2022年人教版高中物理教案-高中物理力学和电磁学系统复习之四抛体运动

1、高中物理力学和电磁学系统复习之四抛体运动 学问梳理 1曲线运动 1 曲线运动的速度方向：曲线上该点的切线方向；其速度方向时刻转变,是变速运动；2 物体做曲线运动的条件：物体所受合外力不为零,且合外力的方向 加速 度方向 与速度方向不在一条直线上；如物体所受合外力为恒力,做匀变速曲线 运动；合外力为变力, 做加速度转变的曲线运动； 当物体受到的合外力与速度方 向成锐角时, 物体运动速率将增大； 当合外力方向与速度方向成钝角时,物体运 动速率将减小；2运动的合成与分解 1 分运动与合运动是一种等效替代关系,运动的合成与分解是讨论曲线运 动的一种基本方法；2 合运动与分运动的关系 等时性：各分运动经

2、受的时间与合运动经受的时间相等；独立性：一个物体同时参加几个分运动,各分运动独立进行,不受其他分运 动影响；3 运动的合成分解运算法就：运动的合成分解即物体运动的位移、速度、加速度的合成分解,因它们都是矢量,都遵从平行四边形定就；3平抛运动的规律 平抛运动：将一物体水平抛出,物体只在重力作用下的运动；性质：加速度为当地重力加速度g 的匀变速曲线运动,运动过程中水平速度不变,只是竖直速度不断增大,合速度大小、方向时刻转变；设平抛运动的初速度为v0,建立坐标系如图41；4斜抛运动 1 定义：将物体用肯定的初速度沿斜上方抛出去,仅在重力作用下物体所 做的运动；2 做斜抛运动的条件：初速度不为零,且与

3、水平方向成肯定角度 90 ；只受重力作用；3 斜抛运动的分解：斜抛运动可以看作是一个水平方向上的匀速直线运动 和一个竖直方向上的竖直上抛运动的合运动；4 斜抛运动的规律：以抛出点为坐标原点,竖直向上为 Oy轴,水平方向为 Ox轴,抛体就在 Oxy平面上做具有恒定加速度的曲线运动,如图 42 所示；设抛体的初速度为 v0,抛射角为 ,就可把 v0 在所建立的坐标系中分解为水 平方向的分速度 v0cos 和竖直方向的分速度 v0sin ； 位置坐标：在抛出后 t 秒末的时刻,物体的位置坐标为： 两个分速度公式： vxv0cos , vyv0sin gt ；合速度：,合速度方向跟水平方向的夹角 由

4、tan =打算；5 射程与射高在斜抛运动中,从物体被抛出的地点到落地点的水平距离叫射程；从抛出点的水平面到物体运动轨迹最高点的高度叫射高；从物体被抛出到落地所用的时间叫飞行时间； 飞行时间：斜抛物体从被抛出到落地,在空中的飞行时间 T 可以依据位 置坐标方程求得,由于当 t=T 时, y=0,就 v0Tsin 1/2gT 2=0 解得 T=2v0sin /g ； 射高：用 Y表示,明显射高等于竖直上抛分运动的最大高度,即 Y= v0 2sin 2/2g ； 射程：用 X表示,由水平方向分运动的位移公式,可得射程为 X=v0cos T,即 X=v0 2sin2 /g ；以上三式说明,斜抛物体飞行

5、时间、射高和射程均由抛射的初始量 v0、 所 打算；只要初速度 v0的大小和方向已经确定,那么该斜抛物体的飞行时间 T、射 高 Y、射程 X也就惟一确定了；命题猜测1运用曲线运动产生的条件来分析判定物体运动的可能性；2运用运动的合成与分解对曲线运动分析,如小船渡河问题；3分析抛体运动与生活、生产、科学技术等联系的简洁问题,如飞车表演、炮弹发射、跳伞、跳高、跳远；例题精析题型一 曲线运动的判定【例 1】如图 43 所示,物体在恒力 F 作用下沿曲线从 A 运动到 B,这时突然使它所受的力反向而大小不变 即由 F 变为 F ,在此力作用下,物体以后的运动情形,以下说法正确选项 A物体可能沿曲线 B

6、a运动B物体可能沿直线 Bb 运动C物体可能沿曲线 Bc 运动D物体可能沿原曲线由 B返回 A 【解析】物体在 A点时的速度 vA沿 A 点的切线方向,物体在恒力 F 作用下沿曲线 AB运动,此力 F 必有垂直于 vA的重量,即力 F 只可能为图中所示的各种方向之一；当物体到达 B 点时,即时速度 vB沿 B 点的切线方向,这时受力 F=F , 即 F 只可能为图中所示的方向之一；可知物体以后只可能沿曲线 Bc运动；【答案】 C 【点评】做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指的一方弯曲,如已知物体的运动轨迹,可判定出合外力的大致方向；题型二 运用运动的合成与分解分析曲线运动【例 2】在抗洪抢险中

7、,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v1,摩托艇在静水中的航速为v2, 战士救人的地点 A离岸边最近处 O的距离为 d,如战士想在最短时间内将人送上岸,就摩托艇登陆的地点离 O点的距离为 【解析】摩托艇要想在最短时间内到达对岸,其划行方向要垂直于江岸,摩托艇实际的运动是相对于水的划行运动和随水流的运动的合运动,垂直于江岸方向的运动速度为 v2,到达江岸所用时间 t=d/v 2；沿江岸方向的运动速度是水速v1在相同的时间内,被水冲下的距离,即为登陆点距离0 点距离 s=v1t= d v1/v 2；【答案】 C 题型三 平抛运动规律及应用【例 3】平抛一物体,当抛

8、出 1 秒后它的速度方向与水平方向成 45 角,落地时的速度方向与水平方向成 60 角,就 A初速度为 10 ms B落地速度 15 ms C开头抛出时距地面的高度 20 m D、水平射程 13 m 【答案】 A 题型四 斜抛运动物体的射程和射高【例 4】物体以速度 v0 抛出做斜抛运动,就 A,在任何相等的时间内速度的变化量是相同的B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C,射高和射程都取决于 v0的大小Dv0 很大,射高和射程可能很小【解析】斜抛运动整个过程中加速度恒为g,为匀变速运动,故相等时间内速度变化肯定相同； 由斜抛运动的两分运动特点知 B错误；射高与射程不仅取决

9、 于 v0的大小仍取决于抛出速度 v0 与水平方向的夹角大小,故 C错误, D正确；【答案】 AD 【点评】把握好斜抛运动的特点,懂得斜抛运动的两分运动的规律,本类题目是不难分析的；题型五 平抛运动试验的探究【例 5】如图 4-4 所示,在讨论平抛运动时,小球沿轨道滑下,离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落,转变整个装置的高度 H做同样的试验,发觉位于同一高度的 验现象说明白 A 球在 离开轨道后 A水平方向的分运动是匀速直线运动 B水平方向的分运动是匀加速直线运动 C竖直方向的分运动是自由落体运动 D竖直方向的分运动是匀速直线运动A、B 两球总是同时落地,该

10、实【解析】转变高度做试验,并发觉 A、B 两球仍同时落地,只能说明 A 球的竖直分运动与 B 球自由落体运动的情形相同,故 C正确；【答案】 C 【点评】该题的设计思路及题型的变形辨析,正是高考题型的流行设计,请予以特殊品尝；平抛运动的分析方法, 用运动的合成和分解方法讨论平抛运动,要依据运动的独立性懂得平抛运动的两个分运动,竖直方向的自由落体运动；摸拟操练即水平方向的匀速直线运动和1物体在大小不变的合外力作用下运动,那么关于这个物体的运动,以下 说法错误选项 A可能做匀变速直线运动 B可能做匀变速曲线运动 C可能做非匀变速运动 D可能做匀速直线运动2一个质点只受一个恒力作用,其不行能的运动状

11、态为 A类斜抛运动 B变速直线运动C、匀速圆周运动 D 作类平抛运动 3下面关于两个互成夹角 0 90 的直线运动的合成说法中,不正 确的是 A两个分运动是直线运动,就它们的合运动也肯定是直线运动 B两个分运动是匀速直线运动,就它们的合运动也肯定是匀速直线运动 C两个分运动是初速为零的匀加速直线运动,就它们的合运动也肯定是初 速为零的匀加速直线运动 D两个分运动是初速不为零的匀加速直线运动,它们的合运动可能是匀加速曲线运动 4雨滴由静止开头下落,遇到水平方向吹来的风,以下说法中正确选项 A风速越大,雨滴下落的时间越长 B雨滴着地时的速度与风速无关 C雨滴下落时间与风速无关 D雨滴做直线运动 5

12、执行救灾任务的飞机逆风做水平匀速直线运动,相隔 05s 先后释放形状和质量相同的两箱救灾物资1 和 2,假设风力保持不变,这两箱物资在开头下落的一段时间内,地上的人将看到 A1 号箱在 2 号箱的正下方 B两箱间的水平距离保持不变 C两箱间的水平距离越来越大 D两箱间的水平距离越来越小6关于运动和力,以下说法中正确选项 A物体受到恒定合外力作用时,肯定作匀速直线运动 B物体受到变化的合外力作用时,它的运动速度大小肯定变化 C物体做曲线运动时,合外力方向肯定与瞬时速度方向垂直D全部曲线运动的物体,所受的合外力肯定与瞬时速度方向不在一条直线 上7在做“ 讨论平抛运动”的试验时,让小球多次沿同一轨道

13、运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹、 为了能较精确地描画运动轨迹, 下面列出一些操作要求：1 通过调剂使斜槽的末段保持水平 2 每次释放小球的位置必需不同 3 每次必需由静止释放小球 4 记录小球位置用的木条 或凹槽 每次必需严格地等距离下降5 小球运动时不应与木板上的白纸 或方格纸 相接触6 将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线在以下选项中你认为正确的选项是 不计空气阻力 A、126 B、135 C245 D236 8初速为 v0、抛射角为 的抛射体 A到达最高点时的速度为零 B到达最高点时的加速度为零 C到达最高点的时间与从最高点落回抛出点同高的位置所需时间相同 D速度先

14、减小后增大,落回与抛出点同高的位置时速度相等 答案点拨 1D 只有当合外力为零时,物体才做匀速直线运动 2C 受恒力肯定做匀变速运动,但可为直线也可为曲线 3A 初速和加速度分别合成起来,看其夹角如何 4C 雨滴竖直方向做自由落体运动,不受水平运动的影响,合运动是水平和竖直的合成, 由于合力与初速度不在同一条直线上,线 所以雨滴的运动轨迹为曲5C 两物箱水平方向做匀变速直线运动, 两箱间的水平距离,随时间不断增大 6A 做曲线运动的物体所受的合力方向与速度方向不在同始终线上,但二 者不肯定垂直；物体受到变力作用速度大小不肯定变化,如匀速圆周运动 7B 只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛 运动,每次由静止释放小球, 是为了使小球具有相同的初速度假如小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会转变它的运动,便不是平抛运动, 故1 、3 、5 选项正确、 在2 中,每次释放小球的位置必需相同,以保证小球有相同的水 平初速度；在 4 中