高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第2讲 平抛运动课件.ppt

第2讲平抛运动 第四章曲线运动万有引力与航天 考试标准 内容索引 过好双基关回扣基础知识训练基础题目 研透命题点细研考纲和真题分析突破命题点 课时作业限时训练练规范练速度 过好双基关 平抛运动1 定义将一物体水平抛出 物体只在作用下的运动 2 性质加速度为重力加速度g的运动 运动轨迹是抛物线 3 平抛运动的研究方法将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的运动 分别研究两个分运动的规律 必要时再用运动合成的方法进行合成 重力 匀变速曲线 自由落体 4 基本规律以抛出点为原点 水平方向 初速度v0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 速度vx v0 位移x 2 竖直方向 速度vy gt 位移y v0t 5 角度关系 tan 2tan 自测1从距地面高h处水平抛出一小石子 空气阻力不计 下列说法正确的是a 石子运动速度与时间成正比b 抛出时速度越大 石子在空中飞行时间越长c 抛出点高度越大 石子在空中飞行时间越长d 石子在空中某一时刻的速度方向有可能竖直向下 答案 自测2如图1所示 在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟 壕沟两侧的高度差为0 8m 水平距离为8m 则运动员跨过壕沟的初速度至少为 空气阻力不计 g取10m s2 答案 图1 a 0 5m sb 2m sc 10m sd 20m s 解析 研透命题点 命题点一平抛运动的基本规律 4 做平抛运动的物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线必通过此时水平位移的中点 答案 解析 例1 2017 浙江4月选考 13 图2中给出了某一通关游戏的示意图 安装在轨道ab上可上下移动的弹射器 能水平射出速度大小可调节的弹丸 弹丸射出口在b点的正上方 竖直面内的半圆弧bcd的半径r 2 0m 直径bd水平且与轨道ab处在同一竖直面 内 小孔p和圆心o连线与水平方向夹角为37 游戏要求弹丸垂直于p点圆弧切线方向射入小孔p就能进入下一关 为了能通关 弹射器离b点的高度和弹丸射出的初速度分别是 不计空气阻力 sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 图2 解析如图所示 oe opcos37 2 0 0 8m 1 6m pe opsin37 2 0 0 6m 1 2m 平抛运动的水平位移为 x bo oe 3 6m 即 v0t 3 6m of ne np 1 2m y 1 2m 所以弹射器离b点的高度为h mb y pe 1 35m 1 2m 0 15m 答案 变式1如图3所示 滑板运动员以速度v0从离地高度为h的平台末端水平飞出 落在水平地面上 忽略空气阻力 运动员和滑板可视为质点 下列表述正确的是a v0越大 运动员在空中运动时间越长b v0越大 运动员落地瞬间速度越大c 运动员落地瞬间速度方向与高度h无关d 运动员落地位置与v0大小无关 图3 变式2 2016 浙江10月选考 7 一水平固定的水管 水从管口以不变的速度源源不断地喷出 水管距地面高h 1 8m 水落地的位置到管口的水平距离x 1 2m 不计空气及摩擦阻力 g 10m s2 水从管口喷出的初速度大小是a 1 2m sb 2 0m sc 3 0m sd 4 0m s 答案 解析 变式3如图4所示 x轴在水平地面上 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 答案 解析 图4 a a的运动时间比b的长b b和c的运动时间相同c a的初速度比b的小d b的初速度比c的小 又因为xa xb 而ta tb 所以a的初速度比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tb tc 所以vb vc 即b的初速度比c的大 选项d错误 变式4如图5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 球员顶球点的高度为h 足球做平抛运动 足球可看成质点 忽略空气阻力 则 图5 答案 解析 命题点二斜面上平抛运动的两个典型模型 模型1从斜面上平抛 例2跳台滑雪是勇敢者的运动 它是利用山势特点建造的一个特殊跳台 一名运动员穿着专用滑雪板 不带雪杖 在助滑路上获得一定的速度后从a点水平飞出 在空中飞行一段距离后在山坡上b点着陆 如图6所示 已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v0 20m s 山坡看成倾角为37 的斜面 不考虑空气阻力 则运动员 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 a 在空中飞行的时间为4sb 在空中飞行的时间为3sc 在空中飞行的平均速度为20m sd 在空中飞行的平均速度为50m s 图6 答案 解析 变式5如图7所示 在斜面顶端的a点以速度v0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 5v0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 图7 a ab ac 2 1b ab ac 4 1c t1 t2 4 1d t1 t2 1 答案 解析 模型2对着斜面平抛 例3如图8所示 以10m s的初速度水平抛出的物体 飞行一段时间后垂直撞在倾角为30 的斜面上 则物体在空中飞行的时间是 g取10m s2 图8 答案 解析 变式6如图9所示 小球以v0正对倾角为 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 图9 答案 解析 命题点三平抛运动的临界问题 1 分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法 即把要求的物理量设定为极大或极小 让临界问题突显出来 找到临界的条件 2 确立临界状态的运动轨迹 并画出轨迹示意图 画示意图可以使抽象的物理情景变得直观 还可以使一些隐藏于问题深处的条件暴露出来 例4 2017 杭州市高三上期末 如图10所示 窗子上 下沿间的高度h 1 6m 墙的厚度d 0 4m 某人在离墙壁距离l 1 4m 距窗子上沿h 0 2m处的p点 将可视为质点的小物件以垂直于墙壁的速度v水平抛出 要求小物件能直接穿过窗口并落在水平地面上 不计 空气阻力 g 10m s2 则可以实现上述要求的速度大小是a 2m sb 4m sc 8m sd 10m s 图10 答案 解析 解析小物件做平抛运动 恰好擦着窗子上沿右侧穿过时速度v最大 代入解得 vmax 7m s小物件恰好擦着窗口下沿左侧穿过时速度v最小 解得 vmin 3m s 故v的取值范围是3m s v 7m s 故b正确 a c d错误 变式7一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图11所示 水平台面的长和宽分别为l1和l2 l1 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 不考虑乒乓球的旋转 反弹和空气阻力 重力加速度为g 则 图11 答案 解析 变式8抛体运动在各类体育运动项目中很常见 如乒乓球运动 现讨论乒乓球发球问题 如图12所示 设球台长2l 中间球网高度为h 乒乓球反弹前后水平分速度不变 竖直分速度大小不变 方向相反 且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力 设重力加速度为g 图12 1 若球在球台边缘o点正上方高度为h1处以速度v1水平发出 落在球台上的p1点 如图实线所示 求p1点距o点的距离x1 答案 解析 解析如图甲所示 根据平抛规律得 2 若球从o点正上方以速度v2水平发出 恰好在最高点时越过球网落在球台上的p2点 如图虚线所示 求v2的大小 答案 解析 3 若球从o点正上方水平发出后 球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘p3点 求发球点距o点的高度h3 答案 解析 且3x3 2l设球从恰好越过球网到达到最高点时所用的时间为t 水平距离为s 课时作业 1 可以近似地认为 在地面附近 物体所受的重力是不变的 不计空气阻力 关于在地面附近的抛体运动 下列说法正确的是a 所有的抛体运动都是直线运动b 所有的抛体运动都是曲线运动c 所有的抛体运动都是匀变速运动d 有一些抛体的运动是变加速运动 答案 解析 解析所有在地面附近做抛体运动的物体都只受重力 加速度恒定不变 选项c正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 2017 宁波市十校联考 如图1所示 将一小铁球从一定高度以垂直于竖直墙面的初速度水平抛出 房间内有水平平行光垂直照射墙面 小铁球运动中在墙面上形成一个竖直向下运动的阴影 不计空气阻力 则关于此阴影 下列说法正确的是a 做自由落体运动b 做匀速直线运动c 做加速度增大的加速直线运动d 做加速度减小的加速直线运动 图1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析做平抛运动的物体 在竖直方向上的分运动是自由落体运动 所以小铁球在墙面上形成的阴影的运动是自由落体运动 选项a正确 b c d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2016 诸暨荣怀学校期末 农民在精选谷种时 常用一种叫 风车 的农具进行分选 在同一风力作用下 谷种和瘪谷 空壳 都从洞口水平飞出 结果谷种和瘪谷落地点不同 自然分开 如图2所示 若不计空气阻力 对这一现象 下列分析正确的是a 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同b 谷种和瘪谷从洞口飞出时的速度大小相同c m处是瘪谷 n处为谷种d m处是谷种 n处为瘪谷 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 图2 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 2017 温州市十校期末联考 如图3所示 将两个可视为质点的小球从空中同一位置以大小不同的水平速度同时抛出 不计空气阻力 则两球运动过程中的位置关系是a 两球的连线为水平线 且距离不断变大b 两球的连线为水平线 且距离不变c 两球的连线为竖直线 且距离不变d 两球的连线为竖直线 且距离不断变大 图3 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析两个小球都做平抛运动 竖直方向做自由落体运动 从同一高度抛出 则竖直方向运动情况完全相同 即每个时刻都处于同一高度 水平方向做匀速运动 水平间距 x v2 v1 t 随着时间不断的变大 所以两球的连线为水平线 且间距不断变大 故a正确 b c d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5 2017 宁波市九校高三上学期期末改编 在2016年11月27日的杭州大火中 消防人员为挽回人民财产做出了巨大贡献 如图4所示 一消防员站在屋顶利用高压水枪向大楼的竖直墙面喷水 假设高压水枪水平放置 不计空气阻力 若水经过高压水枪喷口时的速度加倍 则 图4 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 a 水到达竖直墙面的速度不变b 水在墙面上的落点与高压水枪口的高度差减半c 水在墙面上的落点和高压水枪口的连线与竖直方向的夹角的正切值加倍d 水在空中的运动时间减半 解析根据x v0t v0加倍 水平位移不变 水在空中的运动时间减半 故d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析当小球速度方向与斜面平行时离斜面最远 速度的水平分量不变 故vcos v0 6 在倾角为 的斜面顶端 以初速度v0水平抛出一小球 不计空气阻力 则小球与斜面相距最远时速度的大小为 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7 2017 绍兴一中高一期末 套圈圈 是老少皆宜的游戏 如图5所示 大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1 v2抛出铁丝圈 都能套中地面上的同一目标 设铁丝圈在空中的运动时间分别为t1 t2 则 不计空气阻力 a v1 v2b v1 v2c t1 t2d t1 t2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 图5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 以10m s的速度水平抛出一小球 空气阻力不计 g取10m s2 当其水平位移与竖直位移相等时 下列说法中正确的是a 小球的速度大小是b 小球的运动时间是2sc 小球的速度大小是20m sd 小球的运动时间是1s 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9 2017 诺丁汉大学附中高三上期中 将甲 乙 丙三个小球同时水平抛出后 三个小球落在同一水平面上 已知甲和乙抛射点的高度相同 乙和丙抛射速度相同 下列判断中正确的是 不计空气阻力 a 甲和乙一定同时落地b 乙和丙一定同时落地c 甲和乙水平射程一定相同d 乙和丙水平射程一定相同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 某同学在篮球场上练习投篮 一次投篮恰好垂直打在篮板上 且篮球撞击篮板处与投出点之间的水平距离是竖直距离的2倍 空气阻力不计 篮球被投出时的速度与水平方向间的夹角为a 30 b 45 c 60 d 75 解析 11 倾角为 的斜面 长为l 在顶端水平抛出一个小球 小球刚好落在斜面的底端 如图6所示 那么小球的初速度v0的大小是 不计空气阻力 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 图6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12 2016 定海一中期中 如图7所示 从o点水平抛出的物体 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 下列选项中的图象分别描述的是物体从o点抛出至到达斜面底端q过程中沿x方向和y方向运动的速度 时间图象 其中正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 图7 解析0 tp段 水平方向 vx v0恒定不变 竖直方向 vy gt tp tq段 水平方向 vx v0 a水平t 竖直方向 vy vpy a竖直t a竖直 g 选项c正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 a 若平抛初速度v0 5m s 则鱼饵颗粒会落在堤坝斜面上b 若鱼饵颗粒能落入水中 平抛初速度v0越大 落水时速度方向与水平的夹角越小c 若鱼饵颗粒能落入水中 平抛初速度v0越大 从抛出到落水所用的时间越长d 若鱼饵颗粒不能落入水中 平抛初速度v0越大 落到斜面上时速度方向与堤坝斜面的夹角越小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 饲养员在池塘边堤坝边缘a处以水平速度v0往鱼池中抛掷鱼饵颗粒 如图8所示 堤坝截面倾角为53 坝顶离水面的高度为5m g取10m s2 不计空气阻力 sin53 0 8 cos53 0 6 下列说法正确的是 图8 答案 解析 由于落到水面时的竖直速度vy gt 10m s 平抛初速度越大 落水时速度方向与水平面的夹角越小 b正确 鱼饵颗粒抛出时的高度一定 则落水时间一定 与初速度v0无关 c错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8