 2+y 2,合位移与水平方向成α角,且满足tan α=y x =gt2v 0.三、平抛运动的两个推论1.推论一:某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tan θ=2tan_α.2.推论二:平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点. 【题型分类】题型一、平抛运动的理解例1 关于平抛物体的运动,以下说法正确的是( ) A .做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间增大B .做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变C .平抛物体的运动是匀变速运动D .平抛物体的运动是变加速运动解析 做平抛运动的物体,速度随时间不断增大,但由于只受恒定不变的重力作用,所以加速度是恒定不变的,选项A 、D 错误,B 、C 正确. 答案 BC 【同类练习】1.关于平抛运动,下列说法正确的是( ) A .平抛运动是非匀变速运动 B .平抛运动是匀速运动 C .平抛运动是匀变速曲线运动D .平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的 答案 C解析 做平抛运动的物体只受重力作用,产生恒定的加速度,是匀变速运动,其初速度与合外力垂直不共线,是曲线运动,故平抛运动是匀变速曲线运动,A 、B 错误,C 正确;平抛运动可以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,故落地时的速度是水平方向的分速度和竖直方向的分速度的合速度,其方向一定与竖直方向(或水平方向)有一定的夹角,D 错误. 题型二、平抛运动规律的应用例2 如图所示,排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O 点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 4-2 平抛运动的规律及应用限时规范特训(含解析)
【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 4-2 平抛运动的规律及应用限时规范特训(含解析)1. (多选)正在高空水平匀速飞行的飞机,每隔1 s 释放一个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,则( )A .这5个小球在空中排成一条直线B .这5个小球在空中处在同一抛物线上C .在空中,第1、2两个球间的距离保持不变D .相邻两球的落地点间距相等解析:释放的每个小球都做平抛运动,水平方向的速度与飞机的飞行速度相等,所以5个小球均始终在飞机正下方,且相邻小球落地点间距相等,选项AD 正确.竖直方向5个小球均为自由落体运动,由于第2个球释放时第1个小球的速度已经为v 0=gt =10 m/s ,故之后经时间t ,两小球间距为Δh =(v 0t +12gt 2)-12gt 2=v 0t ,故两小球间距逐渐增大,选项BC错误.答案:AD2. 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. 瞬时速度的大小是5v 0B. 运动的时间是2v 0gC. 竖直分速度的大小等于水平分速度的大小D. 运动的位移是22v 2g解析:由x =v 0t ,y =12gt 2和x =y ,可知t =2v 0g ,故B 正确,代入v y =gt ,y =12gt 2,结合v =v 20+v 2y ,s =x 2+y 2,可知选项A 、D 正确,C 错误.答案:C3. [2013·福州模拟](多选)如下图所示,三个小球从同一高度处的O 点分别以水平初速度v 1、v 2、v 3抛出,落在水平面上的位置分别是A 、B 、C ,O ′是O 在水平面上的射影点,且O ′A ∶O ′B ∶O ′C =1∶3∶5.若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )A. v 1∶v 2∶v 3=1∶3∶5B. 三个小球下落的时间相同C. 三个小球落地的速度相同D. 三个小球落地的动能相同解析:由于三个小球从同一高度处抛出,所以做平抛运动的时间相同,由x =v 0t 可知选项A 、B 正确;由于初速度不相同,但三种情况重力做功相同,由动能定理可得落地的动能不相同,速度也不相同,故选项C 、D 错误.答案:AB4. 如图为一足够大的光滑斜面,其上有一个xOy 坐标系,x 轴沿水平方向,将一小球从O 点以初速度v 0沿x 轴正方向抛出,最终运动到斜面的底边,关于小球的运动下列说法正确的是()A. 小球做的是平抛运动B. 小球运动的轨迹是抛物线C. 小球运动到斜面底边所用的时间由O 点到斜面底边的距离决定D. 小球运动到斜面底边时的坐标由O 点到斜面底边的距离和小球的初速度决定 解析:小球受到斜面的作用力,因此小球不做平抛运动,A 项错误;在斜面内,小球受到沿斜面向下的恒定的重力的分力作用,因此小球做类平抛运动,轨迹为抛物线,B 项正确;小球运动到斜面底边所用的时间由O 点到斜面底边的距离和斜面的倾角决定,C 项错误;小球运动到斜面底边时的坐标由O 点到斜面底边的距离、小球的初速度及斜面的倾角共同决定,D 项错误.答案:B5. [2014·皖南八校高三联考一]如图所示,在足够长的斜面上A 点,以水平速度v 0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上的水平距离为x 1;若将此球改用2v 0水平速度抛出,落到斜面上的水平距离为x 2,则x 1∶x 2为()A. 1∶1B. 1∶2C. 1∶3D. 1∶4解析:设斜面倾角为θ,则tan θ=y x =12gt 2v 0t =gt 2v 0,故t =2v 0tan θg,水平位移x =v 0t=2v 20tan θg∝v 20,故当水平初速度由v 0变为2v 0后,水平位移变为原来的4倍,D 项正确.答案:D6. (多选)如图所示,在斜面顶端a 处以速度v a 水平抛出一小球,经过时间t a 恰好落在斜面底端P 处;今在P 点正上方与a 等高的b 处以速度v b 水平抛出另一小球,经过时间t b 恰好落在斜面的中点Q 处.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )A. v a =v bB. v a =2v bC. t a =t bD. t a =2t b解析:对a 球:L =v a t a ,h =12gt 2a ;对b 球:L 2=v b t b ,h 2=12gt 2b ,联立可解得t a =2t b ,v a =2v b .答案:BD7. 如图所示,在倾角θ=37°的斜面底端的正上方H 处,平抛一个物体,该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直,则物体抛出时的初速度为( )A. 9gH17 B. gH4C.3gH 4D.gH3解析:物体从离斜面高H 处做平抛运动,落到斜面上的速度与斜面垂直,此时水平方向分速度为v 0,竖直方向分速度为v y ,所用时间为t ,水平位移为x ,则v 0v y =tan37°=v 0gt =34,下落高度y =12gt 2,水平方向x =v 0t ,又有H -y =x tan37°,解得v 0=9gH17,选项A 正确.答案:A 题组二 提能练8. (多选)有一个物体在h 高处,以水平初速度v 0抛出,落地时的速度为v ,竖直分速度为v y ,下列公式能用来计算该物体在空中运动时间的是( )A. v 2-v 20gB.v -v 0g C. 2h gD. 2h v y解析: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.水平方向x =v 0t ,竖直方向h =12gt 2,h =v y 2t ,v y =gt ,v y =v 2-v 20,解得t =2h g =2h v y =v 2-v 2g,选项A 、D 正确.答案:AD9. (多选)如图所示,竖直面内有一个半圆形轨道,AB 为水平直径,O 为圆心,将一些半径远小于轨道半径的小球从A 点以不同的初速度水平向右抛出,若不计空气阻力,在小球从抛出到碰到轨道这个过程中,下列说法正确的是( )A .初速度大的小球运动时间长B .初速度小的小球运动时间长C .初速度不同的小球运动时间可能相同D .落在圆形轨道最低点的小球运动时间最长 解析:由公式h =12gt 2得t =2hg,因此小球做平抛运动的时间t 仅由其下落的高度h决定,与初速度大小无关,A 、B 错;初速度不同的小球有可能下落高度h 相同,即运动时间相同,C 对;落在圆形轨道最低点的小球运动时间最长,D 对.答案:CD10. (多选)三角形ABC 和CDE 是两个全等三角形,在A 点和E 点有两个小球P 、Q ,先后水平抛出两个小球,两小球恰好在C 点相遇.已知AC =CE ,下列说法正确的是( )A .小球Q 后抛出B .小球P 和小球Q 的水平速度之比为1∶3C .小球P 和小球Q 在空中运动的时间之比为43∶1D .C 点两球速度与水平方向夹角相同解析:由于小球Q 平抛运动的时间短故后抛出,A 正确;设两球水平位移为x ,竖直位移为y ,由平抛运动规律可得:x =v 0t ,y =12gt 2,可得:x y =2v 0gt ⇒v 0=gt tan θ2,故v 0∝tan θ·t ,其中t =2yg,可求得小球P 和小球Q 在空中运动的时间之比为43∶1,水平速度之比为43∶3,B 错误,C 正确;设C 点小球速度方向与水平方向夹角为α,tan α=v y v 0,小球P的纵向分速度大,水平分速度小,故小球P 与水平方向夹角大,D 错误.答案:AC11. 如图所示,一长为2L 的木板,倾斜放置,倾角为45°,今有一弹性小球,自与木板上端等高的某处自由释放,小球落到木板上反弹时,速度大小不变,碰撞前后,速度方向与木板夹角相等,欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端,则小球释放点距木板上端的水平距离为( )A. 12L B. 13L C. 14L D. 15L 解析:设小球释放点距木板上端的水平距离为x ,小球自与木板上端等高的某处自由释放,v 2=2gx ,与木板碰撞后平抛,12gt 2=vt ,L =vt +x ,联立解得x =15L ,选项D 正确.答案:D12. 如图所示,在“研究平抛物体的运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l =1.25 cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度的计算式为(用l 和g 表示)________,其值是________(g =9.8 m/s 2),小球在b 点的速率是________.解析: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即初速度为零的匀加速直线运动.当应用公式v 0=s x /t ,s y =gt 2/2时,必须已知(或从图中得到)从抛出点开始算起的水平位移s x 和竖直位移s y ,本题通过分析图象可知,a 点不是抛出点,所以不能用上式求,但a 、b 、c 、d 每相邻两点之间的时间间隔是相等的,设为T ,又根据匀变直线运动连续相等时间内位移差Δs =at 2可得Δs =gT 2l =gT 2,T =l /gv 0=2l /T =2lg =0.70 m/s.对b 点来说,其竖直分速度v y =3l 2T =32lgb 的速率v b =v 20+v 2y =52gl =0.875 m/s. 答案:2lg 0.70 m/s 0.875 m/s13. [2014·南京高三模拟二]如图所示,在距地面2l 高空A 处以水平初速度v 0=gl 投掷飞镖,在与A 点水平距离为l 的水平地面上的B 点有一个气球,选择适当时机让气球以速度v 0=gl 匀速上升,在升空过程中被飞镖击中.飞镖在飞行过程中受到的空气阻力不计,在计算过程中可将飞镖和气球视为质点,已知重力加速度为g .试求:(1)飞镖是以多大的速度击中气球的?(2)掷飞镖和放气球两个动作之间的时间间隔Δt 应为多少?解析:(1)飞镖A 被投掷后做平抛运动.从掷出飞镖到击中气球,经过时间t 1=lv 0=l g此时飞镖在竖直方向上的分速度v y =gt 1=gl故此时飞镖的速度大小v =v 20+v 2y =2gl (2)飞镖从掷出到击中气球过程中 下降的高度h 1=12gt 21=l 2气球从被释放到被击中过程中上升的高度 h 2=2l -h 1=3l2气球的上升时间t 2=h 2v 0=3l 2v 0=32l g可见,t 2>t 1,所以应先释放气球. 释放气球与掷飞镖之间的时间间隔 Δt =t 2-t 1=12l g答案:(1)2gl (2)12l g。
高考物理总复习 4.第2讲 抛体运动的规律及应用
答案:C
试题情境 必备知识 关键能力
学科素养
命题分析 属于基础性题目,以铯原子钟中铯原子运动为素材创 设学习探索问题情境 考查平抛运动知识和竖直上抛运动知识 考查理解和模型建构能力.即由铯原子的运动建构平 抛运动和竖直上抛运动模型 考查运动观念、科学思维.要求考生具有清晰的运动 观、能快速建构模型和科学推理
仍为20 m,速度大小在15~17 m/s之间,为保证鸟 蛤一定能落到岩石上,求释放鸟蛤位置的x坐标范围.
命题分析
试题情境
属于综合应用性题目,以海欧捕食为素材创设生活实践 问题情境
必备知识 考查运动的合成与分解、平抛运动规律、动量定理
关键能力
考查理解能力、模型建构能力.将海欧松开嘴巴后的鸟 蛤建构为平抛运动模型
例4 如图所示,水平屋顶高H=5 m,围墙高h=3.2 m,围墙到房子 的水平距离L=3 m,围墙到房子的水平距离L=3 m,围墙外空地宽x =10 m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上,g取10 m/s2.
求: (1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围; (2)小球落在空地上的最小速度.
答案:BC
答案:C
【跟进训练】 6.如图所示,M、N是两块挡板,挡板M高h1=10 m,其上边缘与 挡板N的下边缘在同一水平面,从高h2=15 m的A点以速度v0水平抛出 一小球,A点与两挡板间的水平距离分别为d1=10 m,d2=20 m.N板 的上边缘高于A点,若能使小球直接进入挡板M的右边区域,则小球 水平抛出的初速度 v0的大小是下列给出的数据中的哪个 ?(g取10 m/s2)( ) A.8.0 m/s B.9 m/s C.15 m/s D.21 m/s
2020届高考物理总复习讲义:抛体运动
第2节 抛体运动一、平抛运动1.定义(条件):以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。
2.运动性质:平抛运动是加速度为g 的匀变速曲线运动,其运动轨迹是抛物线。
3.研究方法:平抛运动可以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。
4.基本规律(如图所示)C 点是对应水平位移的中点,横坐标为x 2。
(1)速度关系(2)位移关系(3)轨迹方程:y=g2v02x2。
二、斜抛运动1.定义:将物体以初速度v0沿斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动。
2.研究方法:斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。
斜抛运动问题多为斜上抛运动,可以在最高点分成两段处理,后半段为平抛运动,前半段的逆运动可以看成相等初速度的反向平抛运动。
[深化理解]1.平抛运动的运动时间:t=2hg,取决于竖直下落的高度,与初速度无关。
2.平抛运动的水平射程:x=v02hg,取决于竖直下落的高度和初速度。
3.平抛运动的速度的变化规律(1)任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0。
(2)任意相等时间Δt内的速度变化量方向竖直向下,大小Δv=Δv y=gΔt。
4.平抛运动的位移的变化规律(1)任意相等时间Δt内,水平位移相同,即Δx=v0Δt。
(2)连续相等的时间Δt内,竖直方向上的位移差不变,即Δy=g(Δt)2。
[基础自测]一、判断题(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动。
(×)(2)做平抛运动的物体的速度方向时刻在变化,加速度方向也时刻在变化。
(×)(3)做平抛运动的物体初速度越大,水平位移越大。
(×)(4)做平抛运动的物体,初速度越大,在空中飞行时间越长。
(×)(5)从同一高度平抛的物体,不计空气阻力时,在空中飞行的时间是相同的。
( √)(6)无论平抛运动还是斜抛运动,都是匀变速曲线运动。
(√)(7)做平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化量是相同的。
平抛运动规律总结(合集8篇)
平抛运动规律总结第1篇必修二物理平抛运动知识点①竖直方向的运动是自由落体例如:平抛运动的物体和自由落体的物体落地时间一样(2014江苏);平抛出去之后与地面发生弹性碰撞,与自由下落后与地面发生弹性碰撞,在竖直方向上运动是一样的(20 12江苏)。
②竖直高度决定下落时间例如:由高度比较下落时间长短(2012全国卷),由高度计算出时间,然后通过水平位移求出初速度(2012北京)。
③结合斜面应用tanθ=2tanφ例如:落在斜面上出发落在斜面上,速度与斜面夹角为定值(课本);落在水平面上,初速度越大,速度与水平面夹角越小(2013云南);垂直落到斜面上,根据斜面倾角及几何关系,求出末速度与水平方向的夹角θ(2010全国)。
④平抛运动实验例如:结合频闪照片,用竖直方向的运动求频闪频率(来源不明);竖直方向不同间距,分析水平位移(2013北京);课本图示装置,平抛小球和自由落体小球总同时落地、平抛小球和匀速小球总能相撞(2014江苏)。
⑤类平抛运动例如:斜面上的物体做类平抛运动(来源不明);带电粒子在电场中偏转,显像管原理、喷墨打印原理(2013广东)。
⑥结合力学其它知识“摆”在最低点时绳子断开,小球平抛(2013福建);水平滑动后平抛(2012北京);轨道圆周运动后平抛(2012浙江)。
练习题:事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离,h1、h2分别是散落物A、B 在车上时的离地高度.只要用米尺测量出事故现场的△L、hl、h2三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度,则下列叙述正确的是()(A)A、B落地时间相同(B)A、B落地时间差与车辆速度无关(C)A、B落地时间差与车辆速度成正比(D)A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于△L快速提高物理成绩的方法想学好物理一定要养成提前预习的习惯,每次在上课之前一定要认认真真的预习,这样才可以知道哪里是自己不懂的知识点,等到课堂中老师上课的时候重点听这一部分。
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可得:v0=203 6 m/s,故 B 错误;石块即将落地时重力的瞬时功率为:P
=mgvy=mg·gt=500 6 W,故 C 正确;石块落地的瞬时速度大小为:v=
v20+gt2=253 6 m/s,故 D 错误。
解析
能力命题点一 有约束条件的平 抛运动
1.概述 做平抛运动的物体常见的是落在水平面上的某一点(如投弹),当落在竖 直面上(射箭)、斜面上(滑雪、投弹)或一定形状的曲面上时,平抛运动会受 到这些几何形状的约束,如下图所示。
A.4.5 m/s C.95 5 m/s
B.190 5 m/s D.2170 5 m/s
答案
解析 A 球做平抛运动,则竖直方向:h=9L=12gt2,vy=gt,水平方向: 9L=v0t,A 到达 P 点的速度为:v= v02+v2y,将 L=9 cm=0.09 m 代入, 解得:v=4.5 m/s,故 A 正确。
1.如图所示,以 9.8 m/s 的速度水平抛出的物体
飞行一段时间后,垂直撞在倾角 θ=30°的斜面上,
可知物体完成这段飞行的时间为(g=9.8 m/s2)( )
A.3 s
B.233 s
C.
3 3
s
D.2 s
答案
解析 物体做平抛运动,垂直地撞在倾角为 30°的斜面上时,其速度与 斜面垂直,把物体的速度分解,如图所示。由图可知,此时物体在竖直方 向上的分速度大小为 vy=tavn0θ,由 vy=gt 可得运动的时间 t=vgy=gtva0nθ= 3 s,故 A 正确。
解析
3.(2019·河南六市高三联合一模)如图甲所示的“襄阳砲”是古代军队 攻打城池的装置,其实质就是一种大型抛石机,图乙是其工作原理的简化 图。将质量 m=10 kg 的石块,装在与转轴 O 相距 L=5 m 的长臂末端口袋 中,最初静止时长臂与水平面的夹角 α=30°,发射时对短臂施力使长臂转 到竖直位置时立即停止运动,石块靠惯性被水平抛出,落在水平地面上。 若石块落地位置与抛出位置间的水平距离 s=20 m,不计空气阻力,取 g= 10 m/s2。以下判断正确的是( )
(多选)如图所示,从某高度处水平抛出一小球,经过时 间 t 到达地面时,速度方向与水平方向的夹角为 θ,不计空 气阻力,重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A.小球水平抛出时的初速度大小为tagntθ B.小球在 t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2 C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长 D.若小球初速度增大,则 θ 减小
解析
2.(2019·山东滨州二模)如图所示,在竖直平面内有一曲面,曲面方程 为 y=x2,在 y 轴上有一点 P,坐标为(0,6 m)。从 P 点将一小球水平抛出, 初速度为 1 m/s。则小球第一次打在曲面上的位置为(不计空气阻力,重力加 速度 g 取 10 m/s2)( )
A.(3 m,3 m) C.(1 m,1 m)
解析
分解思想在平抛运动中的应用 (1)解答平抛运动问题时,一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个 方向分解,这样分解的优点是不用分解初速度也不用分解加速度。 (2)画出速度(或位移)分解图,通过几何知识建立合速度(或合位移)、分 速度(或分位移)及其方向间的关系,通过速度(或位移)的矢量三角形求解未 知量。
答案
解析 画出平抛运动分解图,如图所示,由 tanθ=vgt0可得,小球平抛 的初速度大小为 v0=tagntθ,A 正确;由 tanα=hx=12vg0tt2=2gvt0=12tanθ 可知, α≠θ2,B 错误;小球做平抛运动的时间 t= 2gh,与小球初速度无关,C 错误;由 tanθ=vgt0可知,v0 越大,θ 越小,D 正确。
1.(教科版必修 2 P18·T2)一投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空 水平地匀速飞行,从飞机上每隔 1 s 投下 1 包救援物资,先后共投下 4 包, 若不计空气阻力,则 4 包物资落地前( )
A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的 B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的 C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是 等间距的 D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点不 是等间距的
A.石块抛出后运动时间为
3 2s
B.石块被抛出瞬间的速度大小为230 2 m/s
C.石块即将落地时重力的瞬时功率为 500 6 W
D.石块落地的瞬时速度大小为 15 m/s
答案
解析 石块被抛出后做平抛运动,h=L+Lsinα,竖直方向:h=12gt2,
可得:t=
6 2
s,故 A 错误;石块被抛出后做平抛运动,水平方向:s=v0t,
答案
解析 4 包物资落地前水平速度与飞机相同,竖直方向做自由落体运 动,所以总在飞机的正下方排成竖直的直线,水平速度相同,下落高度相 同,落点是等间距的,C 正确,A、B、D 错误。
解析
2.(2019·湖北高考模拟)如图所示,上、下两个完全相同的圆弧轨道分 别固定在竖直板上的不同高度处,轨道的末端水平。在两轨道相对于各自 轨道末端高度相同的位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关 控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球 A、B,断开开关,两个小球 同时开始运动。离开圆弧轨道后,A 球做平抛运动,B 球进入一个光滑的水 平轨道。若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的 P 点处。已知固定 在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为 9 cm,则可计算出 A 球刚到达 P 点的速度大小为(g 取 10 m/s2)( )
速度 v0 抛出一个小球,落在斜面上某处 Q 点,小球落
在斜面上的速度与斜面的夹角为 α,若把初速度变为
3v0,小球仍落在斜面上,则以下说法正确的是( )
A.夹角 α 将变大
B.夹角 α 与初速度大小无关
C.小球在空中的运动时间不变
D.P、Q 间距是原来间距的 3 倍
答案
解析 由图可知,tan(α+θ)=vvxy=vgt0,而 tanθ=xy= 12vg0tt2=2gvt0,可得 tan(α+θ)=2tanθ,则知 α 大小与初速 度大小无关,α 不变,A 错误,B 正确;斜面倾角的正切值 tanθ=2gvt0,得 t=2v0gtanθ,若初速度变为原来的 3 倍,其运动时间变为原来的 3 倍,C 错 误;P、Q 间距 s=coxsθ=cvo0stθ,若初速度变为原来的 3 倍,则时间 t 变为原 来的 3 倍,则 P、Q 间距变为原来的 9 倍,D 错误。
(2)性质:平抛运动是加速度为 g 的 03 __匀__变__速___曲线运动,其运动轨 迹是 04 __抛__物__线___。
(3)平抛运动的条件:v0≠0,沿 05 _水__平___方向;只受 06 _重__力___作用。 (4)研究方法:平抛运动可以分解为水平方向的 07 __匀__速__直__线____运动和 竖直方向的 08 __自__由__落__体____运动。
解析
有约束条件的平抛运动问题求解的关键 (1)运动的分解 ①以分解速度为突破口 对于一个做平抛运动的物体来说,若已知某时刻的速度方向,可以从
vy gt 分解速度的角度来研究:tanα=vx=v0(α 为 t 时刻速度与水平方向间的夹 角),从而得出初速度 v0、时间 t、夹角 α 之间的关系,进而求解具体问题。
B.(2 m,4 m) D.(1 m,2 m)
答案
解析 设小球经过时间 t 打在曲面上 M(x,y)点,则水平方向:x=v0t, 1
竖直方向上:6 m-y=2gt2,又因为 y=x2,联立解得:x=1 m,y=1 m, 故 C 正确。
解析
能力命题点二 平抛运动中的临 界问题
1.平抛运动受到某种条件的约束时(如乒乓球台的大小和球网对乒乓球 运动的约束),经常会出现临界问题,其约束条件一般有水平位移和竖直高 度两种,如乒乓球、排球的过网、越界问题。求解这类问题的关键是确定 临界轨迹。
和下落高度 h 有关。
(4)速度改变量:因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度 g,所以 做平抛运动的物体在任意相等时间间隔 Δt 内的速度改变量 Δv=gΔt 相同, 方向恒为竖直向下,如图甲所示。
5.两个重要推论 (1)做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速 度的反向延长线一定通过此时水平位移的 21 _中__点___,如 图乙所示。
v0 无关。
2h
(2)水平射程:x=v0t= 18 _v__0 ___g___,即水平射程由初速度 v0 和下落
高度 h 共同决定,与其他因素无关。
(3)落地速度 v= vx2+v2y= 19 ___v_20_+__2_g_h__,以 α 表示落地速度与 x 轴
vy
2gh
正方向的夹角,有 tanα=vx= 20 v0 ,所以落地速度也只与初速度 v0
解决这类问题不仅要掌握平抛运动的一般处理方法,还要能结合实际 的约束条件分析其中的物理情景。
2.典型模型:斜面上的平抛运动
斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型,在解答这类问题时除要运
用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角,找出斜面倾角同
位移和速度与水平方向夹角的关系,从而使问题得到顺利解决。常见的模
型如下:
斜面
解题方法
内容
水平方向:vx=v0
分解速度,构 竖直方向:vy=gt 建速度三角形 合速度:v= v2x+v2y
tanθ=vv0y
斜面
解题方法
内容
水平方向:x=v0t 分解位移,构 竖直方向:y=21gt2
建位移三角形 合位移:s= x2+y2
tanθ=xy
如图所示,从倾角为 θ 的足够长的斜面顶端 P 以
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任意位置处,设其末速度方 向与水平方向的夹角为 α,位移与水平方向的夹角为 θ,则 tanα= 22 ___2_ta_n_θ_________。