2024-2025学年新教材高中物理第五章抛体运动章末复习学案新人教版必修2

PAGE1-章末复习学习目标1.理解曲线运动是变速运动,驾驭物体做曲线运动的条件。2.能够利用运动的合成与分解思想解决小船过河、关联速度等问题。3.理解平抛运动的规律,会计算平抛运动的速度及位移,会解决平抛运动相关的实际问题。自主预习(一)曲线运动1.条件:和不在一条直线上。

2.(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率。

(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率。

(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率。

(二)平抛运动1.平抛运动条件:(1)

(2)

2.平抛运动性质:

3.平抛运动的两个分运动:①水平方向②竖直方向

课堂探究[情境设问]视频:思索小钢球为什么做曲线运动(一)曲线运动的条件[情境设问]视察视频中小钢球的运动,从运动和力两个角度分析小钢球做曲线运动的缘由。结论1:从动力学角度,当与速度方向不在同始终线时,物体做曲线运动;从运动学角度,当与速度方向不在同始终线时,物体做曲线运动。

(二)两个直线运动的合成【情境设问】蜡块在玻璃管中上升的同时随着滑块向右运动,蜡块的实际轨迹会是怎样的?[思索与探讨]1.蜡块匀速上升的同时又随着小车向右匀速运动,分析蜡块的实际运动状况。2.若蜡块匀速上升同时又随着小车向右匀加速运动,蜡块轨迹会是怎样的呢?[归纳拓展]结论2:两个互成角度的直线运动合成分运动分运动合运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动当合初速度与合加速度共线时,物体做运动

当合初速度与合加速度不共线时,物体做运动

(三)平抛运动[科学探究]条件初速度水平,仅受重力作用探讨方法化曲为直运动规律受力特点运动特点速度位移分运动水平方向不受力匀速直线运动vx=v0x=v0t竖直方向受重力作用自由落体运动vy=gty=gt2合运动仅受重力作用匀变速曲线运动v=方向:与水平方向夹角为θtanθ==s==方向:与水平方向夹角为αtanα==图示结论3:1)飞行时间:由知,时间取决于,与初速度v0。

2)水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由和共同确定,与其他因素无关。

3)落地速度vt==。以θ表示落地速度与x轴正方向的夹角,有tanθ==,所以速度也只与和有关。

4)做平抛(或类平抛)运动的物体在随意时刻任一位置处,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。

[例题展示]【例题1】一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块匀加速上浮的同时,使玻璃管紧贴竖直黑板面沿水平方向向右匀速移动,如图所示。设坐标系的x、y轴正方向分别为水平向右、竖直向上,则蜡块相对于黑板的运动轨迹是()【变式训练1】一物体在光滑水平面上运动,它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图像分别如图所示。(计算结果可保留根号)(1)推断物体的运动性质;(2)计算t=4.5s时物体的速度大小;(3)计算物体在前6s内的位移大小。【例题2】小船在400m宽的河中横渡,河水流速是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,要使船航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为()A.船头应垂直指向对岸,t=100sB.船头应与上游河岸成60°角,t=100sC.船头应与上游河岸成60°角,t=sD.船头应与上游河岸成30°角,t=s【变式训练2】(多选)河水的流速大小与水到河岸的距离有关,河中心水的流速最大,河岸边缘处水的流速最小。现假设河的宽度为120m,河中心水的流速大小为4m/s,船在静水中的速度大小为3m/s。要使船以最短时间渡河,则()A.船渡河的最短时间是24sB.在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度为5m/s【例题3】(多选)物体以速度v0水平抛出,若不计空气阻力,则当其竖直分位移与水平分位移之比为1∶2时,以下说法中正确的是()A.运动的时间为B.运动的位移为C.竖直分速度等于v0 D.瞬时速度大小为2v0【变式训练3】以速度v0水平抛出一小球,假如从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等,以下推断正确的是()A.此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小B.此时小球的速度大小为v0C.此时小球速度的方向与位移的方向相同D.小球运动的时间为[小微专题]【例题4】如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2,绳子对物体的拉力为FT,物体所受重力为G,则下面说法正确的是()A.物体做匀速运动,且v1=v2B.物体做加速运动,且v2>v1C.物体做加速运动,且FT>GD.物体做匀速运动,且FT=G【例题5】如图所示,从倾角为θ的斜面顶端,以初速度v0将小球水平抛出,则小球落到斜面上时的速度大小为()A.v0 B.v0C.v0 D.【例题6】如图所示,一个电影替身演员打算跑过一个屋顶,然后水平跳动离开屋顶,在下一栋建筑物的屋顶上着地。假如他在屋顶跑动的最大速度是4.5m/s,那么下列关于他能否平安跳过去的说法正确的是(g取10m/s2)()A.他平安跳过去是可能的B.他平安跳过去是不行能的C.假如要平安跳过去,他在屋顶水平跳动速度应大于4.5m/sD.假如要平安跳过去,他在屋顶水平跳动速度应小于4.5m/s[课堂练习]1.做曲线运动的物体,在运动过程中,肯定会发生改变的物理量是()A.合外力 B.加速度C.速率 D.速度2.让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同的初速度运动,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,小钢珠的运动轨迹不同,图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,下列说法正确的是()A.磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹如图中c所示B.磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹如图中b所示C.通过这个试验可以探讨曲线运动的速度方向D.通过这个试验可以探究物体做曲线运动的条件3.在长约80~100cm的一段封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面在水平方向上向右匀加速移动,你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下列选项中的()4.(多选)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是()A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在0~2s内做匀变速曲线运动C.t=0时猴子的速度大小为8m/sD.猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s25.如图所示,一篮球从离地H高处的篮板上A点以初速度v0水平弹出,刚好在离地h高处被跳起的同学接住,不计空气阻力。则篮球在空中飞行的()A.时间为B.时间为C.水平位移为v0D.水平位移为v06.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,速度方向与斜面垂直,其运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()A.tanθ B.2tanθC. D.7.(多选)在同一点O水平抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体做平抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是()A.tA>tB>tC B.tA=tB=tCC.vA<vB<vC D.vA>vB>vC8.如图所示,在某次空投演习中,离地距离为H处的飞机放射一颗导弹,导弹以水平速度v1射出,欲轰炸地面上的目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上放射导弹进行拦截。设飞机放射导弹时与拦截系统的水平距离为s,假如拦截胜利,不计空气阻力,则v1、v2的关系应满意()A.v1=v2 B.v1=v2C.v1=v2 D.v1=v29.如图所示,水平房顶高H=5m,墙高h=3.2m,墙到房子的距离l=3m,墙外公路宽d=10m。欲使小球从房顶水平飞出落在墙外的公路上,求小球离开房顶时的速度v0应满意的条件。(墙的厚度不计,g取10m/s2)参考答案自主预习(一)1.合力(加速度)方向速度方向2.(1)增大(2)减小(3)不变(二)1.(1)只具有水平初速度(2)物体只受重力2.匀变速曲线运动3.匀速直线运动自由落体运动【课堂探究】(一)[情境设问]合力和速度不共线结论1:合外力加速度(二)[思索与探讨]1.向右上做匀速直线运动2.向右上做匀加速曲线运动结论2两个互成角度的直线运动合成分运动分运动合运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动当合初速度方向与合加速度方向共线时,物体做匀变速直线运动当合初速度方向与合加速度方向不共线时,物体做匀变速曲线运动(三)结论3:1)t=下落高度h无关2)初速度v0下落高度h3)初速度v0下落高度h4)tanα=2tanθ例题展示【例题1】C蜡块参与了两个分运动,竖直方向在管中匀加速上浮,水平方向向右匀速直线运动,故它做匀变速曲线运动,蜡块的合力竖直向上,故它的运动轨迹向上弯曲,A、B、D错误,C正确。【变式训练1】(1)匀变速曲线运动(2)10m/s(3)180m解析:(1)由图可看出,物体沿x方向的分运动为匀速直线运动,vx=30m/s,加速度为0。沿y方向的分运动为匀变速直线运动,初速度沿y轴负方向,vy0=40m/s,加速度不变,ay=m/s2=m/s2,方向沿y轴正方向,合运动的初速度(指向第四象限)与加速度不在同始终线上,故物体做匀变速曲线运动。(2)由图可知t=4.5s时vx=30m/s,vy=20m/s,得v==10m/s;(3)依据图像的面积表示位移,在前6s内,可得x轴方向的分位移为sx6=vxt=30×6m=180my轴方向的分位移为sy6=0m故物体在前6s内的位移大小s6=sx6=180m。【例题2】C解析:当合速度的方向与河岸垂直时,渡河位移最短,设船头与上游河岸方向的夹角为θ,则cosθ===,所以θ=60°,渡河的位移x=d=400m;依据矢量合成法则,有v合==2m/s,渡河时间t==s=s,C正确。【变式训练2】BD解析:当船头的指向(即船相对于静水的航行方向)始终垂直于河岸时,渡河时间最短,且tmin=s=40s,A错误,B正确;因河水的流速随距岸边距离的改变而改变,则小船的实际航速、航向都在改变,航向改变引起船的运动轨迹不在一条直线上,C错误;船在静水中的速度肯定,则水流速度最大时,船速最大,由运动的合成可知船在河水中的最大速度为5m/s,D正确。【例题3】B解析:依据题意可得===,解得平抛运动的时间t=,水平位移为x=v0t=,依据平行四边形定则知,运动的位移s==,竖直分速度为vy=gt=v0,依据平行四边形定则知,瞬时速度的大小v==v0故B正确,A、C、D错误;故选B。【变式训练3】BD解析:竖直分位移与水平分位移大小相等,有v0t=gt2,t=,竖直方向上的分速度vy=gt=2v0,故A错误,D正确;此时小球的速度v==v0,故B正确;速度方向为运动轨迹的切线方向,位移方向为初位置指向末位置的方向,两方向不同,故C错误;故选BD。【例题4】C解析:A、B、小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动,设两段绳子夹角为θ,由几何关系可得v2=v1sinθ,所以v1>v2,故A、B均错误。C、D、而θ渐渐变大,故v2渐渐变大,物体有向上的加速度,处于超重状态,FT>G,故D错误,C正确。故选C。【例题5】C解析:小球落到斜面上时依据tanθ===,得t=,竖直分速度vy=gt=2v0tanθ,依据平行四边形定则得,物体落到斜面上的速度为v==v0。故选C。【例题6】B解析:由h=gt2,x=v0t,将h=5m,x=6.2m代入解得,平安跳过去的最小水平速度v0=6.2m/s。故选项B正确,A、C、D错误。课堂练习1.D解析:做曲线运动的物体,所受的合外力和加速度可以不变,如平抛运动;速度大小即速率可以不变,但方向时刻沿切线方向,例如匀速圆周运动,故D正确,A、B、C错误;故选D。2.D解析:磁体对小钢珠有吸引力,当磁铁放在位置A,即在钢珠的正前方时,钢珠所受的合力与速度的方向在一条直线上,所以其运动轨迹为直线,应是b,故选项A错误;当磁铁放在位置B时,小钢珠运动过程中受到磁体的吸引,小钢珠渐渐接近磁体,其速度在曲线的切线方向与受力的方向之间,所以其运动轨迹是c,故选项B错误;试验表明,当物体所受合外力的方向跟物体的运动方向不在同始终线上时,物体做曲线运动,即通过这个试验可以探究物体做曲线运动的条件,故选项D正确,C错误。3.C解析:蜡块参与了两个分运动,竖直方向在管中以速度v1匀速上浮,水平方向向右匀加速直线运动,速度v2不断变大,将v1与v2合成,如图所示,由于曲线运动的速度沿着曲线上该点的切线方向,又由于v1不变,v2不断变大,故θ不断变小,即切线方向与水平方向的夹角不断变小,故C正确。4.BD解析:由题图乙可知,猴子在竖直方向做初速度为8m/s,加速度大小为a==m/s2=4m/s2的匀减速运动,水平方向做速度大小为vx=m/s=4m/s的匀速运动,其合运动为曲线运动,故猴子在0~2s内做匀变速曲线运动,选项A错误,B正确;t=0时猴子的速度大小为v0==m/s=4m/s,选项C错误;猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s2,选项D正确。5.C解析:依据H-h=gt2知,篮球在空中飞行的时间t=,故A、B错误;篮球的水平位移为x=v0t=v0,故C正确,D错误。6.D解析:如图所示,设小球抛出时的初速度为v0,运动时间为t,则vx=v0,vy=,vy=gt,x=v0t,y=,联立以上各式得=,D正确。