2024版新教材高中物理第五章抛体运动综合提升导学案新人教版必修第二册

第五章综合提升知识网络构建核心素养提升情境1风鼓车——科学思维例1[2023·四川成都七中高一下期中]图(a)是我国传统农具——风鼓车，图(b)是其工作原理示意图．转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗．质量大于2.0×10－5kg的谷粒为饱粒，落入第一出料口A1B；质量为1.2×10－5～2.0×10－5kg的谷粒为瘪粒，落入第二出料口A2B；质量小于1.2×10－5kg的草屑被吹出出风口．已知A1、B、A2三点在同一水平线上，A1B的宽度为0.12m；A1在H正下方，A1H的高度为0.4m；质量为2.0×10－5kg的谷粒从H漏出，恰好经B点落入第二出料口．设谷物从H漏出时速度方向竖直向下，大小为1m/s，谷粒在车斗内所受水平风力恒定，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为10m/s2.(1)求谷粒从H落到出料口所经历的时间；(2)求谷粒所受水平风力的大小；(3)若瘪粒恰好能全部落入A2B，求A2B的宽度．情境2轰炸机——科学推理、模型建构例2某地爆发危机，一架轰炸机前往执行轰炸任务．已知战机水平飞行并将无动力炸弹水平抛出，把炸弹的运动简化为平抛运动．已知防空雷达依次测得炸弹的三个坐标如图所示，其中第一个参数为炸弹距雷达站的水平距离，第二个参数为炸弹到地面的高度．若炸弹前进方向的目标区域依次有发电厂、空地和军火库，发电厂中心距雷达站1000米，各目标范围为200m．g取10m/s2.(1)求飞机速度大小．(2)坐标C被测定后，雷达站立即向被轰炸目标发送预警信息，忽略发送信息及传播的时间．请问轰炸机的轰炸目标是哪个？他们还有多少时间撤离？情境3排球比赛——科学思维例3排球场总长18m，网高2.25m，如图所示．在东京奥运会中国队对阵美国队的比赛中，从对面飞来的一球，刚好在3m线正上方被朱婷击回．假设排球被击回的初速度方向是水平的，可认为排球被击回时做平抛运动．(g取10m/s2)(1)若击球的高度h＝2.5m，球被击回的水平速度与底线垂直，球既不能触网又不能出底线，则球被击回的水平速度在什么范围内？(结果可用根式表示)(2)若运动员仍从3m线处起跳，击球高度h满足一定条件时，无论球的水平速度多大，都会触网或越界，试求h满足的条件．情境4跳台滑雪——模型建构例4[2023·合肥高一检测]第24届冬奥会于2022年由北京和张家口两个城市联合举办，跳台滑雪是其中具有观赏性的项目之一，其空中翻转动作优美，深受观众喜爱．某滑道示意图由助滑道、直滑道、斜坡滑道、圆弧滑道组成，某运动员从助滑道某位置由静止开始下滑，到达起跳点O时借助设备和技巧，沿与水平方向成α＝37°角的方向起跳恰从B点沿切线进入圆弧滑道，实现完美一跃．已知O、B两点高度差为35m，圆弧滑道圆心角β＝53°，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，运动员在空中运动过程中可视为质点，忽略运动过程中空气的作用．求：(1)O、B间的水平距离L的大小；(2)运动员落到B点时速度的大小．第五章综合提升核心素养提升[例1]解析：(1)谷粒从H落到出料口的过程中，竖直方向做初速度为1m/s的匀加速直线运动，有h＝v0t＋12gt2将h＝0.4m代入可得t＝0.2s.(2)质量为2.0×10－5kg的谷粒，从H漏出恰好经B点落入第二出料口，水平方向有x1＝12at2设风力大小为F，由牛顿第二定律得F＝ma，将x1＝0.12m、t＝0.2s、m＝2.0×10－5kg代入，联立解得F＝1.2×10－4N.(3)质量等于1.2×10－5kg的瘪粒，恰好落到A2点，设A2B宽度为x2，则有x1＋x2＝12a′t2，F＝m′a′，联立解得x2＝答案：(1)0.2s(2)1.2×10－4N(3)0.08m[例2]解析：(1)设飞机初速度为v0，炸弹运动至A点时，竖直方向速度为vy0，炸弹由A到B的运动时间为2t.A、B间水平距离x1＝200m，B、C间水平距离x2＝100m，则炸弹由B到C的运动时间为t，A到B的竖直高度为h1＝vy0A到C的竖直高度h2＝vy0·3t＋12g(3t)2联立解得t＝1s，vy0＝10m/s.飞机速度等于平抛运动的水平速度，即v0＝x12t(2)从A点到地面的高度为H＝vy0t1+1A点到炸弹落地点的水平距离为x＝v0t1，解得x＝1900m.又A点到雷达站的水平距离为2900m，即炸弹落地点到雷达站1000m，炸弹将落至发电厂．设还有的撤离时间为t2，则t2＝t1－3t＝16s.答案：(1)100m/s(2)发电厂16s[例3]解析：(1)设球以水平速度v1被击回，球正好落在底线上，则h＝12gt12，x＝v将x＝12m，h＝2.5m代入，解得v1＝122m/s，设球以水平速度v2被击回，球正好触网，h′＝12gt22，x′＝v将h′＝(2.5－2.25)m＝0.25m，x′＝3m代入，解得v2＝65m/s，故球被击回的水平速度范围是65m/s<v≤122m/s.(2)若h较小，击球速度大，会越界，击球速度小，会触网．临界情况是球刚好从球网上过去，落地时又刚好压底线，则有x2hg＝x'2h'g，h′＝h－2.25m，解得h答案：(1)65m/s<v≤122m/s(2)h≤2.4m[例4]解析：(1)设运动员的起跳速度为v，沿水平方向的分速度vOx＝vcos37°，沿竖直方向的分速度vOy＝vsin37°，运动员在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀变速直线运动，设到达B点时速度沿水平方向的分速度大小为vBx，沿竖直方向的分速度大小为vBy，则水平方向有vBx＝vOx，L＝vOxt，竖直方向有vBy＝－vO