平抛和类平抛运动
高考物理常用模型十六:带电粒子在复合场中的运动

模型十六:带电粒子在复合场中的运动1、 电场中的类平抛运动⑴ 加速 20mv 21qEd qu W ===加 ①m 2qu v 0加=⑵ 偏转(类平抛)平行E 方向:加速度:dm qU m qE m F a 2偏=== ② 再加磁场不偏转时:d U q qE qB 0偏==v水平:l=v o t ③竖直:2t 21y a = ④ 结论:①不论粒子m 、q 如何,在同一电场中由静止加速后进入,飞出时侧移和偏转角相同。
②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O 点,粒子好象从中心点射出一样。
oo y v gt v v tg ==β o o 2v 2gt t v gt tg 21==α αβ2tg tg =(αβ分别为出场速度和水平面的夹角、进场到出场的偏转角) 2、 磁场中的圆周运动规律:qB mv R R v m qBv 2=⇒= (不能直接用) qBm 2v R 2T ππ== 1、 找圆心:①(圆心的确定)因f 洛一定指向圆心,f 洛⊥v 任意两个f 洛方向的指向交点为圆心;②任意一弦的中垂线一定过圆心;2、求半径(两个方面):①物理规律qBmv R R v m qBv 2=⇒= ②由轨迹图得出与半径R 有关的几何关系方程几何关系:速度的偏向角ϕ=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)α=2倍的弦切角θ相对的弦切角相等,相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出:关于半径的几何关系式去求。
3、求粒子的运动时间:偏向角(圆心角、回旋角)α=2倍的弦切角θ,即α=2θ)360(2)(0t 或回旋角圆心角π=×T4、圆周运动有关的对称规律:特别注意在文字中隐含着的临界条件a 、从同一边界射入的粒子,又从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。
b 、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出。
3、复合场中的特殊物理模型1.粒子速度选择器如图所示,粒子经加速电场后得到一定的速度v 0,进入正交的电场和磁场,受到的电场力与洛伦兹力方向相反,若使粒子沿直线从右边孔中出去,则有qv 0B =qE,v 0=E/B ,若v= v 0=E/B ,粒子做直线运动,与粒子电量、电性、质量无关 若v <E/B ,电场力大,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,动能增加.若v >E/B ,洛伦兹力大,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少.2.磁流体发电机如图所示,由燃烧室O 燃烧电离成的正、负离子(等离子体)以高速。
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。
高中物理平抛运动类平抛运动课件

斜面上的平抛运动通常包括两种情况,一是平抛运动与斜面 垂直,二是平抛运动与斜面平行。对于第一种情况,需要分 别对平抛运动和斜面上的运动进行分析,对于第二种情况, 则可以将两者运动结合起来分析。
平抛运动与电场结合问题
总结词
平抛运动与电场的结合问题通常考察学生的力学和电场知识,需要学生对物体受力情况和电场性质有深入的理解 。
知识点
平抛运动的规律、重力加速度对运动的影响、空气阻力对运动的影响。
球类运动中的平抛运动
总结词
通过球类运动中的平抛运动实例,掌握平抛运动的规律和计算方法。
详细描述
在球类运动中,经常涉及到平抛运动的问题。例如,篮球投篮、足球射门等。这些运动中 的平抛运动涉及到抛物线轨迹、时间和速度的计算等知识点。通过对这些实例的分析,可 以更好地掌握平抛运动的规律和计算方法。
高中物理平抛运动类平抛运 动课件
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目录
• 平抛运动的基本概念 • 平抛运动的规律 • 平抛运动的实例分析 • 平抛运动的实验研究 • 平抛运动的规律应用及解题方法 • 平抛运动的拓展学习
01
平抛运动的基本概念
平抛运动的定义
平抛运动是指物体以一定的初 速度沿水平方向抛出,仅在重
2. 将小球放置在斜面的起点处;
利用斜面和滑轮进行实验
3. 打开电源开关,使 小球从斜面释放,经 过滑轮后抛出;
5. 重复实验,改变小 球释放的高度和角度 ,观察并记录运动轨 迹的变化。
4. 观察并记录小球的 运动轨迹;
利用喷泉进行实验
实验目的
通过喷泉装置的演示,使学生了解平 抛运动的规律和特点,掌握平抛运动 的基本规律。
要点二
详细描述
类平抛运动知识点总结

类平抛运动知识点总结一、什么是类平抛运动类平抛运动是物理学中的一个基本概念,指的是在一个水平面上,物体在不受外力作用的情况下,以一定的初速度进行抛射运动。
在这种运动中,物体受到重力的作用,因此沿抛射方向逐渐减速,最终在竖直方向上受到重力作用而下落。
二、类平抛运动的特点1.抛体的初速度只有水平分量,没有竖直分量。
2.抛体在水平方向上匀速运动。
3.抛体在竖直方向上受到重力的作用而匀加速运动。
4.抛体的运动轨迹是一个抛物线。
三、类平抛运动的重要公式1.位移公式:水平方向的位移可以通过初速度和时间计算,公式为:s = vxt。
2.时间公式:在竖直方向上,抛体的运动时间可以通过初速度和重力加速度计算,公式为:t = vy/g。
3.竖直方向的位移公式:抛体的竖直位移可以通过初速度、时间和重力加速度计算,公式为:h = vyt - 0.5gt^2。
4.到达最高点的时间:物体抛出后,经过的时间到达最大高度,公式为:t =vy/g。
5.最大高度公式:最大高度可以通过抛体的初速度和重力加速度计算,公式为:h = (vy^2)/(2g)。
四、类平抛运动的实际应用1.抛体运动的最佳角度:在特定速度下,抛体达到最远的距离时,抛射角度为45度。
这个角度被称为最佳角度,常用于投掷比赛中。
2.火炮的发射原理:火炮发射炮弹的原理就是利用类平抛运动,通过适当的抛射角度和初速度,使炮弹达到预定的目标。
3.投掷运动的分析:如何使手中的物体投掷得更远是一个重要的物理问题,通过对类平抛运动的分析,可以选择合适的力度和角度来最大化投掷距离。
4.炮弹的飞行轨迹:炮弹发射后的飞行轨迹可以看作是一条抛物线,研究抛物线的几何性质对于军事火力控制和导弹弹道设计具有重要意义。
五、类平抛运动与自由落体运动的比较类平抛运动与自由落体运动都是常见的物理运动,它们有以下几点区别: 1. 初速度方向:类平抛运动的初速度只有水平分量,没有竖直分量;而自由落体运动的初速度只有竖直分量,没有水平分量。
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。
2023届高考物理一轮复习学案 4.2 抛体运动

第2节抛体运动学案基础知识: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所做的运动。
2.性质加速度为g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
3.条件:v0≠0,沿水平方向;只受重力作用。
二、平抛运动的基本规律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(1)位移关系(2)速度关系三、斜抛运动1.定义:将物体以初速度v0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。
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:匀变速直线运动。
4.基本规律(以斜上抛运动为例,如图所示)(1)水平方向:v0x=v0cos θ,F合x=0;(2)竖直方向:v0y=v0sin θ,F合y=mg。
考点一平抛运动的规律及应用[典例1]在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出,不计空气阻力,则小球在随后的运动中()A.速度和加速度的方向都在不断改变B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小C.在相等的时间间隔内,速率的改变量相等D.在相等的时间间隔内,动能的改变量相等[典例2](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gt tan θB.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C.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位移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(合位移)、分速度(分位移)及其方向间的关系,通过速度(位移)的矢量三角形求解未知量。
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。
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
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。
抛体运动

抛体运动知识梳理1.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,叫平抛运动.(2)性质:平抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.2.平抛运动的规律以抛出点为原点,以水平方向(初速度v0方向)为x轴,以竖直向下的方向为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:vx=v0,位移:x=v0t.(2)竖直方向:做自由落体运动,速度:vy=gt,位移:y=gt2(3)合速度:v=,方向与水平方向的夹角为θ,则tan θ==.(4)合位移:s=,方向与水平方向的夹角为α,tan α==.3.斜抛运动(1)定义:将物体以一定的初速度沿斜向上或斜向下抛出,物体仅在重力的作用下所做的运动,叫做斜抛运动.(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,如图所示)①水平方向:v0x=v0cos_θ,F合x=0.②竖直方向:v0y=v0sin_θ,F合y=mg.1.对平抛运动规律的理解(1)飞行时间:由t=知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关.(2)水平射程:x=v0t=v0,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 t==,以θ表示落地速度与x轴正方向的夹角,有tan θ==,所以落地速度也只与初速度v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.2.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,设其速度方向与水平方向的夹角为α,位移方向与水平方向的夹角为θ,则tan α=2tan θ.3.斜面上的平抛运动问题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:水平:v x=v0竖直:v y=gt合速度:v=分解速度,构建速度三角形水平:x=v0t竖直:y=gt2合位移:s=分解位移,构建位移三角形4.常见平抛运动模型运动时间的计算方法(1)在水平地面正上方h处平抛:由h=gt2知t=,即t由高度h决定.(2)在半圆内的平抛运动(如图),由半径和几何关系制约时间t:h=gt2R±=v0t联立两方程可求t.(3)斜面上的平抛问题(如图):①顺着斜面平抛方法:分解位移x=v0ty=gt2tanθ=可求得t=②对着斜面平抛(如图)方法:分解速度v x=v0v y=gttanθ==可求得t=(4)对着竖直墙壁平抛(如图)水平初速度v0不同时,虽然落点不同,但水平位移d相同.t=5.类平抛问题模型的分析方法类平抛运动在高考中常被考到,特别是带电粒子在电场中偏转时的类平抛运动考查到的概率很大.(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v0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=.(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v0分解为v x、v y,然后分别在x、y方向列方程求解.四、典型例题1.(原创题)静止的城市绿化洒水车,由横截面积为S的水龙头喷嘴水平喷出水流,水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t,水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ,忽略空气阻力(重力加速度g取10 m/s2),以下说法正确的是( )A.水流射出喷嘴的速度大小为gttanθB.空中水柱的水量为C.水流落地时位移大小为D.水流落地时的速度大小为2gtcos θ【答案】B【解析】根据题意可得tan θ=,由平抛运动规律得y=gt2,x=vt,联立解得水流射出喷嘴的速度大小为v=,选项A错误;由V=Svt得空中水柱的水量V=,选项B正确;水流落地时位移大小为s==,选项C错误;水流落地时的速度大小为=gt,选项D错误.2.第22届冬季奥林匹克运动会于2014年2月7日至2月23日在俄罗斯索契市举行.跳台滑雪是比赛项目之一,利用自然山形建成的跳台进行,某运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图所示,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则( )A.如果v0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,速度方向也不同B.如果v0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,但速度方向相同C.运动员在空中经历的时间是D.运动员落到雪坡时的速度大小时【答案】BC【解析】运动员落到雪坡上时,初速度越大,落点越远;位移与水平方向的夹角为θ,速度与水平方向的夹角为α,则有tan α=2tan θ,所以初速度不同时,落点不同,但速度方向与水平方向的夹角相同,故选项A错误,B正确;由平抛运动规律可知x=v0t,y=gt2且tan θ=,可解得t=,故选项C正确;运动员落到雪坡时,速度v==v0,故选项D错误.3.如图所示,小球a从倾角为θ=60°的固定粗糙斜面顶端以速度v1沿斜面恰好匀速下滑,同时将另一小球b在斜面底端正上方与a球等高处以速度v2水平抛出,两球恰在斜面中点P 相遇,则下列说法正确的是( )A.v1∶v2=2∶1B.v1∶v2=1∶1C.若小球b以2v2水平抛出,则两小球仍能相遇D.若小球b以2v2水平抛出,则b球落在斜面上时,a球在b球的下方【答案】AD【解析】两球恰在斜面中点P相遇,则在水平方向上它们的位移相同,即v2t=v1tcos 60°,得v1∶v2=2∶1,A正确,B错误;若小球b以2v2水平抛出,a球竖直方向上的分速度不变,b球竖直方向做自由落体运动不变,若还能相遇,则仍然在P点相遇,但b的水平初速度变为2v2,水平方向相遇点会向左移动,所以两小球不能再相遇,C错误;小球a、b原来在P 点相遇,b球竖直方向的平均速度等于v1sin θ,b球的水平速度变为2v2,小球b会落在P 点上方,在这段时间里,a球在竖直方向的速度会大于b球在竖直方向做自由落体运动的平均速度,则b球落在斜面上时,a球在b球的下方,D正确.4.如图所示,在竖直放置的半圆形容器的中心O点分别以水平初速度v1、v2抛出两个小球(可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A点和B点,已知OA与OB互相垂直,且OA与竖直方向成α角,则两小球初速度之比为( )A.tan αB.cosαC.tan αD.cosα【答案】C【解析】两小球被抛出后都做平抛运动,设容器半径为R,两小球运动时间分别为t1、t2,对A球:Rsinα=v1t1,Rcosα=;对B球:Rcosα=v2t2,Rsinα=,解四式可得:=tan α,C项正确.5.如图所示,在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球,经t1时间落到斜面上B点处,若在A 点将此小球以速度0.5v水平抛出,经t2时间落到斜面上的C点处,以下判断正确的是( )A.AB∶AC=2∶1 B.AB∶AC=4∶1C.t1∶t2=4∶1 D.t1∶t2=∶1【答案】B【解析】由平抛运动规律有:x=v0t,y=gt2,则tan θ==,将两次实验数据均代入上式,联立解得t1∶t2=2∶1,C、D项均错.它们竖直位移之比y B∶y C=g∶g=4∶1,所以AB∶AC=∶=4∶1,故A错误,B正确.6.如图所示,B为竖直圆轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α.一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛,恰好沿B点的切线方向进入圆轨道.已知重力加速度为g,则A、B之间的水平距离为( )A. B.C. D.【答案】A【解析】设小球到B点时其速度为v,如图所示,在B点分解其速度可知:v x=v0,v y=v0tan α,又知小球在竖直方向做自由落体运动,则有v y=gt,联立得:t=,A、B之间的水平距离为x AB=v0t=,所以只有A项正确.7.水平抛出的小球,t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1,t+t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2,忽略空气阻力,重力加速度为g,则小球初速度的大小为( )A.gt0(cos θ1-cos θ2) B.C.gt0(tan θ1-tan θ2) D.【答案】D【解析】将t秒末和t+t0秒末的速度分解如图所示,则tan θ1=,tan θ2=,又v y2=v y1+gt0,解得v0=,故D正确.8.(多选)某物理兴趣小组成员为了探究平抛运动规律,他们把频闪仪器A、B分别安装在如图甲所示的位置,图乙是实验得到的频闪照片,其中O为抛出点,P为运动轨迹上某点,测得图乙(a)中OP距离为20 cm,(b)中OP距离为10 cm.则( )A.图乙中,摄像头A所拍摄的频闪照片为(a)B.物体运动到P点的时间为0.2 sC.平抛物体的初速度大小为0.5 m/sD.物体在P点的速度大小为2 m/s【答案】BC【解析】由于摄像头A拍摄的是小球沿水平方向做匀速直线运动的轨迹,摄像头B拍摄的是小球沿竖直方向做自由落体运动的轨迹,所以图乙中,摄像头A所拍摄的频闪照片为(b),选项A错误;图乙(a)中OP距离为20 cm,根据h=gt2,解得t=0.2 s,选项B正确;由(b)中OP距离为10 cm,有s=v0t,解得平抛物体的初速度大小为v0=0.5 m/s,选项C正确;物体在P点的竖直分速度大小为v y=gt=2 m/s,则在P点的速度大小为v==m/s,选项D错误.9.如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体,物体A以v1=6 m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出,如果当A 上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看做质点,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;(2)物体B抛出时的初速度v2;(3)物体A、B间初始位置的高度差h.【答案】(1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m【解析】(1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得mgsinθ=ma代入数据得:a=6 m/s2经过t时间B物体击中A物体,由运动学公式有0=v1-at,代入数据得:t=1 s(2)平抛物体B的水平位移:x=v1tcos 37°=2.4 m物体B抛出时的初速度:v2==2.4 m/s(3)物体A、B间初始位置的高度差:h=v1tsin 37°+gt2=6.8 m10.某电视台娱乐节目,要求选手要从较高的平台上以水平速度v0跃出后,落在水平传送带上,已知平台与传送带高度差H=1.8 m,水池宽度s0=1.2 m,传送带A、B间的距离L0=20.85 m,由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过一个Δt =0.5 s反应时间后,立刻以a=2 m/s2、方向向右的加速度跑至传送带最右端.(1)若传送带静止,选手以v0=3 m/s水平速度从平台跃出,求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间;(2)若传送带以u=1 m/s的恒定速度向左运动,选手若要能到达传送带右端,则从高台上跃出的水平速度v1至少多大.【答案】(1)5.6 s (2)3.25 m/s【解析】(1)选手离开平台做平抛运动,则:H=t1==0.6 sx1=v0t1=1.8 m选手在传送带上做匀加速直线运动,则:L0-(x1-s0)=t2=4.5 st=t1+t2+Δt=5.6 s(2)选手以水平速度v1跃出落到传送带上,先向左匀速运动后再向左匀减速运动,刚好不从传送带上掉下时水平速度v1最小,则:v1t1-s0=uΔt+解得:v1=3.25 m/s11.(2015·四川成都外国语学校月考)如图所示,在距水平地面高为H的上空有一架飞机在进行投弹训练,飞机沿水平方向做匀加速直线运动.当飞机飞经观察点B点正上方A点时落下第一颗炸弹,当炸弹落在观察点B正前方L处的C点时,飞机落下第二颗炸弹,它最终落在距观察点B正前方3L处的D点(空气阻力不计,重力加速度为g).求:(1)飞机第一次投弹的速度大小;(2)两次投弹时间间隔内飞机飞行的距离;(3)飞机水平飞行的加速度大小.【答案】(1)L(2)L (3)【解析】(1)根据H=gt2,L=v1t,飞机第一次投弹的速度大小v1=L.(2)设两次投弹时间间隔内飞机飞行的距离为x,则3L-x=(v1+at)t,x=v1t+at2,联立两式,解得,x=L.两次投弹时间间隔内飞机飞行的距离为L.(3)已知飞机第一次投弹的速度大小为v1=L,经过时间t=,飞机飞行的位移为x=L,可求出,中间时刻的瞬时速度大小为v===,在水平飞行的加速度大小为:a==.12.如图所示的光滑斜面长为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v0;(3)物块离开Q点时速度的大小v.【答案】(1)(2)b(3)【解析】(1)沿斜面向下的方向有mgsinθ=ma,l=at2联立解得t=.(2)沿水平方向有b=v0tv0==b.(3)物块离开Q点时的速度大小v==.五、针对训练1.如图所示,在高处以初速度v1水平抛出一个带刺飞镖,在离开抛出点水平距离l、2l处分别有A、B两个小气球以速度v2匀速上升,先后被飞镖刺破(认为飞镖质量很大,刺破气球后不会改变其平抛运动的轨迹).则下列判断正确的是( )A.飞镖刺破A气球时,飞镖的速度大小为v A=B.飞镖刺破A气球时,飞镖的速度大小为v A=C.A,B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为+D.A,B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为【答案】BC【解析】飞镖刺破A气球时所经历的时间t=,此时飞镖竖直方向的分速度v y=gt=,所以飞镖的速度v==,选项A错误,B正确;飞镖从刺破A到刺破B所经历的时间t′=,此时气球上升的高度h1=v2t′,飞镖下降的高度h2=v y t′+gt′2,两气球在上升的过程中高度差不变,h=h2+h1=+,选项C正确,D错误.2.如图所示是乒乓球发射器示意图,发射口距桌面高度为0.45 m,假定乒乓球水平射出,落在桌面上与发射口水平距离为2.4 m的P点,飞行过程中未触网,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则( )A.球下落的加速度逐渐变大B.球从发射口到桌面的时间为0.3 sC.球从发射口射出后速度不变D.球从发射口射出的速率为8 m/s【答案】BD【解析】不计空气阻力,球下落的加速度为g,A错误;由h=gt2得:t==0.3 s,B正确;由x=v0t解得球的初速度v0=8 m/s,D正确;球的速度v=,随t逐渐增大,C错误.3.如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处时其速度方向恰好沿斜面方向,然后沿斜面无摩擦滑下,下列选项中的图象描述的是物体沿x方向和y方向运动的速度-时间图象,其中正确的是( )【答案】C【解析】0~t P段,水平方向:v x=v0恒定不变;竖直方向:v y=gt;t P~t Q段,水平方向:v x=v0+a水平t,竖直方向:v y=v Py+a竖直t(a竖直<g),因此选项A、B、D均错误,C正确.4.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,则( )A.t a>t b,v a<v bB.t a>t b,v a>v bC.t a<t b,v a<v bD.t a<t b,v a>v b【答案】A【解析】由平抛运动规律可知:h=gt2,x=v0t,根据题中条件,因为h a>h b,所以t a>t b,又因为x a=x b,故v a<v b.5.如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t为(重力加速度为g)( )A.v0tanθB.C.D.【答案】D【解析】如图所示,要使小球到达斜面的位移最小,则小球落点与抛出点的连线应与斜面垂直,所以有tan θ=,而x=v0t,y=gt2,解得t=.6.如下图所示,一长为L的木板,倾斜放置,倾角为45°,现有一弹性小球,从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,速度方向与木板的夹角相等,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.L B.LC.L D.L【答案】D【解析】设小球释放点距木板上端的水平距离为h,由于θ=45°,则下落高度为h,根据自由落体运动规律,末速度v=,也就是平抛运动的初速度,设平抛运动的水平位移和竖直位移分别为x和y,因θ=45°,所以x=y,由平抛运动规律得x=vt,y=gt2,联立解得x=4h,由题意可知(x+h)=L,解得h=L,D正确.7.一个小球从一斜面顶端分别以v10、v20、v30水平抛出,分别落在斜面上1、2、3点,如图所示,落到斜面时竖直分速度分别是v1y、v2y、v3y,则( )A.>>B.<<C.==D.条件不足,无法比较【答案】C【解析】设小球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为α,由tan α=====2tan θ,所以==,选项C正确.8.甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲、乙两球分别以v1、v2的初速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( )A.同时抛出:且v1<v2B.甲比乙后抛出,且v1>v2C.甲比乙早抛出,且v1>v2D.甲比乙早抛出,且v1<v2【答案】D【解析】两球竖直方向均做自由落体运动,要相遇,甲竖直位移比乙大,甲应早抛;甲早抛乙晚抛,要使两球水平位移相等,乙速度必须比甲大.9.(2015·德州模拟)人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,下图中能表示出速度矢量的演变过程的是( )【答案】C【解析】小球做平抛运动,只受重力作用,运动加速度方向竖直向下,所以速度变化的方向竖直向下,C正确.10.【2014·山东卷】如图,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域,水平边长为,竖直边长为。
类平抛运动的概念

类平抛运动的概念
“平抛”运动是施加动能于物体使其运动的一种方式,也是最基本的力学运动类型之一。
它涉及将物体抛出后物体的轨迹,反映了物体的运动规律。
“平抛”运动的概念会通过加速度、分动量、转动角速度等定义,并可以借助下落时间、反弹率和旋转率来衡量运动的效果。
这里的动能(机械能)的类型,可以分为内能(内力学能)和外能(外力学能),在“平抛”运动中,多为外力学能,由旋转机制来发挥作用。
“平抛”运动是定向运动,由运动起点和运动终点来定义,并且会改变物体的重心,从而改变其轨迹。
由于物体受到重力作用而产生的纵向加速度,物体的下落速度会越来越快,因此,下落距离也就越来越长。
如果物体投射角度和力度适当,会有最长运动距离,从而使用最少的力就能达到最远距离。
通常,“平抛”运动的计算会比较复杂,因为需要考虑到以上多个因素,并且它可能会与其他力学系统相互影响。
对“平抛”运动的准确理解会有助于更好地解决力学问题。
因此,要掌握“平抛”运动的概念,还是很有必要的。
课后网 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.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 =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,下列说法正确的是( )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,下列说法正确的是 ( )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 ,则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 ,则v 0越大,落地速度越大,故D 正确. 考点一 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,则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图所示,忽略空气阻力,则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,已知当地的重力加速度g=10 m/s2,则小球的初速度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,如图所示.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,一名跳台滑雪运动员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.已知O 点是斜坡 的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量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)运动员离开O 点时的速度大小;(3)运动员从O 点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间.解析 (1)运动员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)设运动员离开O 点时的速度为v 0,运动员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 运动员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,运动员离斜坡距离最远,有 v 0sin 37°=g cos 37°·t ,解得t =1.5 s解法二 当运动员的速度方向平行于斜坡或与水平方向成37°角时,运动员与斜坡距离最远,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、如图所示是倾角为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,则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 若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,如图所示,小球做平抛运动,设运动时间为t 1. 则小球的水平位移: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. 若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,则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,若飞机 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,则有l =v 0t 竖直方向上飞机加速度恒定,则有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如图所示,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、如图所示的光滑斜面长为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.(2012·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,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.(2012·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,则( )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 在第一次落地前若不碰,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 ,若第一次落地前相碰,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,故选项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,若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,则 ⎩⎪⎨⎪⎧h 1+h 2=12gt 2l 1+l 2=v 0t t =2(h 1+h 2)g= 2×(0.8+2.4)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 ,则 ⎩⎪⎨⎪⎧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。
类平抛运动知识分享

类平抛运动类平抛运动类平抛运动与平抛运动的运动规律相同,所以处理方法也是分解成两个相互垂直方向上的分运动,不同之处是匀变速直线运动的加速度应根椐题设具体情况确定.一、竖直平面内的类平抛运动例1、质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若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,求:飞机受到的升力大小.解析:飞机起飞的过程中,水平方向做匀速直线运动,竖直向上做初速度为零的匀加速直线运动,属于类平抛运动,轨迹如图1所示,可以用平抛运动的研究方法来求解.飞机在水平方向上做匀速直线运动,则运动l所用时间为。
飞机水平运动l与竖直上升h用时相同,而飞机竖直向上做初速度为零的匀加速直线运动。
据可得由牛顿第二定律得飞机受到的升力大小为二、倾斜平面内的类平抛运动例2、如图2所示,光滑斜面长为a,宽为b,倾角为θ.一物体从斜面上方P点水平面射入,而从斜面下方顶点Q离开斜面,求入射初速度.解析:物体在斜面上只受重力和支持力,合外力为mgsinθ.由牛顿第二定律可得物体运动的加速度为gsinθ.方向沿斜面向下,由于初速度方向与加速度方向垂直,故物体在斜面上做类平抛运动,在水平面方向上以初速度做匀速运动,沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动.在水平方位移为沿斜面下位移为则三、水平面内的类平抛运动例3、在光滑水平面上,一个质量为2kg的物体从静止开始运动,在前5s受到一个正东方向大小为4N的水平恒力作用,从第5s末开始改受正北方向大小为2N的水平面恒力作用了10s,求物体在15s末的速度及位置?解析:设起始点为坐标原点O,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向建立直角坐标系xOy,物体在前5s内由坐标原点起向东沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度为,方向沿x轴正向,5s内物体沿x轴方向的位移为,到达P点,5s末速度为。
第二讲:平抛运动解析版

第二讲:平抛运动一、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. 4.基本规律如图,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)位移关系(2)速度关系(3)轨迹方程:h =g2v 02x 25.基本应用例题、如图所示,x 轴在水平地面上,y 轴在竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正方向水平抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹.不计空气阻力,下列说法正确的是( )A .a 和b 的初速度大小之比为2∶1B .a 和b 在空中运动的时间之比为(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 02hg,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 x 2+v y 2=v 02+2gh ,以θ表示落地速度与水平正方向的夹角,有tan θ=v y v x=2ghv 0,落地速度与初速度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 是相同的,方向恒为竖直向下,如图所示.(5)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例题、如图甲所示是网球发球机,某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度,然后向竖直墙面发射网球.假定网球均水平射出,某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°,若不考虑空气阻力,则( )A.两次发射的初速度大小之比为3∶1定通过此时水平位移的中点,如图所示,即x B =x A2.推导:⎭⎪⎬⎪⎫tan θ=y Ax A -x Btan θ=v yv 0=2y Ax A→x B=x A2①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=gtv 0tan α=y x =gt 2v 0→tan θ=2tan α二、与斜面结合的平抛运动1.顺着斜面平抛(如图)方法:分解位移.x =v 0t ,y =12gt 2,tan θ=y x,可求得t =2v 0tan θg.2.对着斜面平抛(垂直打到斜面,如图) 方法:分解速度.v x =v 0, v y =gt ,tan θ=v x v y =v 0gt,可求得t =v 0g tan θ.三、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.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:匀变速直线运动.例题、某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程( )4.基本规律(以斜上抛运动为例,如图所示)(1)水平方向:v 0x =v 0cos θ,F 合x =0;做匀速直线运动,v 0x =v 0cos θ,x =v 0tcos θ. (2)竖直方向:v 0y =v 0sin θ,F 合y =mg .做竖直上抛运动,v 0y =v 0sin θ,y =v 0tsin θ-12gt2四、类平抛运动1.类平抛运动物体受到与初速度垂直的恒定的合外力作用时,其轨迹与平抛运动相似,称为类平抛运动.类平抛运动的受力特点是物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直.2.类平抛运动问题的求解技巧(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 方向上列方程求解.针对训练题型1:平抛运动性质例题、如图所示的光滑斜面ABCD 是边长为l 的正方形,倾角为30°,一物块(视为质点)沿斜面左上方顶点A 以平行于AB 边的初速度v 0水平射入,到达底边CD 中点E ,则( )A .初速度2glB .初速度4glC .物块由A 点运动到E 点所用的时间2lt g= D .物块由A 点运动到E 点所用的时间lt g=1.关于平抛运动的性质,以下说法中正确的是()A.变加速运动B.匀变速运动C.匀速率曲线运动D.不可能是两个直线运动的合运动【解答】解:A、平抛运动是匀变速曲线运动,速率不断增加。
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高考热点专题——平抛和类平抛运动当物体初速度水平且仅受重力作用时的运动,被称为平抛运动。
其轨迹为抛物线,性质为匀变速曲线运动。
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这两个分运动。
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。
平抛运动是日常生活中常见的运动,并且这部分知识还常与电学知识相联系,以解决带电粒子在电场中的运动问题,因此,多年来,平抛运动一直是高考的热点,今后,将仍然是高考的热点。
用分解平抛运动的方法解决带电粒子在电场中的运动,以及将实际物体的运动抽象成平抛运动模型并做相应求解,将是高考的必然趋势。
一、正确理解平抛运动的性质(一)从运动学的角度分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,以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建立xOy坐标,如图所示:则水平方向和竖直方向的分运动分别为水平方向竖直方向平抛物体在时间t内的位移s可由③⑥两式推得位移的方向与水平方向的夹角由下式决定平抛物体经时间t时的瞬时速度v可由②⑤两式推得tv 速度的方向与水平方向的夹角可由下式决定t(二)从动力学的角度分析对于平抛运动的物体只受重力作用,尽管其速度大小和方向时刻在改变,但其运动的加速度却恒为重力加速度g,因而平抛运动是一种匀变速曲线运动。
平抛运动中,由于仅有重力对物体做功,因而若把此物体和地球看作一个系统,则在运动过程中,系统每时每刻都遵循机械能守恒定律。
应用机械能守恒定律分析、处理此类问题,往往比单用运动学公式方便、简单得多。
二、平抛运动的几个重要问题(1)平抛物体运动的轨迹:抛物线,可得到平抛运动的轨迹方程为。
由③⑥两式,消去t可见,平抛物体运动的轨迹是一条抛物线。
(2)一个有用的推论: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:设物体被抛出后ts末时刻,物体的位置为P,其坐标为x(ts内的水平位移)和y tt(ts内的下落高度);ts末的速度v的坐标分量为v、v,将v速度反向延长交x轴于x',如txyt图:则,即由几何关系可知:,∴。
整理得:可见,平抛运动物体某时刻的速度反向延长线交x轴坐标值为此时Ox方向位移的一半。
(3)因平抛运动在竖直方向是匀变速直线运动,所以适合于研究匀变速运动的公式,如,等同样也适用于研究平抛运动竖直方向的运动特点,这一点在研究平抛物体运2Δs=aT动的实验中用得较多。
(4)类平抛运动:凡具有合外力恒定且合外力垂直于初速度特征的曲线运动叫类平抛运动。
此物体所做的运动可看成是某一方向的匀速直线运动和垂直此方向的匀加速直线运动,这类运动在电场中会涉及,处理方法与平抛运动类似。
典例剖析:1.考查对平抛运动概念的理解与运用能力方法:解决平抛运动的关键在于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,要特别注意分运动的独立性以及合运动与分运动的等时性。
解决平抛运动问题常常以竖直分运动为突破口。
【例1】在高度为h的同一位置上向水平方向同时抛出两个小球A和B,若A球的初速度v大于B球的初速度v,则下列说法正确的是()BA A.A球落地时间小于B球落地时间球的水平位移B球的水平位移总是大于A.在飞行过程中的任一段时间内,BC.若两球在飞行中遇到一堵竖直的墙,A球击中墙的高度总是大于B球击中墙的高度D.在空中飞行的任意时刻A球的速率总是大于B球的速率【答案】B、C、D【解析】平抛的高度决定平抛运动的时间,由于两球的抛出点相同(即高度相同),故从抛出到落地所用时间相同,选项A错误。
由于水平位移x=vt,所以在相同的任意一段时间内,水平初速度较大的球水平位移较大,0选项B正确。
若两球均能撞上同一竖直墙,则它们的水平位移相等,由x=vt可知,初速度较大的球所用0时间较短,而高度决定时间,所以A球撞墙点较高,选项C正确。
两球在空中飞行时的任意时刻,速度的竖直分量均相等,水平分量与初速度相同;由于A球的初速度较大,故其合速度较大,实际速率也较大,选项D正确。
综上所述,该题的正确答案为B、C、D。
请思考:该题中的A、B两球的轨迹曲线重合吗?两球落在同一水平地面上时的着地点重合吗?【例2】如图所示,以v=10 m / s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在0)的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是(30°为θ倾角.. C D.2sA. B .【答案】C【解析】物体做平抛运动,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,当物体落到斜面上时,其竖直分速度v=gt,水平分速度仍为v,其合速度与斜面垂直,由图可01知,tanθ=v/ gt 0正确。
故选项C【点评】平抛运动知识与斜面三角形综合应用,找出其间的关系,问题迎刃而解。
【例3】如图所示,一高度为h=0.2 m的水平面在A点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以v=5m / s的速度在平面上向右运动,求小球从A点运动到地面所需的时间(平面与斜面0均光滑,取g=10 m / s)。
2某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则,由此可求得落。
问:地的时间t你同意上述解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由,并求出你认为正确的结果。
0.2 s 【答案】不同意该同学的解法,正确答案为【解析】由于小球开始在水平面上运动,离开A点时小球将做平抛运动,而不会沿斜面下滑,在运动到地面之前小球是否经历斜面,要看以下条件:小球平抛到地面的水平距离为。
斜面底宽因为s>d,所以小球离开A点后不会落到斜面上,因此落地时间即为平抛运动所需的时间。
即。
【点评】本题考查的是平抛运动的知识,但题型新颖,且对考生有“误导”的作用。
在考查学生应用基本知识解决实际问题的分析判断能力方面,不失为一个好题。
判断出小球离开A点做什么运动是解决本题的关键。
【例4】在研究平抛物体运动的实验中,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v=________(用L、g表示),其值是________(取g=9.8 m / s)。
0【解析】分析图中a、b、c、d四点的位置关系,可以看出水平方向四点均等间隔,可见时间间隔也是相等的。
但从竖直方向看a、b、c、d四点之间的间隔比为1:2:3,并不是1:3:5,这说明a点不是起始点。
由于平抛运动在竖直方向上是匀变速直线运动,因此它将满足关系又因为△s=L=1.25cm,,所以可以得出。
在平抛运动中,,所以因为-210L=1.25 cm=1.25×代入数据(注意化单位。
),解得m【误区点津】此题为容易出现错解的问题。
很多学生对本题不加分析,错误地认为a点是小球平抛运动的初始位置,从而得出的错误答案。
有的学生注意到了小球在竖直方向上的分运动,在连续相等的时间内其位移之比不为1∶3∶5∶7……,知道a点不是抛出点,但却错误地认为题中给出(由图中看出)的y∶y∶y=1∶2∶3不符合匀加速直线运动的规律,怀321疑题目的正确性,就此搁浅。
其实,去掉从初速为0起的第一个T秒内的竖直方向y上的投影,易得出。
Δs=2L-L有【点评】克服思维定势,将纸带计算公式迁移至此,不必考虑a点是否为抛出点,其竖直方向的运动规律点满足,问题也就迎刃而解。
从本题看,平时学习一定要注意加强知识的迁移和拓展的训练。
【例5】一固定斜面ABC,倾角为θ,高AC=h,如图所示,在顶点A以某一初速度水平抛出一小球,恰好落在B点,空气阻力不计,试求自抛出起经多长时间小球离斜面最远?【解析】解法一如图所示,小球的瞬时速度v与斜面平行时,小球离斜面最远t时间为DAD设此点为,由到,则1.v=gt,v=vtanθ;01yy。
①,。
的时间为t ,则设小球由A到B,②消去tv由①②式消去,得。
tanθ0解法二沿斜面和垂直于斜面建立坐标系如图所示,分解v和加速度g,这样沿y轴方向0的分运动是初速度为v、加速度为g的匀减速直线运动,沿x轴方向的分运动是初速度为v,xyy加速度为g的匀加速度直线运动,当v=0时小球离斜面最远,经历时间为t,当y=0时小球落1yx到B点,经历时间为t,显然t=2t。
1时有:y=0 在y轴方向,当在水平方向上位移关系为得,所以故解法三在竖直方向小球做自由落体运动得由解法二的分析可知在垂直斜面方向上小球做匀减速运动,当垂直斜面的速度减为零时离斜面最远,历时t,1则。
【答案】【点评】通常我们把平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动来处理。
这样就把曲线运动分解成为两种最简单的直线运动,但在具体问题中这种分解对所求的问题来说并不一定是最简单的。
如:假设要求小球运动过程中距离斜面的最大距离H,则在解法一的计算中较为复杂;而解法二中的分解结果,刚好使待求的H成为小球垂直斜面向上运动所能达到的最大位移,则,所以在具体问题中,可以根据需要灵活选择分解的方法。
.【例6】质量为m的飞机以水平速度v飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度0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时,它的上升高度为h,如图所示,求飞机受到的升力的大小。
,有高度的时间为t解析:设飞机上升到h方向加速度为y设飞机的升力为F,由牛顿第二定律有故恒定,且与物体初速度方向垂直,此运动称之为类平抛运动,其运动轨点评:合外力F迹为抛物线,处理方法和平抛运动类似(运动分解)。
该题属于方法迁移题,学生需要理解平抛运动的处理方法,才能进一步灵活地处理该问题。
2.利用平抛运动的规律,迁移到静电场中带电粒子的运动带电粒子的类平抛运动模型其总体思路为运动的合成与分解:(1)带电粒子的加速:带电粒子质量为m、带电量为q,在静电场中静止开始仅在电场力v后所获得的速度作用下做加速运动,经过电势差U可由动能定理来求得。
即。
0(2)带电粒子的偏转:垂直电场线方向粒子做匀速直线运动:,沿电场线方向粒子做匀加速直线运动,有:(3)在电场中移动带电粒子时电场力做功及电势能变化的情况与重力做功即重力势能变化情况类比。
推论:①粒子从偏转电场中射出时,速度的反向延长线与初速度的延长线的交点平分初速度方向的位移,即粒子好像从极板中点处沿直线飞离偏转电场,即②荷质比不同的正离子,被同一电场加速后进入同一偏转电场,它们离开偏转电场时的速度方向一定相同,因而不会分成三股,而是会聚为一束粒子射出。
说明:粒子等)在电场中受到电场力,所以基本粒α①由于基本粒子(电子、质子、子受到的重力忽略不计。
但带电的宏观(由大量分子构成)小颗粒、小球、小液滴所受重力不能忽略。