高考物理《拋体运动》学案

1、PAGE18抛体运动【2022考纲解读】考纲内容能力要求考向定位抛体运动1理解竖直方向上的抛体运动的特点和规律。会将竖直上抛分解成向上的匀减速和自由落体运动的合运动2了解斜抛运动及其特点3理解平抛运动的特点和处规律，熟练掌握分析平抛运动的方法平抛运动及类平抛运动是本章命题的重点和热点，同学们务必对该运动的特点及处理方法熟练掌握。本讲内容删除了平抛运动的实验，考生无需再理会此实验【重要知识梳理】一、平抛物体的运动1、平抛运动：将物体沿水平方向抛出，其运动为平抛运动（1）运动特点：a、只受重力；b、初速度与重力垂直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

2、个匀变速曲线运动。在任意相等时间内速度变化相等。（2）平抛运动的处理方法：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。水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性，又具有等时性（3）平抛运动的规律：以物体的出发点为原点，沿水平和竖直方向建成立坐标。a=0ay=0水平方向v=v0竖直方向vy=gt=v0ty=gt2做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。证：平抛运动示意如图设初速度为V0，某时刻运动到A点，位置坐标为,y,所用时间为t此时速度与水平方向的夹角为,速度的反向延长线与水平轴的交点为,位移与水平方向夹角为依平抛规律有:速度：V

3、=V0Vy=gt平抛物体在时间t内的位移S可由两式推得s=，位移的方向与水平方向的夹角由下式决定tg=y/=gt2/v0t=gt/2v0平抛物体经时间t时的瞬时速度vt可由两式推得vt=，速度vt的方向与水平方向的夹角可由下式决定tg=vy/v=gt/v0平抛物体的轨迹方程可由两式通过消去时间t而推得：y=2，可见平抛物体运动的轨迹是一条抛物线运动时间由高度决定，与v0无关，所以t=，水平距离v0tv0t时间内速度改变量相等，即vgt，V方向是竖直向下的说明平抛运动是匀变速曲线运动2、处理平抛物体的运动时应注意：水平方向和竖直方向的两个分运动是相互独立的，其中每个分运动都不会因另一个分运动的存

4、在而受到影响即垂直不相干关系；水平方向和竖直方向的两个分运动具有等时性，运动时间由高度决定，与v0无关；末速度和水平方向的夹角不等于位移和水平方向的夹角，由上证明可知tg=2tg【小结】若此题中传送带顺时针转动，物块相对传送带的运动情况就应讨论了。（1）当v0=vB物块滑到底的速度等于传送带速度，没有摩擦力作用，物块做匀速运动，离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在Q点的右边。（2）当v0vB物块滑到底速度小于传送带的速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物体做匀速运动。这两种情况落点都在Q点右边。（3）v0

5、vB当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况，一是物块一直减速，二是先减速后匀速。第一种落在Q点，第二种落在Q点的右边。【规律方法】1、平抛运动的分析方法用运动合成和分解方法研究平抛运动，要根据运动的独立性理解平抛运动的两分运动，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动其运动规律有两部分：一部分是速度规律，一部分是位移规律对具体的平抛运动，关键是分析出问题中是与位移规律有关还是与速度规律有关结论：在斜面上平抛物体落在斜面上的速度方向与斜面的夹角，和平抛的初速度无关，只与斜面的倾角有关2、平抛运动的速度变化和重要推论水平方向分速度保持v=v0竖直方向，加速度恒为g,速度vy=g

6、t,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v0;2任意相等时间间隔t内的速度改变量均竖直向下，且v=vy=gt平抛物体任意时刻瞬时刻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=v0=s/t，而竖直分量vy=2h/t，所以有3、平抛运动的拓展（类平抛运动）带电粒子垂电匀强电场方向进入作类平抛运动。是类平抛运动的典型。关键要搞清楚受力特征，受力情况决定了运动性质。【高频考点突破】考点1竖直方向的抛体运动、斜抛运动例1、一跳水运动

7、员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点。落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少（计算时，可以把运动员看成质点，取g=10m/s，结果保留两位有效数字）解析：上升过程达到的最大高度，可得，则从跃起到最高点的时间。从最高点到手触水面下落的高度，根据自由落体运动的规律，可得下落所用时间，则运动的总时间为答案：考点2平抛运动及其规律例2、如图所示，在倾角为的斜面顶端A处以速度v0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，

8、求：（1）小球从A运动到B处所需的时间、落到B点的速度及A、B间的距离（2）从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大这个最大距离是多少解析：（1）小球做平抛运动，同时受到斜面体的限制，设从小球从A运动到B处所需的时间为t，则：水平位移为=v0t，竖直位移为y=由几何关系得到：由以上三式可得，小球从A运动到B处所需的时间为：小球落到B点的速度为：A、B间的距离为：（2）从抛出开始计时，设经过t1时间小球离斜面的距离达到最大，当小球的速度与斜【感悟提高】处理平抛运动的基本思路是“化曲为直”，即将轨迹曲线转化成两个方向的直线运动来处理。若平抛运动受斜面的限制，则要注意分析斜面的夹角与两个

9、分运动的夹角（分速度夹角、分位移夹角）之间的关系。本题中要抓住题目的隐含条件，小球瞬时速度v与斜面平行时小球离斜面最远，再应用运动的合成与分解求解考点3抛体运动例3、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，设球台长2L、网高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g1若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度水平发出，落在球台的2m2L，悬绳长L，视两球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；弹簧的弹性力对球A所做的功解析：（1

10、）设碰撞后的一瞬间，球B的速度为vB/，由于球B恰好与悬点O同一高度，根据动能定理：（2）球A达到最高点时，只有水平方向速度，与球B发生弹性碰撞设碰撞前的一瞬间，球A水平方向速度为v碰撞后的一瞬间，球A速度为v/球A、B系统碰撞过程中动量守恒和机械能守恒：由解得：，及球A在碰撞前的一瞬间的速度大小（3），平抛高度为y，则：由得：y=L，以球A为研究对象，弹簧的弹性力所做的功为W，从静止位置运动到最高点：，由得：【答案】（1）（2）（3）【感悟提高】本题考查了能量、动量守恒定律，以及平抛运动的规律牵涉到单摆、碰撞、平抛三个运动模型，有机组合的痕迹清晰，这恰好是近年广东高考命题的新趋势要求考生在熟

11、练掌握经典模型的基础上提高综合分析问题的能力【当堂巩固】一、选择题1一架飞机水平匀加速飞行，从飞机上每隔一秒释放一个铁球，先后共释放4个，若不计空气阻力，则人从飞机上看4个铁球A在空中任何时刻总排成抛物线，它们的落地点是不等间距的B在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线，它们的落地点是不等间距的C在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线，它们的落地点是不等间距的D22022济南调研以v0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即时速度的大小是eqr5v0B运动时间是eqf2v0,gC竖直分速度大小等于水平分速度大小D运动的位移是eqf2r2voal2

12、,0,g32022郑州质检在处理交通事故中，测定碰撞前瞬间汽车的速度，对于事故责任的认定具有重要的作用利用veqreqfL,rh1rh2可以测定事故车辆碰撞前瞬间的速度，其中h1、h2分别是散落物图中用A、B表示在车上时候的离地高度如果不计空气阻力，g取9.8 m/s2下列说法正确的是图4219A题中公式是根据牛顿运动定律得出的BA、B的落地时间与它们在车上的高度无关CL是在事故现场被水平抛出的散落物沿公路方向上的水平距离DA、B落地时间与车辆速度的乘积等于L4如图4220所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足AtansinBta

13、ncosCtantanDtan2tan52022黄冈模拟如图4221所示，在一次演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标的高尔夫球由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的A穴则图4224A球被击出后做平抛运动B该球从被击出到落入A穴所用的时间为eqrf2h,gC球被击出时的初速度大小为Leqrf2g,hD球被击出后受到的水平风力的大小为mgh/L二、非选择题82022高考海南卷如图4225，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，ab为沿水平方向的直径若在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c点与水平地面的距离为圆半径的

14、一半，求圆的半径图422592022高考浙江卷在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节取g10 m/s2求：图42261运动员到达B点的速度与高度h的关系；2运动员要达到最大水平运动距离，B点的高度h应调为多大对应的最大水平距离sma为多少3若图中H4 m，L5 m，动摩擦因数，则水平运动距离要达到7 m，h值应为多少参考答案一、选择题1解析：选C飞机在水平方向上匀加速飞行，人从飞机上看4个铁球的运动情况是以飞机为参照物的，这时可以认为飞机静止，而每个铁球

15、相对于飞机在水平方向上有水平向后的加速度和竖直向下的重力加速度，由静止开始做匀加速直线运动，由于飞机上每隔一秒先后释放的4个铁球有相同的加速度，它们彼此之间的相对加速度等于零，且相对速度恒定，故它们在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线，它们的落地点是不等间距的，只有C正确2解析：选C当其水平分位移与竖直分位移相等时，v0teqf1,2gt2，可得运动时间teqf2v0,g，水平分速度vv0，竖直分速度vygt2v0，合速度veqrvoal2,voal2,yeqr5v0，合位移seqr2y2eqf2r2voal2,0,g，对比各选项可知说法错误的是C选项3解析：选C由题意可知，散落物做平

16、抛运动的初速度与车速相同，由下落高度可以求得时间，t1eqrf2h1,g，t2eqrf2h2,g；各散落物的水平位移1vt1，2vt2；散落物的距离L12；由以上各式联立可求得：veqreqfL,rh1rh2，该式是由平抛运动规律求得的，因此A、B、D错误，C正确4解析：选D物体从斜面顶端抛出落到斜面上，平抛运动过程中位移与水平方向的夹角等于斜面倾角，即taneqfy,eqff1,2gt2,v0teqfgt,2v0，而落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角正切值taneqfvy,veqfgt,v0，所以tan2tan，D正确5解析：选D炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要使拦截成功，则

17、两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向的自由落体运动的物体为参考系，则炮弹1做水平方向上的匀速直线运动，炮弹2匀速上升，由t1eqf,v1，t2eqfH,v2，t1t2得，v1eqf,Hv2，故选项D正确6解析：选BD滑雪者先做平抛运动，再沿斜坡向下做匀加速运动，故水平方向的速度先不变，再增大；竖直方向的速度一直增大，但开始的加速度大于在斜坡上的加速度，定量计算可求得B、D正确7解析：选BC由于受到恒定的水平风力的作用，球被击出后在水平方向做匀变速运动，A错误；由heqf1,2gt2得球从被击出到落入A穴所用的时间为teqrf2h,g，B正确；由题述高尔夫球竖直地落入A穴可知球水平末速度为零，由Leqfv0t,2得球被击出时的初速度大小为v0Leqrf2g,h，C正确；球水平方向加速度大小agL/h，球被击出后受到的水平风力的大小为FmamgL/h，D错误二、非选择题8解析：小球做平抛运动落到c点的竖直