《（三维设计）2016年高考物理一轮（广东专版+习题课件+高考题库+考点通关）第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动 第2单元 平 抛 运 动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（三维设计）2016年高考物理一轮（广东专版+习题课件+高考题库+考点通关）第四章 曲线运动 抛体运动与圆周运动 第2单元 平 抛 运 动（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 2 单元 平 抛 运 动 平抛运动及其规律 想一想 如图 4 2 1 所示，甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，P 点在丙球正下方。某时刻，甲、乙、丙同时开始运动，甲以水平速度 v 0 平抛，乙以水平速度 v 0 沿水平面向右做匀速直线运动，丙 做自由落体运动，若甲、乙、丙三球同时到达 P 点，试说明甲球所做的平抛运动在水平方向和竖直方向的分运动各是什么运动？ 图 4 2 1 提示： 若甲、乙、丙三球同时到达 P 点，则说明甲在水平方向的运动与乙的运动相同，为匀速直线运动，甲在竖直方向的运动与丙的运动相同，为自由落体运动。 记一记
2、1 特点 (1) 运动特点：初速度方向 。 (2) 受力特点：只受 。 2 性质 平抛运动是加速度恒为重力加速度的 曲线运动，轨迹为 。 3 研究方法 用运动的合成与分解方法研究平抛运动。 水平方向： 运动 竖直方向： 运动。 水平 重力作用 匀变速 抛物线 匀速直线 自由落体 4 运动规律 ( 如下表所示 ) 水平方向 x 直方向 合速度 大小 方向 合位移 大小 方向 轨迹方程 v y y 12 v v x 2 v y 2 与水平方向的夹角 t v yv x s 与水平方向的夹角 t v 0 y g2 v 0 2x 2 v 0 2 g 2 x 2 试一试 1 ( 2014 汕头市金山中学高
3、三期中 ) 在同一水平直线上的两位置沿水平方向分别抛出两小球 A 和 B ，其运动轨迹如图 4 2 2所示，不计空气阻力。要两球在空中相碰，则 ( ) 图 4 2 2 A 球 A 先抛出 B 球 B 先抛出 C 两球同时抛出 D 两球质量相等 解析： 由于相遇时 A 、 B 做平抛运动的竖直位移相同，由 h 12以判断两球下落时间相同，即两球应同时抛出。 答案： C 斜抛运动 记一记 1 概念 以一定的初速度将物体沿与水平方向 斜向抛出，物体仅在 所做的曲线运动。 2 性质 斜抛运动是加速度恒为重力加速度 g 的匀变速曲线运动，轨迹是 。 成一定角度 重力作用下 抛物线 3 基本规律 以斜向上
4、抛为例说明，如图 4 2 3 所示。 图 4 2 3 ( 1) 水平方向： v 0 x ， F 合 x 0 。 ( 2) 竖直方向： v 0 y ， F 合 y 因此斜抛运动可以看做是水平方向的 和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。 匀速直线运动 试一试 2 多选 物体以速度 则 ( ) 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 D 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量一定相同， A 正确；由斜抛运动的两分运动特点知 B 选项错误；射高与射
5、程不仅取决于 v 0 的大小，还取决于抛出速度 v 0 与水平方向的夹角大小，故 C 选项错误，D 选项正确。 答案 ： 平抛运动规律的应用 1. 飞行时间 t 2 行时间取决于下落高度 h ，与初速度 2 水平射程 x 水平射程由初速度 h 共同决定，与其他因素无关。 3 落地速度 v 2 以 表示落地时 速度与 x 轴正方向间的夹角，有 t a n 所以落地速度也只与初速度 h 有关。 图 4 2 4 4 速度改变量 因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度 g ，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔 t 内的速度改变量 v g t 相同，方向恒为竖直向下，如图 4 2 4 所示。 5 两
6、个重要推论 ( 1) 做平抛 ( 或类平抛 ) 运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图 4 2 5 甲中 A 点和B 点所示。 图 4 2 5 ( 2) 做平抛 ( 或类平抛 ) 运动的物体在任一时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为 ，位移与水平方向的夹角为 ，则 t 2t 。如图乙所示。 例 1 ( 2014 顺德模拟 ) 初速度为 某时刻物体的水平分位移与竖直分位移大小相等 ， 下列说法错误的是 ( ) A 该时刻物体的水平分速度与竖直分速度相等 B 该时刻物体的速率等于 5 物体运动的时间为2 该时刻物体位移大小等于2 2 审题指导 ( 1 )
7、 明确平抛运动的物体运 动时间的决定因素 。 ( 2 ) 水平位移与初速度和下落时间的决定关系 。 解析 设物体的运动时间为 t ，根据题意可列方程 12得 t 2 知 C 项正确； t 2 直分速度 2 于 时刻物体瞬时速度为 v 见选项 A 错误， B 正确； t 2 体的水平位移与竖直位移相等， x 2 y 。则该时刻物体位移大小为 s 2 项 D 正确。 答案 A ( 1 ) 解答平抛运动问题时 ， 一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解 ， 这样分解的优点是不用分解初速度 ， 也不用分解加速度 。 ( 2 ) 分析平抛运动时 ， 要充分利用平抛运动中的两个矢量三角形找各量的关
8、系 。 类平抛运动问题分析 1. 类平抛运动的受力特点 物体所受合力为恒力，且与初速度的方向垂直。 2 类平抛运动的运动特点 在初速度 合外力方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度 a F 合m。 3 类平抛运动问题的求解思路 例 2 在光滑的水平面内，一质量 m 1 k g 的质点以速度 v 0 10 m /s 沿 x 轴正方向运动，经过原点后受一沿 y 轴正方向 ( 竖直方向 ) 的恒力 F 1 5 N 作用，直线 x 轴成 37 ，如图 4 2 6 所示曲线为质点的轨迹图 ( g 取 1 0 m / s 37 c 7 ，求： 图 4 2 6 ( 1) 如果质点的运动轨迹与直线 交于 P
9、 点，质点从 O 点到 P 点所经历的时间以及 P 点的坐标； ( 2) 质点经过 P 点时的速度大小。 审题指导 第一步：抓关键点 沿 沿 15 N 质点经过 以速度 10 m/s沿 获取信息 关键点 第二步：找突破口 要求质点从 O 点到 P 点的时间可分析沿 x 方向和 y 方向的分运动位移，利用 t 解析 ( 1) 质点在水平方向上无外力作用做匀速直线运动，竖直方向受恒力 F 和重力 用做匀加速直线运动。 由牛顿第二定律得： a F 5 101m /5 m / 设质点从 O 点到 P 点经历的时间为 t ， P 点坐标为 ( ， 则 2 t t 3 s ， 30 m ， 22.5 m
10、。 ( 2 ) 质点经过 P 点时沿 y 轴正方向的速度 v y 15 m /s 故 P 点的速度大小 v P v 02 v 5 13 m /s 。 答案： ( 1 ) 3 s x P 30 m ， y P m ( 2 ) 5 13 m /s 类平抛运动的两种求解技巧 (1) 常规分解法：将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向 ( 即沿合力方向 ) 的匀加速直线运动，两分运动彼此独立，互不影响，且与合运动具有等时性。 (2) 特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度分解为 速度 后分别在 x ， y 方向列方程求解。 模型概述 平抛运动与斜面
11、相结合的模型，其特点是做平抛运动的物体落在斜面上，包括两种情况： ( 1) 物体从空中抛出落在斜面上； ( 2) 从斜面上抛出落在斜面上。 在解答该类问题时，除要运用平抛运动的位移和速度规律外，还要充分利用斜面倾角，找出斜面倾角同位移和速度的关系，从而使问题得到顺利解决。 分解位移，构建位移三角形 分解位移 分解速度，构建速度三角形 分解速度 求小球平抛时间 斜面 总结 实 例 内容 方法 水平 v x v 0 竖直 v y速度 v v x 2 v y 2 水平 x v 0 t 竖直 y 12x 合 v y t a n v 0v yv 0故 tv 0g t a n 如图， x v 0 t， y
12、 12 t a n 立得 t2 v 0 t a n g 典例 滑雪比赛惊险刺激，如图 4 2 7 所示，一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从 O 点水平飞出，经过 3.0 s 落到斜坡上的 A 点。已知 O 点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角 37 ，运动员的质量 m 50 不计空气阻力。 ( 取 37 c 7 g 取 10 m /求： 图 4 2 7 ( 1) A 点与 O 点的距离 L 。 ( 2) 运动员离开 O 点时的速度大小。 ( 3) 运动员从 O 点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。 解析 ( 1) 运动员在竖直方向做自由落体运动， 有 L 37 12L 37 75 m 。 ( 2) 设运动员离开 O 点时的速度为
