平抛运动及类平抛运动
平抛运动与类平抛运动
2014届高一物理校本课程
平抛运动与类平抛运动
1.类平抛运动:一般来说,质点受恒力作用具有恒定的加速度,初速度与恒力垂直,质点的运动就与平抛运动类似,通常我们把物体的这类运动称做类平抛运动.例如带电粒子在电场中的偏转运动等.
2.由平抛运动可推广得到物体做类平抛运动的条件
(1)有初速度;
(2)受恒力作用,且与初速度方向垂直。
3.解决此类问题要正确理解合运动与分运动的关系
(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即同时开始,同时进行,同时停止;
(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响;
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果。
1.如图所示,A、B 两质点以相同的水平速度v0抛出,A 在竖直面内运动,落地点为P1,
B 沿光滑斜面运动,落地点为P2,不计空气阻力,比较P1、P2在x 轴方向上距抛出点的远近关系及落地瞬时速度的大小关系,则有
A.P1较近
B.P1、P2一样远
C.A 落地时,速率大
D.A、B 落地时,速率一样大
2.甲、乙、丙三个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,水平面上的P点在丙的正下方.在同一时刻甲、乙、丙开始运动,甲以初速度v0做平抛运动,乙以水平速度v0沿光滑水平面向右做匀速直线运动,丙做自由落体运动.则
A.若甲、丙两球在空中相遇,此时乙球还没有到达P点
B.若甲、乙、丙三球同时相遇,则一定发生在P点
C.若只有甲、乙两球在水平面上相遇,此时丙球还未着地
D.无论初速度v0大小如何,甲、乙、丙三球一定会同时在P点相遇
2022-2-21。
高中物理【抛体运动】知识点规律总结
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(2)如图乙所示,小球恰好沿 B 点的切线方向进入圆轨道,此时半径 OB 垂直于速度 方向,圆心角 α 与速度的偏向角相等.
(3)如图丙所示,小球恰好从圆柱体 Q 点沿切线飞过,此时半径 OQ 垂直于速度方向, 圆心角 θ 与速度的偏向角相等.
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考点三 平抛运动中的临界问题
师生互动
1.临界点的确定
(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 tan α=2tan θ.
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第 2 维度:多个物体的平抛运动 对多体平抛问题的四点提醒 (1)两条平抛运动轨迹的交点是两物体的必经之处,两物体要在此处相遇,必须同时 到达此处.即轨迹相交是物体相遇的必要条件. (2)若两物体同时从同一高度抛出,则两物体始终处在同一高度. (3)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. (4)若两物体从同一高度先后抛出,则两物体高度差随时间均匀增大.
vt= vx2+v2y= v20+2gh
与初速度 v0、下落高度 h 和重力加速度 g 有关
Δv=gΔt,方向恒为竖直向下
速度改变量
由重力加速度 g 和时间间隔 Δt 共同决 定
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2.关于平抛(类平抛)运动的两个重要推论 (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 平位移的中点,如图中 A 点和 B 点所示,即 xB=x2A.
1
第 2 讲 抛体运动
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_重__力___作用下的运动. 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.研究方法:运动的合成与分解 (1)水平方向:_匀__速___直线运动. (2)竖直方向:_自__由__落__体___运动.
高中物理平抛运动知识点考点整理
P蜡块的位置vv xv y涉及的公式:22yx v v v +=xy v v =θtan θvv 水v 船θ 船v d t =min,θsin d x =水船v v =θtan d高中物理必修2知识点第五章 平抛运动§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1.定义:物体运动轨迹是曲线的运动。
2.条件:运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3.特点:①方向:某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型:变速运动(速度方向不断变化)。
③F 合≠0,一定有加速度a 。
④F 合方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。
4.运动描述——蜡块运动二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系:等时性、独立性、等效性、矢量性。
2.互成角度的两个分运动的合运动的判断:①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
②速度方向不在同一直线上的两个分运动,一个是匀速直线运动,一个是匀变速直线运动,其合运动是匀变速曲线运动,a 合为分运动的加速度。
③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为0的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。
当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时,合运动是匀变速直线运动,否则即为曲线运动。
三、有关“曲线运动”的两大题型(一)小船过河问题模型一:过河时间t 最短: 模型二:直接位移x 最短:模型三:间接位移x 最短:dvv 水v 船θ当v 水<v 船时,x min =d ,θsin 船v d t =, 船水v v =θcos Av 水v 船 θ 当v 水>v 船时,L v v dx 船水==θcos min , θsin 船v d t =,水船v v =θcos θθsin )cos -(min船船水v Lv v s =θv 船 d(二)绳杆问题(连带运动问题)1、实质:合运动的识别与合运动的分解。
高一物理必修2《平抛运动》知识点总结
由 h 1 gt 2 得: t 2h
2
g
②水平飞行射程由高度和水平初速度共同决定:
x
v0t
v0
2h g
③平抛物体任意时刻瞬时速度 夹角 θ正切值的两倍。
v 与平抛初速度 v0夹角 θa 的正切值为位移 s 与水平位移 x
④平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离 都等于水平位移的一半。
证明: tan
gt
1 gt2 2
v0
s
sx 2
⑤平抛运动中, 任意一段时间内速度的变化量 Δv=gΔt,方向恒为竖直向下 (与 g 同向)。 任意相同时间内的 Δv 都相同(包括大小、方向) ,如右图。
V0 V1 △V V2 △V
V3 △V
⑥以不同的初速度,从倾角为 θ的斜面上沿水平方向抛出的物体,再次落到斜面上时速 度与斜面的夹角 a 相同,与初速度无关。 (飞行的时间与速度有关,速度越大时间越长。 )
⑧从动力学的角度看:由于做平抛运动的物体只受到重力,因此物体在整个运动过程中
机械能守恒。
7、平抛运动的实验探究
①如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把
A球沿水平方向抛出,同时 B球松开,自
由下落, A、 B两球同时开始运动。观察到两球同时落地,多次改变小球距地面的高度和打
击力度, 重复实验, 观察到两球落地, 这说明了小球 A在竖直方向上的运动为自由落体运动。
在初速度 v0 方向做匀速直线运动,在合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速
度 a F合 。处理时和平抛运动类似,但要分析清楚其加速度的大小和方向如何,分别运用 m
两个分运动的直线规律来处理。
合位移(实际位移)的大小: s x 2 y 2
专题23 平抛运动临界问题、相遇问题、类平抛运和斜抛运动(解析版)
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题23 平抛运动临界问题、相遇问题、类平抛运和斜抛运动导练目标 导练内容目标1 平抛运动临界问题 目标2 平抛运动中的相遇问题目标3 类平抛运动 目标4斜抛运动一、平抛运动临界问题擦网压线既擦网又压线由21122121⎪⎪⎭⎫⎝⎛==-v x g gt h H 得:()h H gx v -=211由222122121⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==v x x g gt H 得:()Hg x x v 2212+= 由20122121⎪⎪⎭⎫⎝⎛==-v x g gt h H 和202122121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==v x x g gt H 得:()22121x x x H h H +=-【例1】如图排球场,L=9m,球网高度为H=2m ,运动员站在网前s=3m 处,正对球网跳起将球水平击出,球大小不计,取重力加速度为g=10m/s.(1)若击球高度为h=2.5m,为使球既不触网又不出界,求水平击球的速度范围; (2) 当击球点的高度h 为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是出界? 【答案】(1)10m /s <v 2/s (2)2.13m【详解】(1)当球刚好不触网时,根据h 1−h =12gt 12,解得:()()1122 2.521010h h t s g -⨯-===,则平抛运动的最小速度为:11/310/10min x v s m s t ===.当球刚好不越界时,根据h 1=12gt 22,解得:1222 2.5210h t s g ⨯=== ,则平抛运动的最大速度为:22/122/2max x v s m s t ===,则水平击球的速度范围为10/s <v 2/s .(2)设击球点的高度为h .当h 较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,1222()h h H g g -=,其中x 1=12m ,x 2=3m ,h=2m ,代入数据解得:h=2.13m ,即击球高度不超过此值时,球不是出界就是触网. 二、平抛运动中的相遇问题平抛与自由落体相遇水平位移:l=vt空中相遇:ght 2<平抛与平抛相遇(1)若等高(h 1=h 2),两球同时抛;(2)若不等高(h 1>h 2)两球不同时抛,甲球先抛; (3)位移关系:x 1+x 2=L(1)A 球先抛; (2)t A >t B ; (3)v 0A <v 0B(1)A 、B 两球同时抛; (2)t A =t B ; (3)v 0A >v 0B 平抛与竖直上抛相遇(1)L=v 1t ;(2)22222121v h t h gt t v gt =⇒=-+; (3)若在S 2球上升时两球相遇,临界条件:2v t g<,即:22h v v g<,解得:2v gh >;(4)若在S 2球下降时两球相遇,临界条件:222v v t g g <<,即2222v h vg v g<<, 解得:22ghv gh <<平抛与斜上抛相遇(1)Ltvt v=⋅+θcos21;(2)θθsin21sin212222vhthgttvgt=⇒=-+;(3)若在S2球上升时两球相遇,临界条件:2sinvtgθ<,即:22sinsinh vv gθθ<,解得:2singhvθ>;(4)若在S2球下降时两球相遇,临界条件:22sin2sinv vtg gθθ<<,即222sin2sinsinv h vg v gθθθ<<,解得:22sin singhghvθθ<<【例2】如图,两个弹性球P、Q在距离水平地面一定高度处,若给P水平向右的初速度0(00v≠),同时释放Q,(两球在同一竖直面内运动)两球与地面接触时间可忽略不计,与地面接触前后水平方向速度不变,竖直方向速度大小不变,方向相反。
高一物理:平抛运动规律(两个推论、临界问题、类平抛运动)
必考点16平抛运动规律(两个推论、临界问题、类平抛运动)题型一平抛运动的规律及应用如图所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出,经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点。
若不计空气阻力,下列关系式中正确的是()A .v a >v bB .t a >t bC .v a =v bD .t a <t b【解题技巧提炼】如图,以抛出点O 为坐标原点,以初速度v 0方向(水平方向)为x 轴正方向,竖直向下为y 轴正方向.1.飞行时间由t =2h g知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关。
2.水平射程x =v 0t =v 02h g ,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关。
3.落地速度v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与水平正方向间的夹角,有tan θ=v y v x =2gh v 0,落地速度与初速度v 0和下落高度h 有关。
题型二平抛运动规律(两个推论)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.已知平抛的初速度为20m/s ,MP =20m ,重力加速度g 取10m/s 2,则下列说法正确的是A .QM 的长度为10mB .质点从O 到P 的运动时间为1sC .质点在P 点的速度v 大小为40m/sD .质点在P 点的速度与水平方向的夹角为45°【解题技巧提炼】1.平抛运动物体的速度变化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 =g Δt 是相同的,方向恒为竖直向下,如图2所示.2.两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻(任意位置)处,有tan θ=2tan α.推导:tan θ=v y v 0=gt v 0tan α=y x =gt 2v 0θ=2tan α(2)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水平位移的中点,如图所示,即x B =x A 2.推导:tan θ=y A x A -x B tan θ=v y v 0=2y A xAx B =x A 2题型三平抛运动的临界、极值问题如图所示为足球球门,球门宽为L ,一个球员在球门中心正前方距离球门线s 处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点)。
平抛、类平抛运动常见题型及应用 Microsoft Word 文档 (4)
平抛运动是较为复杂的匀变速曲线运动,有关平抛运动的命题也层出不穷。若能切实掌握其基本处理方法和这些有用的推论,就不难解决平抛问题。因此在复习时应注意对平抛运动规律的总结,从而提高自己解题的能力。
(一)平抛运动
1.定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动。
2.特点:
(1)平抛运动是一个同时经历水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。
取沿斜面向下为 轴的正方向,垂直斜面向上为 轴的正方向,如图6所示,在 轴上,小球做初速度为 、加速度为 的匀变速直线运动,所以有
①
②
当 时,小球在 轴上运动到最高点,即小球离开斜面的距离达到最大。
由①式可得小球离开斜面的最大距离
当 时,小球在 轴上运动到最高点,它所用的时间就是小球从抛出运动到离开斜面最大距离的时间。由②式可得小球运动的时间为
图5
解析:本题如果用常规的“分解运动法”比较麻烦,如果我们换一个角度,即从运动轨迹入手进行思考和分析,问题的求解会很容易,如图5所示,物体从A、B两点抛出后的运动的轨迹都是顶点在 轴上的抛物线,即可设A、B两方程分别为
,
则把顶点坐标A(0,H)、B(0,2H)、E(2 ,0)、F( ,0)分别代入可得方程组
所以
根据平抛运动竖直方向是自由落体运动可以写出
所以 所以答案为C。
3.从分解位移的角度进行解题
对于一个做平抛运动的物体来说,如果知道了某一时刻的位移方向(如物体从已知倾角的斜面上水平抛出,这个倾角也等于位移与水平方向之间的夹角),则我们可以把位移分解成水平方向和竖直方向,然后运用平抛运动的运动规律来进行研究问题(这种方法,暂且叫做“分解位移法”)
这个方程组的解的纵坐标 ,即为屏的高。
人教版物理必修2 5.2平抛运动和类平抛运动 讲义
§5-2 平抛运动 & 类平抛运动一、抛体运动1.定义:以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受重力的作用,它的运动即为抛体运动。
2.条件:①物体具有初速度;②运动过程中只受G。
二、平抛运动1.定义:如果物体运动的初速度是沿水平方向的,这个运动就叫做平抛运动。
2.条件:①物体具有水平方向的初速度;②运动过程中只受G。
3.处理方法:平抛运动可以看作两个分运动的合运动:一个是水平方向的匀速直线运动,一个是竖直方向的自由落体运动。
4.规律:五.平抛运动基本规律的理解1.飞行时间:由t=2hg知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.α(1)位移:.2tan,)21()(,21,22220vgtgtt vsgty t vx=+===ϕ(2)速度:vvx=,gtvy=,22)(gtvv+=,tanvgt=θ(3)推论:①从抛出点开始,任意时刻速度偏向角θ的正切值等于位移偏向角φ的正切值的两倍。
②从抛出点开始,任意时刻速度的反向延长线对应的水平位移的交点为此水平位移的中点,即.2tanxy=θ如果物体落在斜面上,则位移偏向角与斜面倾斜角相等。
2.水平射程:x =v 0t =v 0 2hg,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关.3.落地速度:v t =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与x 轴正方向的夹角,有tanθ=v y v x =2gh v 0,所以落地速度也只与初速度v 0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 =g Δt 相同,方向恒为竖直向下,如图所示.1.物体做平抛运动,下列说法正确的是( )A. 加速度的方向时刻改变B. 速度的变化率不断增大C. 任意一段时间内速度变化量的方向均竖直向下D. 相同时间内速率变化量相同 【答案】C 【解析】物体做平抛运动,加速度的方向始终竖直向下,A 不符合题意;速度的变化率等于加速度,则速度的变化率恒定不变,B 不符合题意;任意一段时间内速度变化量∆v=g ∆t ,方向竖直向下,C 符合题意;相同时间内竖直速度变化相同,水平速度不变,则相同时间内速率变化量不相同,D 不符合题意;2.如图所示,小球从斜面的顶端A 处以大小为 的初速度水平抛出,恰好落到斜面底部的B 点,且此时的速度大小,空气阻力不计,该斜面的倾角为( )A. 60°B. 45°C. 37°D. 30° 【答案】B【解析】根据平行四边形定则知,落到底端时竖直分速度为: ,则运动的时间为:,设斜面的倾角为 ,则有 ,解得,B 符合题意.3.在水平地面上M 点的正上方某一高度处,将球S 1以初速度v 1水平向右抛出,同时在M 点右方地面上N 点处,将球S 2以初速度v 2斜向左上方抛出,两球恰在M 、N 连线的中点正上方相遇,不计空气阻力,则两球从抛出到相遇过程中( )A.初速度大小关系为v 1=v 2B.速度变化量相等C.水平位移相同D.都不是匀变速运动【答案】B 由于两球恰在M 、N 连线的中点正上方相遇,说明它们的水平位移大小相等,又由于运动的时间相同,所以它们在水平方向上的分速度大小相同,即,所以,A 不符合题意;由于两个球都只受到重力的作用,加速度都是重力加速度g ,由 知,知它们速度的变化量相同,B 符合题意;在水平方向上,水平位移大小相等,但方向相反,所以位移不同,C 不符合题意;由于两个球都只受到重力的作用,加速度都是重力加速度g ,加速度恒定,都是匀变速运动,D 不符合题意.4.如图所示,从斜面上的A 点以速度 水平抛出一个物体,飞行一段时间后,落到斜面上的B 点;若仍从A 点抛出物体,抛出速度为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A. 物体的飞行时间不变B. 物体的位移变为原来的 21C. 物体落到斜面上的速度变为原来的41D. 物体落到斜面上时速度方向不变 【答案】D【解析】根据 可知,当初速度减半时,飞行的时间减半,A 不符合题意;根据x=v 0t 可知,物体的水平位移变为原来的1/4,竖直位移也变为原来的1/4,则物体的位移变为原来的1/4,B 不符合题意;水平初速度减半时,根据v y =gt 可知,落到斜面上的竖直速度变为原来的一半,可知物体落到斜面上的速度变为原来的1/2,C 不符合题意;根据 为定值,则物体落到斜面上时速度方向不变,D 符合题意;5.如图所示,以9.8m/s 的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为30°的斜面上,则物体飞行时间为( )A. 1sB.2s C. 3s D. 2s【答案】C 【解析】【解答】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直,将该速度分解,如图。
高中物理必修二--5.8类平抛运动 斜抛运动
sm
v02 g
例题3:在一次投篮游戏中,小明同学调整好力 度和方向,将球从A点向篮筐B投去,结果球 投到了篮筐的后面,如图所示。要使球投入篮 筐B中,小明同学可做的调整为:(ABCD)
A、减小初速度,投球的方向不变。
B、初速度大小不变,增大抛射角。
C、减小初速度,增大抛射角。
D、增大初速度,减小抛射角。
tanφ=2tanθ ,速度反向延长线与x轴相交x/2处。
例题1:如图所示,长方形光滑斜面的长为l, 高为h,倾角为θ 。现有一小球从斜面左上方
顶点P处沿水平方向射入,从右下方顶点Q离 开斜面。求小球入射的初速度v0。
v0 l
g sin 2
2h
例题2:在光滑的水平面内,一质量m=1 kg 的质 点以速度v0=10 m/s沿x轴正方向运动,经过原点 后受一沿y轴正方向(竖直方向)的恒力F=15 N作 用,直线OA与x轴成α=370, 如图所示曲线为质 点的轨迹图,如果质点的运动轨迹与直线OA相 交于P点。(g取10 m/s2).求: ⑴从O到P经历的时间以及P点的坐标. ⑵经过P点速度大小.
5.8类平抛运动、斜抛运动
一、类平抛运动
1、定义:物体具有一定的初速度,受到一个与 初速度垂直的恒定的合外力作用。
2、类平抛运动的性质:类平抛运动与平抛运动 的规律完全相同,处理方法也完全一样。只是v0 不一定在水平方向,合外力不是重力,加速度不 是重力加速度。即:沿初速度方向做匀速直线运 动,沿合外力方向做初速度为零的匀加速直线运 动。
t;y v0 sin
t 1 gt2;s 2
x2 y2
⑵速度公式:
vx v0 cos;vy v0 sin gt;v vx2 vy2
平抛运动(类平抛和斜抛运动)人教版高中物理必修二
课后作业:
完成类平抛和斜抛运动相关练习 预习《5.3实验:研究平抛运动》相关知识
则 l=1at2=1t2gsin 22
α……②,联立①②
得:s=v0
2l .
gsin α
如图所示,两个足够大的倾角分别为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,开始均静止于斜面同一高度处,其中b小球在两斜面之间。
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′、
位移公式 x=v0cosθ·t (位置坐标) y=v0sinθ·t-0.5gt2
斜下抛运动
水平方向:vx=v0cos θ 竖直方向:vy=v0sin θ+gt
x=v0cosθ·t y=v0sinθ·t+0.5gt2
典型例题2:从某高处以6 m/s的初速度、30°抛射角斜向上方抛出一石子, 落地时石子的速度方向和水平线的夹角为60°,求石子在空中运动的时间和 抛出点离地面的高度(g取10 m/s2).
5.2平抛运动
(类平抛和斜抛问题)
人教版 高中物理必修二 第五章曲线运动
平抛运动的初速度水平,只受与初速度垂直的竖直向下的重力,a=g; 类平抛运动的初速度不一定水平,但合外力与初速度方向垂直且为恒力, a=F合/m。
一、类平抛运动
定义
物体在某个方向做匀速直线运动,在垂直于该方向的方向做初速度为零的匀 加速直线运动(受恒定的合外力)
方 特殊 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, 法 分解 ay,速度v分解为vx,vy,然后分别在x、y方向列方程求解
专题六—平抛运动和类平抛运动的处理
课后网 专题六:平抛运动和类平抛运动的处理考点梳理 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,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.根本规律: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,那么:(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,那么tan θ=v y v x =gtv 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 0.1.[平抛运动的规律和特点]对平抛运动,以下说法正确的选项是( )A .平抛运动是加速度大小、方向不变的曲线运动B .做平抛运动的物体,在任何相等的时间内位移的增量都是相等的C .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D .落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关解析 平抛运动的物体只受重力作用,其加速度为重力加速度,故A 项正确;做平抛运动的物体,在任何相等的时间内,其竖直方向位移增量Δy =gt 2,水平方向位移不变,故B 项错误.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,且落地时间t = 2h g,落地速度为v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,所以C 项正确,D 项错误.2、[利用分解思想处理平抛运动]质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,以下说法正确的选项是( )A .质量越大,水平位移越大B .初速度越大,落地时竖直方向速度越大C .初速度越大,空中运动时间越长D .初速度越大,落地速度越大解析 物体做平抛运动时,h =12gt 2,x =v 0t ,那么t =2hg,所以x =v 0 2hg,故A 、C 错误. 由v y =gt =2gh ,故B 错误. 由v =v 20+v 2y =v 20+2gh ,那么v 0越大,落地速度越大,故D 正确. 考点一 平抛运动根本规律的理解 1.飞行时间:由t = 2hg知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关. 2.水平射程:x =v 0t =v 0 2hg,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关.3.落地速度:v t =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与x 轴正方向的夹角,有tan θ=v y v x =2gh v 0,所以落地速度也只与初速度v 0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 =g Δt 相同,方向恒为竖直向下,如图4所示. 5.两个重要推论(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 图4 定通过此时水平位移的中点,如图5中A 点和B 点所示.图5(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,那么tan α=2tan θ.3、[用分解思想处理平抛运动问题]某同学前后两次从同一位置水平投出飞镖1和飞镖2到靶盘上,飞镖落到靶盘上的位置如下列图,忽略空气阻力,那么两支飞镖在飞行过程中()A.加速度a1>a2B.飞行时间t1<t2C.初速度v1=v2D.角度θ1>θ2答案BD4、如图,从半径为R=1 m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点的小球,经t=0.4 s小球落到半圆上,当地的重力加速度g=10 m/s2,那么小球的初速度v0可能为()A.1 m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s解析由于小球经0.4 s落到半圆上,下落的高度h=12gt2=0.8 m,位置可能有两处,如下列图.第一种可能:小球落在半圆左侧,v0t=R-R2-h2=0.4 m,v0=1 m/s第二种可能:小球落在半圆右侧,v0t=R+R2-h2,v0=4 m/s,选项A、D正确.答案AD5、如图8所示,一名跳台滑雪运发动经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出,经过3 s 落到斜坡上的A 点.O 点是斜坡 的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运发动的质量m =50 kg. 不计空气阻力(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8;g 取10 m/s 2).求: (1)A 点与O 点的距离L ;图8(2)运发动离开O 点时的速度大小;(3)运发动从O 点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间.解析 (1)运发动在竖直方向做自由落体运动,有 L sin 37°=12gt 2,L =gt 22sin 37°=75 m.(2)设运发动离开O 点时的速度为v 0,运发动在水平方向的分运动为匀速直线运动,有L cos 37°=v 0t , 即v 0=L cos 37°t=20 m/s.(3)解法一 运发动的平抛运动可分解为沿斜面方向的匀加速运动(初速度为v 0cos 37°、加速度为g sin 37°)和垂直斜面方向的类竖直上抛运动(初速度为v 0sin 37°、加速度为 g cos 37°).当垂直斜面方向的速度减为零时,运发动离斜坡距离最远,有 v 0sin 37°=g cos 37°·t ,解得t =1.5 s解法二 当运发动的速度方向平行于斜坡或与水平方向成37°角时,运发动与斜坡距离最远,有gtv 0=tan 37°,t =1.5 s.答案 (1)75 m (2)20 m/s (3)1.5 s常见平抛运动模型的运动时间的计算方法1.在水平地面上空h 处平抛: 由h =12gt 2知t =2hg,即t 由高度h 决定. 2.在半圆内的平抛运动(如图9),由半径和几何关系制约时间t : 图9 h =12gt 2 R +R 2-h 2=v 0t 联立两方程可求t .3.斜面上的平抛问题(如图10): (1)顺着斜面平抛 方法:分解位移x =v 0t 图10 y =12gt 2 tan θ=y x可求得t =2v 0tan θg(2)对着斜面平抛(如图11) 方法:分解速度 v x =v 0v y =gt 图11 tan θ=v y v 0=gt v 0可求得t =v 0tan θg4.对着竖直墙壁平抛(如图12)水平初速度v 0不同时,虽然落点不同,但水平位移相同. t =d v 0图126、如下列图是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P 点正上方某一位置Q 处以速度v 0水平向左抛出一个小球A ,小球恰好能垂直落在斜坡上,运动时间为t 1,小球B 从同一点Q 处自由下落,下落至P 点的时间为t 2,不计空气阻力,那么t 1∶t 2= ( ) A .1∶2 B .1∶2 C .1∶3D .1∶ 3答案 D7、 如图14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 ,围墙外马路宽x =10 m ,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上,求小球离开屋顶时的速度v 的大小范围.(g 取10 m/s 2)解析 假设v 太大,小球落在马路外边,因此,要使球落在马路上,v 的最大值v max 为球落在马路最右侧A 点时的平抛初速度,如下列图,小球做平抛运动,设运动时间为t 1. 那么小球的水平位移:L +x =v max t 1,小球的竖直位移:H =12gt 21解以上两式得 v max =(L +x )g2H=13 m/s. 假设v 太小,小球被墙挡住,因此,球不能落在马路上,v 的最小值v min 为球恰好越过围墙的最高点P 落在马路上B 点时的平抛初速度,设小球运动到P 点所需时间为t 2,那么此过程中小球的水平位移:L =v min t 2 小球的竖直方向位移:H -h =12gt 22解以上两式得v min =Lg2(H -h )=5 m/s因此v 0的范围是v min ≤v ≤v max ,即5 m /s ≤v ≤13 m/s. 答案 5 m /s ≤v ≤13 m/s【考点二】类平抛问题模型的分析方法 1.类平抛运动的受力特点物体所受的合外力为恒力,且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方向上做匀速直线运动,在合外力方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a =F 合m .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(即沿合外力的方向)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a 分解为a x 、a y ,初速度v 0分解为v x 、v y ,然后分别在x 、y 方向列方程求解. 8、 质量为m 的飞机以水平初速度v 0飞离跑道后逐渐上升,假设飞机 在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升 力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得当飞机在水平方向的位移为l 时,它的上升高度为h ,如图16所示,求: 图16 (1)飞机受到的升力大小; (2)上升至h 高度时飞机的速度.解析 (1)飞机水平方向速度不变,那么有l =v 0t 竖直方向上飞机加速度恒定,那么有h =12at 2解以上两式得a =2h l 2v 20,故根据牛顿第二定律得飞机受到的升力F 为F =mg +ma =mg (1+2h gl2v 20)(2)由题意将此运动分解为水平方向速度为v 0的匀速直线运动,l =v 0t ;竖直方向初速度为0、加速度a =2h l 2v 20的匀加速直线运动.上升到h 高度其竖直速度v y =2ah =2·2h v 20l 2·h =2h v 0l所以上升至h 高度时其速度v =v 20+v 2y =v 0l l 2+4h 2如下列图,tan θ=v y v 0=2h l ,方向与v 0成θ角,θ=arctan 2hl.答案 (1)mg (1+2h gl 2v 20) (2)v 0l l 2+4h 2,方向与v 0成θ角,θ=arctan 2hl9、如下列图的光滑斜面长为l ,宽为b ,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P 水平射入,恰好从底端Q 点离开斜面,试求:(1)物块由P 运动到Q 所用的时间t ;(2)物块由P 点水平射入时的初速度v 0; (3)物块离开Q 点时速度的大小v .解析 (1)沿水平方向有b =v 0t 沿斜面向下的方向有 mg sin θ=ma l =12at 2 联立解得t = 2lg sin θ. (2)v 0=b t=bg sin θ2l. (3)物块离开Q 点时的速度大小 v =v 20+(at )2=(b 2+4l 2)g sin θ2l.10.(2021·课标全国·15)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,那么( )A .a 的飞行时间比b 的长B .b 和c 的飞行时间相同C .a 的水平初速度比b 的小D .b 的水平初速度比c 的大解析 根据平抛运动的规律h =12gt 2,得t =2hg,因此平抛运动的时间只由高度决定,因为h b =h c >h a ,所以b 与c 的飞行时间相同,大于a 的飞行时间,因此选项A 错误,选项B 正确;又因为x a >x b ,而t a <t b ,所以a 的水平初速度比b 的大,选项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c ,而t b =t c ,所以v b >v c ,即b 的水平初速度比c 的大,选项D 正确.11.(2021·江苏·6)如图19所示,相距l 的两小球A 、B 位于同一高度h (l 、h 均为定值).将A 向B 水平抛出的同时,B 自由下落.A 、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,那么( )A .A 、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度 B .A 、B 在第一次落地前假设不碰,此后就不会相碰C .A 、B 不可能运动到最高处相碰D .A 、B 一定能相碰解析 由题意知A 做平抛运动,即水平方向做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动;B 为自由落体运动,A 、B 竖直方向的运动相同,二者与地面碰撞前运动时间t 1相同,且t 1= 2h g ,假设第一次落地前相碰,只要满足A 运动时间t =l v <t 1,即v >lt 1,所以选项A 正确;因为A 、B 在竖直方向的运动同步,始终处于同一高度,且A 与地面相碰后水平速度不变,所以A 一定会经过B 所在的竖直线与B 相碰.碰撞位置由A 的初速度决定,应选项B 、C 错误,选项D 正确.12.?愤怒的小鸟?是一款时下非常流行的游戏,游戏中的故事也相当有趣,如图9甲所示,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒.某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示,假设h 1=0.8 m ,l 1=2 m ,h 2=2.4 m ,l 2=1 m ,小鸟飞出后能否直接打中肥猪的堡垒?请用计算结果进行说明.(取重力加速度g =10 m/s 2)答案 不能解析 (1)设小鸟以v 0弹出后能直接击中堡垒,那么 ⎩⎪⎨⎪⎧h 1+h 2=12gt 2l 1+l 2=v 0t t =2(h 1+h 2)g= 2×()10s =0.8 s 所以v 0=l 1+l 2t =2+10.8 m /s =3.75 m/s设在台面的草地上的水平射程为x ,那么 ⎩⎪⎨⎪⎧x =v 0t 1h 1=12gt 21 所以x =v 02h 1g=1.5 m<l 1 可见小鸟不能直接击中堡垒.。
平抛运动基本规律总结
平抛运动基本规律总结知识点:1.平抛运动的运动特点:水平方向上:匀速直线运动t v x v v x 00,==竖直方向上:自由落体运动221,gt y gt v y == 2.平抛(类平抛)运动所涉及物理量的特点Δv =g Δt ,方向恒为竖直向下3.关于平抛(类平抛)运动的两个重要推论(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中点,如图中A 点和B 点所示,即x B =x A2.(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tan α=2tan θ. 4.斜抛运动(1)斜抛运动可以分斜向上抛和斜向下抛两种情况:斜向上抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。
(2)斜上抛运动的公式:(1)速度公式: 水平速度:0cos x v v θ= 竖直速度:0sin y v v gt θ=-(2)位移公式:水平方向:0cos x v t θ=g竖直方向:201sin 2y v t gt θ=-g(3)斜向下抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速运动(初速度不为0)(1)速度公式: 水平速度:0cos x v v θ=竖直速度:0sin y v v gt θ=+(2)位移公式: 水平位移:0cos x v t θ=g竖直位移 201sin 2y v t gt θ=+g5.平抛与斜面结合的两种经典模型: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.常见的模型如下:(1)顺着斜面平抛方法:分解位移.x=v0t,y=12gt2,tan θ=yx,可求得t=2v0tan θg.特别强调:θ角是位移偏向角(2)对着斜面平抛(垂直打到斜面)方法:分解速度.v x=v0,v y=gt,tan θ=v0v y=v0gt,可求得t=v0g tan θ.特别强调:θ角是速度偏向角的补角。
微专题Ⅰ平抛运动的临界问题类平抛运动
微专题Ⅰ平抛运动的临界问题、类平抛运动知识点一平抛运动的临界问题1.与平抛运动相关的临界情况(1)有些题目中“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在临界点.(2)如题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述过程中存在着“起止点”,而这些“起止点”往往就是临界点.(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述过程中存在着极值,这些极值也往往是临界点.2.分析平抛运动中的临界情况关键是确定临界轨迹.当受水平位移限制时,其临界轨迹为自抛出点到水平位移端点的一条抛物线;当受下落高度限制时,其临界轨迹为自抛出点到下落高度端点的一条抛物线,确定轨迹后再结合平抛运动的规律即可求解.[例题1](2023春•昌乐县期中)“套圈游戏”深受大家的喜爱,游戏者要站到区域线外将圆圈水平抛出,落地时套中的物体即为“胜利品”。
某同学在一次“套圈”游戏中,从P点以某一速度水平抛出的圆圈落到了物体左边,如图。
为了套中该物体,该同学做了如下调整,则下列方式中一定套不中的是(忽略空气阻力)()A.从P点正上方以原速度水平抛出B.从P点正前方以原速度水平抛出C.从P点增大速度水平抛出D.从P点正下方减小速度水平抛出【解答】解:A、设圆圈平抛运动下落的高度为h,水平位移为x,初速度为v0,竖直方向为自由落体运动,有ℎ=12gt2,解得下落时间为t=√2ℎg,水平为匀速直线运动,所以水平位移为x=v0t=v0√2ℎg,圆圈落到了物体左边,说明圆圈的水平位移偏小,若从P点正上方以原速度水平抛出,h增大,由t=√2ℎg可知时间增大,由x=v0t=v0√2ℎg知,水平位移增大,可能套住物体,故A不符合题意;B、若P点正前方以原速度水平抛出,则高度不变,运动时间不变,根据x=v0t=v0√2ℎg,水平位移不变,落地点右移,可能套住物体,故B不符合题意;C、若P点位置不变,增大速度水平抛出,v0增大,由x=v0t=v0√2ℎg知,水平位移增大,可能套住物体,故C 不符合题意;D 、若P 点正下方,减小速度水平抛出,h 和v 0都减小,由t =√2ℎg ,x =v 0t =v 0√2ℎg知,水平位移减小,圆圈还落到物体左边,故D 符合题意。
第16讲 斜面上的平抛运动模型及类平抛运动模型(解析版)
第16讲 斜面上的平抛运动模型及类平抛运动模型一.知识总结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规律(推论) (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)刚落到侧面时的末速度方向都平行,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。
(3)运动的时间与初速度成正比⎝ ⎛⎭⎪⎫t =2v 0tan θg 。
(4)位移与初速度的二次方成正比⎝ ⎛⎭⎪⎫s =2v 20tan θg cos θ。
(5)当速度与斜面平行时,物体到斜面的距离最远,且从抛出到距斜面最远所用的时间为平抛运动时间的一半。
2.常见的模型模型方法分解速度,构建速度三角形,找到斜面倾角θ与速度方向的关系 分解速度,构建速度的矢量三角形分解位移,构建位移三角形,隐含条件:斜面倾角θ等于位移与水平方向的夹角基本 规律水平:v x =v 0竖直:v y =gt 合速度:v =v 2x +v 2y水平:v x =v 0 竖直:v y =gt 合速度:v =v 2x +v 2y水平:x =v 0t 竖直:y =12gt 2 合位移: s =x 2+y 2方向:tanθ=v xv y方向:tanθ=v yv x方向:tanθ=yx运动时间由tanθ=v0v y=v0gt得t=v0g tanθ由tanθ=v yv0=gtv0得t=v0tanθg由tanθ=yx=gt2v0得t=2v0tanθg3.类平抛运动模型(1)模型特点:物体受到的合力恒定,初速度与恒力垂直,这样的运动叫类平抛运动。
如果物体只在重力场中做类平抛运动,则叫重力场中的类平抛运动。
学好这类模型,可为电场中或复合场中的类平抛运动打基础。
(2).类平抛运动与平抛运动的区别做平抛运动的物体初速度水平,物体只受与初速度垂直的竖直向下的重力,a=g;做类平抛运动的物体初速度不一定水平,但物体所受合力与初速度的方向垂直且为恒力,a=F合m。
高中物理平抛运动临界问题、相遇问题、类平抛运和斜抛运动及参考答案
平抛运动临界问题、相遇问题、类平抛运和斜抛运动导练目标导练内容目标1平抛运动临界问题目标2平抛运动中的相遇问题目标3类平抛运动目标4斜抛运动【知识导学与典例导练】一、平抛运动临界问题擦网压线既擦网又压线由H−h=12gt2=12gx1v12得:v1=x1g2H−h由H=12gt2=12gx1+x2v22得:v2=x1+x2g2H由H−h=12gt2=12gx1v02和H=12gt2=12gx1+x2v02得:H−hH=x21x1+x221某天,小陈同学放学经过一座石拱桥,他在桥顶A处无意中把一颗小石子水平沿桥面向前踢出,他惊讶地发现小石子竟然几乎贴着桥面一直飞到桥的底端D处,但是又始终没有与桥面接触。
他一下子来了兴趣,跑上跑下量出了桥顶高OA=3.2m,桥顶到桥底的水平距离OD=6.4m。
这时小陈起一颗小石,在A 处,试着水平抛出小石头,欲击中桥面上两块石板的接缝B处(B点的正下方B′是OD的中点),小陈目测小石头抛出点离A点高度为1.65m,下列说法正确的是()A.石拱桥为圆弧形石拱桥B.小陈踢出的小石头速度约为6.4m/sC.小陈抛出的小石头速度约为4.6m/sD.先后两颗小石子在空中的运动时间之比为2:1二、平抛运动中的相遇问题平抛与自由落体相遇水平位移:l=vt空中相遇:t<2hg平抛与平抛相遇(1)若等高(h1=h2),两球同时抛;(2)若不等高(h1>h2)两球不同时抛,甲球先抛;(3)位移关系:x1+x2=L(1)A球先抛;(2)t A>t B;(3)v0A<v0B(1)A、B两球同时抛;(2)t A=t B;(3)v0A>v0B平抛与竖直上抛相遇(1)L=v1t;(2)12gt2+v2t−12gt2=h⇒t=hv2;(3)若在S2球上升时两球相遇,临界条件:t<v2g,即:hv2<v2g,解得:v2>gh;(4)若在S2球下降时两球相遇,临界条件:v2g<t< 2v2g,即v2g<hv2<2v2g,解得:gh2<v2<gh平抛与斜上抛相遇(1)v1t+v2cosθ⋅t=L;(2)12gt2+v2sinθt−12gt2=h⇒t=hv2sinθ;(3)若在S2球上升时两球相遇,临界条件:t<v 2sin θg ,即:hv 2sin θ<v 2sin θg ,解得:v 2>ghsin θ;(4)若在S 2球下降时两球相遇,临界条件:v 2sin θg <t <2v 2sin θg,即v 2sin θg <h v 2sin θ<2v 2sin θg ,解得:gh2sin θ<v 2<gh sin θ1如图所示,相距l 的两小球A 、B 位于同一高度h (l 、h 均为定值)。
类平抛运动8个公式
类平抛运动8个公式一、物体的位移公式在平抛运动中,物体的位移可以由以下公式表示:其中,Δx表示物体的位移,v0x表示物体的初始速度(即水平方向的速度),t表示物体运动的时间,a表示物体的加速度(在平抛运动中,a=-g,g为重力加速度)。
二、物体的速度公式在平抛运动中,物体的速度可以由以下公式表示:{公式2}其中,vx表示物体在水平方向上的速度,v0x表示物体的初始速度(即水平方向的速度),a表示物体的加速度(在平抛运动中,a=-g,g为重力加速度),t表示物体运动的时间。
三、物体的加速度公式在平抛运动中,物体的加速度为重力加速度,即a=-g,其中g的数值为9.8m/s²。
四、物体的飞行时间公式在平抛运动中,物体的飞行时间可以由以下公式表示:{公式3}其中,t表示物体的飞行时间,h表示物体的起始高度,g表示重力加速度。
五、物体的最大高度公式在平抛运动中,物体的最大高度可以由以下公式表示:{公式4}其中,hmax表示物体的最大高度,v0y表示物体的初始速度(即竖直方向的速度),t表示物体运动的时间,g表示重力加速度。
六、物体的落点公式在平抛运动中,物体的落点可以由以下公式表示:{公式5}其中,R表示物体的落点距离,v0x表示物体的初始速度(即水平方向的速度),v0y表示物体的初始速度(即竖直方向的速度),g表示重力加速度,θ表示物体的初射角度。
七、物体的初射角公式在平抛运动中,物体的初射角可以由以下公式表示:{公式6}其中,θ表示物体的初射角度,v0x表示物体的初始速度(即水平方向的速度),v0y表示物体的初始速度(即竖直方向的速度)。
八、物体的射程公式在平抛运动中,物体的射程可以由以下公式表示:{公式7}其中,R表示物体的射程,v0表示物体的初始速度,θ表示物体的初射角度,g表示重力加速度。
平抛于类平抛
平抛、类平抛复习一、平抛运动 平抛运动定义:将物体用一定的初速度眼水平方向抛出,不考虑空气阻力的作用,物体只在重力的作用下所做的运动,叫做平抛运动。
平抛运动特点:1、初速度为水平方向,只在竖直方向上受重力的作用,运动的轨迹为抛物线。
2、平抛运动可以看成两个运动的合成:水平方向的匀速直线运动竖直方向的自由落体运动平抛运动的各种规律:1、速度:gt v v v y x ==,0 合速度:22yx v v v +=方向:xy v v =θtan 0v gt =2、位移:2021,gt y t v x == 合位移:22y x s += 方向:02tan v gt x y ==δ 3、时间由下落的高度决定:gyt 2=4、重要推论:平抛物体任意时刻瞬时时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半。
证明:设时间t 内物体的水平位移为s ,竖直位移为h ,则末速度的水平分量v x =v 0=s/t ,而竖直分量v y =2h/t , sh v v 2tan xy ==α, 所以有2tan s h s =='α典型例题:1、(临界问题)已知网高H ,半场长L ,扣球点高h ,扣球点离网水平距离s 、求:水平扣球速度v 的取值范围。
解:设运动员以速度假设运动员用速度max v 扣球时,球刚好不会出界,用速度min v 扣球时,球刚好不触网,从图中数量关系可得:;2)(2/)(max h g s L g h s L v +=+=)(2)(2/min H h gsg H h s v -=-= 2、(临界问题)如图所示,长斜面OA 的倾角为θ,放在水平地面上,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离斜面的最大距离s 是多少?v解:为计算简便,本题也可不用常规方法来处理,而是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。
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空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g 取10m/s 2)【答案】AA. 28.8m 1.12 X lOn 3B. 28.8m 0.672 m 3C. 38.4m 1.29 X 伽3D . 38.4m0.776m 33.(多选)如图,轰炸机沿水平方向匀速飞行, 直击中山坡上的目标 A 。
已知A 点高度为h ,山坡倾角为0,由此可算出(到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹,并垂)A 轰炸机的飞行高度B 轰炸机的飞行速度C 炸弹的飞行时间D 炸弹投出时的动能4 •如图,战机在斜坡上方进行投弹演练。
战机水平匀速飞行,每隔相等 时间释放一颗炸弹,第一颗落在a 点,第二颗落在b 点。
斜坡上C 、两点与a 、b 共线,且ab=be=ed ,不计空气阻力。
第三颗炸弹将落在A . be 之间 B. e 点 C. ed 之间D . d 点平抛运动及类平抛运动y 轴沿竖直方向。
图中-画出了从y 轴上沿x 轴正向抛 其中 b 和e 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2.(安徽13)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是 0.28m 3/min ,水离开喷口时的速度大小为16j3m/s ,方向与水平面夹角为 60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则 .选择题D . b 的初速度比c 的大【答案】B 、D1.(多选)如图,x 轴在水平地面内,出的三个小球a 、b 和e 的运动轨迹,5. (12上海)如图,斜面上 a 、b 、c 三点等距,小球从 a 点正上方0点抛出,做初速为 v o 的平抛运动,恰落在 b 点。
若小球初速变为 V ,其落点位于C ,贝UB 在落地时的速度比 A 在落地时的大【答案】CD7. (14天津)如图所示,平行金属板A 、B 水平正对放置,分别带等量异号电荷。
一带点微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线 所示,那么C& (浙江15)如图所示,足球球门宽为 L , 一个球员在球门中心正前方距离球门 起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点)。
球员顶球点的高度为h 。
足球做平抛运动(足球可看做质点,忽略空气阻力)则、 ■ -'NW 讥 ygP球门线B .足球初速度的大小 v o =、/2^ (L 2/4+S 2) C.足球末速度的大小 v=、J 身(L 2/4+s 2)+4ghV 0< v <2v 0(B ) v=2v o (C ) 2v 0< v <3V 0(D) v>3v o6.(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球两球运动的最大高度相同。
空气阻力不计,则B 的加速度比A 的大 (B) B 的飞行时间比A 的长(C ) B 在最高点的速度比 A 在最高点的大A .若微粒带正电荷,则 A 板一定带正电荷B .微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加 C.微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加 D .微粒从 M 点运动到 N 点机械能一定增加s 处咼咼跃 A .足球位移大小 X =7L 2/4+ S 2A丄D .足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan 0=9.一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 L 1和L 2,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 发射速率v 在某范围内,通过选择合适的方向, v 的最大取值范围是 DB .(北京13)在实验操作前应该对实验进行适当的分析。
研究平抛运动的实验装置示意如图。
小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放, 并从斜槽末端水平飞出。
改变水平板的高度, 就改变了小球在板上落点的位置, 从而可描绘出小球的运动轨迹。
某同学设想小球先后 三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间就能使乒乓球落到球网右侧台面上, 则 c. 匕叵vJ 叵B 丄叵 2 ¥6h^V 6h4 N hL 1 G v 1 f 4L 1 L 2gDL 1|'gT 面v2、 6h4 N h10.(山东 14) 域abed ,水平边ab 长为s ,竖直边 和-q 的两粒子,由a 、e 两点先后沿 子不同时出现在电场中)如图,场强大小为。
不计重力。
E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区ad 长为h 。
质量均为 m 、带电量分别为 ab和ed 方向以速率v 。
进入矩形区(两 若两粒子轨迹恰好相切,则 A .s j 2qE2¥~mh11. 量依次为 E l 、 E 2、 E 3, 忽略空气阻力的影响,下面 分析正确的是BA . x 2 N X 3X2 ,E 1 E 2 E 3B . x 2 x ^ X3X2 , E 1 E 2 E 3C . X 2 X 1 X 3 X 2 , E 1 E 2 E 3D . X 2 X iX 3 X 2 ,E 1E 2E 3二 .实验题A . v v 1 { 4L ? L ; g 2\ 6h “L ; L 2 gV 6?—L i乂播网V 0等于1 2 3距。
若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为X I、X2、X3,机械能的变化三.计算题1.(重庆15)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如题8图所示的实验装置。
M 板和N 板。
M 板上部有一半径为 R 的1/4圆弧 P 为最高点,Q 为最低点,Q 点处的切线水平,距底板高为 Ho N 板上将质量为m 的小球从P 处静止释放,小球运动至 Q 飞出后无阻碍地I . (14安徽)图1是 研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画 出平抛小球的运动轨迹。
(1 )以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有 a .安装斜槽轨道,使其末端保持水平 b .每次小球释放的初始位置可以任意选择 C .每次小球应从同一高度由静止释放d .为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2 )实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点X 和竖直坐标 y ,图2中y-x 2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的O 为坐标原点,测量它们的水平坐标3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹, 在轨迹上任取三点 A 、B 、C ,测得A 、B 两点竖直坐标 y 1 (3 )图 的起点, 为5.0cm 、y 2为45.0cm , A 、B 两点水平间距 Ax 为40.0cm 。
则平抛 小球的初速度m/s ,若C 点的竖直坐标 y 3为60.0cm , m/s(结果保留两位有效数字,g 取10m/s 2)o则小球在 I. (1) ac(2) c (3) 2.04.0a 金X 2dO 为平抛C 点的速度V C落到底板上距Q水平距离为L处。
不考虑空气阻力,重力加速度为g O图中水平放置的底板上竖直地固定有形的粗糙轨道,固定有三个圆环。
通过各圆环中心,求:⑴距Q水平距离为L/2的圆环中心到底板的高度;⑵小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;⑶摩擦力对小球做的功。
⑴4H;⑵速度大小岳,压力大小mg(1扫,方向竖直向下⑶mg(4H R)2.(海南15)如图,位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。
已知h=2m,sR2m。
取重力加速度大小g=10m/s2。
⑴一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;⑵若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。
⑴r=0.25m ⑵2m/s ?Vx2(亦m/sX3x3.(安徽13)如图所示的平面直角坐标系 xoy ,在第I 象限内有平行于y 轴的匀强电场,方向沿y 正方向;在第W 象限的正三角形 abc 区P -V0|t a i:tO1 b ■KK B K b e ■ *E y(1)电场强度 E 的大小;(2)粒子到达 a 点时速度的大小和方向;2【答案】(1) mv02qh(2) J 2v 0方向指向第IV 象限与x 轴正方向成45°角4.(12大纲版)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线 形状。
此队员从山沟的竖直一侧,以速度 V 0沿水平方向跳向另一侧坡面。
如图所示,以沟底的0点为原点建立坐标系Oxy 。
已知,山沟竖直一侧的高度为 —-J2h ,坡面的抛物线方程为A,探险队员的质量为 m 。
人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为 g 。
(1) 求此人落到破面试的动能;域内有匀强电场,方向垂直于 xoy 平面向里,正三角形边长为L ,且ab 边与y 轴平行。
一质 量为m 、电荷量为q 的粒子,从y 轴上的p(o, h)点,以大小为v 0的速度沿x 轴正方向射入 电场,通过电场后从 x 轴上的a(2h,o)点进入第W 象限,又经过磁场从y 轴上的某点进入第川象限,且速度与 y 轴负方向成45。
角,不计粒子所受的重力。
求:2/{) r6.如图, 竖直线上, 轨道ABC 和ABD 为两个光滑固定轨道, A 、B E 在同一水平面上, CD 点距水平面的高度为 h , C 点的高度为2h , 一滑块从A 点以初速度v 0分别沿两 C 或D处后水平抛出。
D 、E 在同一(1)求滑块落到水平面时,落点与E 点间的距离S c 和 S D ;(2)为实现S C < S D , V 0应满足什么条件?130. (1)设抛出点高度为 y ,根据机械能守恒2 mv 02彳 ___________________________________=2 mv 2 + mgy ,平抛初速度 v =寸V o 2— 2gy ,落地时间t —0 n_2h满足y = |gt 2,所以,落地点离抛出点的水平距离s = vt =7v o 2 — 2gy,分(2) 此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?5.如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,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=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小 s=0.4m 。
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(1 )物块做平抛运动的初速度大小 V o ;(2)物块与转台间的动摩擦因数当转速达到莫2g=10m/s 求:6、Rf 4h / 2h别以y= 2h 和y= h 代入得:sc=p vo2— 4gh 十万,sD=p v o2-2gh , (2)由题意,s c< S D,有2 ( v o2—4gh)< V o2—2gh,所以v o2v 6gh,又滑块必须能到达C 点,即v c2= V o2 —4gh, v o2> 4gh,因此初速度应满足寸4gh < V o<76gh ,。