2025届高考物理二轮总复习第一编专题1力与运动第3讲抛体运动课件

第三讲抛体运动通览知识明要点研学考点提能力目录索引0102突破热点聚素养03通览知识明要点研学考点提能力考点一运动的合成与分解高考风向标考点考题明细考查频度运动的合成与分解2023辽宁卷,1;2022湖南卷,5;2022广东卷,3地方卷:3年3考命题角度1运动的合成与分解的基本思路(1)明确合运动和分运动的运动性质。(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)运用力与速度的方向关系或矢量的运算法则进行分析求解。例1(2023江苏卷)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是(

)答案

D解析

以罐子为参考系,漏出去的沙初速度为0,水平加速度为罐子的对地加速度a,重力加速度为g,因此漏出去的沙相对于罐子斜向下做初速度为0的匀加速直线运动,因此沙子排列的轨迹为斜向左下方的一条直线,选项D正确。命题角度2关联速度问题首先明确物体的实际速度为合速度,将物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)的两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图所示。例2(2024云南模拟)为了减小关后备箱时箱盖和车体间的冲力,在箱盖和车体间安装液压缓冲杆,其结构如图所示。当液压杆AO2长度为L时,AO2和水平方向夹角为75°,AO1和水平方向夹角为45°,A点相对于O1的速度是vA,则A点相对于O2的角速度为(

)A命题角度3小船渡河问题三种渡河情境例3

如图所示,小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ角的速度从O处过河,经过一段时间,正好到达正对岸的O'处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O'处,在水流速度不变的情况下,可采取的方法是(

)A.θ角不变且v增大

B.θ角减小且v增大C.θ角增大且v减小

D.θ角增大且v增大答案

D解析

由题意可知,航线恰好垂直于河岸,要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O'处,则合速度增大,方向始终垂直于河岸。小船在静水中的速度增大,与上游河岸的夹角θ增大,如图所示,故选D。拓展衍生1.如图所示,套在光滑竖直杆上的物体A,通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与光滑水平面上的物体B相连接,A、B质量相同。现将A从与B等高处由静止释放,不计一切摩擦,重力加速度为g,当细绳与竖直杆间的夹角为θ=60°时,A下落的高度为h,此时物体B的速度大小为(

)A考点二抛体运动高考风向标考点考题明细考查频度抛体运动2024山东卷,12;2024湖北卷,3;2024江苏卷,4;2024江西卷,8;2023新课标卷,24;2023山东卷,15;2023湖南卷,2;2022全国甲卷,24;2022山东卷,11;2022广东卷,6;2022河北卷,10全国卷:3年2考地方卷:3年9考命题角度1平抛运动问题1.处理平抛运动问题的四个关键点(1)处理平抛运动(或类平抛运动)时,一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解,先按分运动规律列式,再用运动的合成求合运动。

实际就是分解位移(2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题,其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。

实际就是分解速度(3)若平抛的物体垂直打在斜面上,则物体打在斜面上瞬间,其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。(4)做平抛运动的物体,其位移方向与速度方向一定不同。2.平抛运动的三个重要推论(1)若速度方向与水平方向的夹角为α,位移方向与水平方向的夹角为θ,则tanα=2tanθ。(2)平抛运动到任一位置A,过A点作其速度方向的反向延长线交Ox轴于C点,有OC=(如图所示)。(3)任何一段时间内,速度变化量为Δv=gΔt,方向恒为竖直向下;连续相等的时间间隔Δt内,竖直方向的位移差不变,为Δy=g(Δt)2,在平抛运动轨迹上找几个点,使x1=x2=…,利用y2-y1=g(Δt)2可求重力加速度。例4(2024辽宁辽阳二模)如图甲所示,客家人口中的“风车”也叫“谷扇”,是农民常用来精选谷物的农具。在同一风力作用下,精谷和瘪谷(空壳)都从洞口水平飞出,结果精谷和瘪谷落地点不同,自然分开,简化装置如图乙所示。谷粒从洞口飞出后均做平抛运动,落在M点的谷粒速度方向和竖直方向的夹角为θ1,从洞口飞出时的速度大小为v1;落在N点的谷粒速度方向和竖直方向的夹角为θ2,从洞口飞出时的速度大小为v2。下列分析正确的是(

)B解析

精谷的质量大于瘪谷的质量,在相同的风力作用下,瘪谷获得的加速度大于精谷的加速度,加速位移相同,由v2=2ax可知,瘪谷获得的速度大于精谷的速度。精谷和瘪谷从洞口飞出后均做平抛运动,竖直方向位移相同,例5(2023全国甲卷)如图所示,光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为Ep。释放后,小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的,小球与地面碰撞后,弹起的最大高度为h,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。求:(1)小球离开桌面时的速度大小;(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。解题指导【审题】【破题】(1)小球和弹簧组成的系统在桌面上机械能守恒;(2)小球与水平地面碰撞后,在竖直方向上做竖直上抛运动;(3)把握小球与地面碰撞前后竖直方向上的速度关系。(2)设小球刚离开桌面到第一次落地所用时间为t,第一次落地的竖直速度为vy,落地点距桌面上其飞出点的水平距离为x,第一次落地后弹起的竖直速度为vy',则x=v0tvy=gtvy'2=2gh命题角度2斜抛运动问题

例6

(多选)(2024江西卷)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处。如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为v0,末速度v沿x轴正方向。在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度vx和竖直方向分速度vy与时间t的关系,下列图像可能正确的是(

)答案

AD解析

小鱼在运动过程中只受重力作用,做斜上抛运动,可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动。水平方向速度不变,水平位移x=vxt,选项A正确,C错误。竖直方向y=vy0t-gt2,vy=vy0-gt,且最高点时竖直方向的速度为0,选项B错误,D正确。拓展衍生2.(2024内蒙古呼和浩特二模)“打水漂”是一种常见的娱乐活动,以一定的高度水平扔出的瓦片,会反复在水面上弹跳前进,假设瓦片和水面相撞后,在水平和竖直方向上速度大小均减小,以下四幅图有可能是瓦片轨迹的是(

)答案

C解析

瓦片和水面相撞后,在竖直方向上速度大小减小,故碰撞后小球竖直方向上升的高度逐渐减小,根据t=2可知,瓦片在空中的时间逐渐减小,水平方向有x=vxt,可知瓦片在空中通过的水平位移逐渐减小,C正确。3.(2023山东卷)电磁炮灭火消防车(图甲)采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能,设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示,若电磁炮正对高楼,与高楼之间的水平距离L=60m,灭火弹出膛速度v0=50m/s,方向与水平面夹角θ=53°,不计炮口离地面高度及空气阻力,重力加速度大小g取10m/s2,sin53°=0.8。(1)求灭火弹击中高楼位置距地面的高度H。(2)已知电容器储存的电能E=CU2,转化为灭火弹动能的效率η=15%,灭火弹的质量为3kg,电容C=2.5×104

μF,电容器工作电压U应设置为多少?解析

(1)灭火弹出膛速度v0=50

m/s,方向与水平面夹角θ=53°灭火弹水平速度为vx=v0cos

θ=30

m/s突破热点聚素养经典物理模型:抛体运动模型高中物理中的抛体运动包含平抛运动和斜抛运动,要掌握抛体运动的规律、特点和常用结论,结合化曲为直的思维方法变换视角,建构物理模型。解答时,首先确定曲线所在的平面,再根据几何关系确定水平位移和竖直位移,最后由抛体运动的公式解决问题。模型建构考向分析抛体运动在高考中可以单独命题,也常常结合圆周运动、机械能等知识命题。试题往往与生活实际、体育运动等联系密切,体现物理来源于生活又走向生活的命题理念。案例探究典例(多选)(2022山东卷)如图所示,某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离为4.8m。当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍,平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取10m/s2,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为(

)BD解析

思路一:如图所示,图甲为网球向上运动过程中轨迹所在竖直平面,图乙为网球运动全过程的俯视图。甲乙思路二:图丙为网球运动全过程的俯视图。将网球在O点(击球点)的速度分解为竖直向上的速度vy(图中未画出)、垂直于墙的速度vx、平行于墙的速度vz。由题意,至网球碰墙前瞬间,vy减为0,vx、vz均不变;撞墙后,vz没有发生变化,垂直于墙的速度大小vx'=0.75vx。角