《新高考物理一轮复习分层提升讲义B抛体运动 中档版（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理一轮复习分层提升讲义B抛体运动 中档版（含解析）（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、抛体运动考点一平抛运动的规律及应用平抛运动1.定义：将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，物体只在重力作用下的运动.2.性质：平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线.3.研究方法：化曲为直(1)水平方向：匀速直线运动；(2)竖直方向：自由落体运动.4.基本规律如图1，以抛出点O为坐标原点，以初速度v0方向(水平方向)为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向.图1技巧点拨1.平抛运动物体的速度变化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vgt是相同的，方向恒为竖直向下，如图2所示.图22.两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时
2、刻(任意位置)处，有tan 2tan .推导：tan 2tan (2)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过水平位移的中点，如图3所示，即xB.图3推导：xB例题精练1.如图4，抛球游戏中，某人将小球水平抛向地面的小桶，结果球落在小桶的前方.不计空气阻力，为了把小球抛进小桶中，则原地再次水平抛球时，他可以()图4A.增大抛出点高度，同时增大初速度B.减小抛出点高度，同时减小初速度C.保持抛出点高度不变，增大初速度D.保持初速度不变，增大抛出点高度答案B解析设小球平抛运动的初速度为v0，抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，根据hgt2，可得平抛运动的时间为：t，则水平位移为：x
3、v0tv0.增大抛出点高度，同时增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，故A错误.减小抛出点高度，同时减小初速度，则水平位移x减小，可能会抛进小桶中，故B正确.保持抛出点高度不变，增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，故C错误.保持初速度不变，增大抛出点高度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，D错误.2.A、B两小球分别从图5所示位置被水平抛出，落地点在同一点M，B球抛出点离地面高度为h，与落地点M水平距离为x，A球抛出点离地面高度为2h，与落地点M水平距离为2x，忽略空气阻力，重力加速度为g，关于A、B两小球的说法正确的是()图5A.A球的初速度是B球初速度的两倍B.要想A、B
4、两球同时到达M点，A球应先抛出的时间是C.A、B两小球到达M点时速度方向一定相同D.B球的初速度大小为x答案C解析设小球做平抛运动的水平位移为s，竖直高度为H，由平抛运动规律可得，sv0t，Hgt2，两式联立解得v0s，由题目条件可得vA2x，vBx，则A球的初速度是B球初速度的倍，故A、D错误；小球从开始抛出到落地时间为t，故可求得tA，tB，要想A、B两球同时到达M点，A球应先抛出的时间ttAtB(1)，故B错误；设小球落地时速度与水平方向夹角为，位移与水平方向夹角为，则由平抛运动推论可得tan 2tan ，故可得tan Atan B，所以A、B两小球到达M点时速度方向一定相同，故C正确.
5、3.如图6所示，小球从斜面的顶端A处以大小为v0的初速度水平抛出，恰好落到斜面底部的B点，且此时的速度大小vBv0，空气阻力不计，该斜面的倾角为()图6A.60 B.45 C.37 D.30答案B解析根据平行四边形定则知，小球落到斜面底端时竖直分速度为：vy2v0，设此时速度方向与水平方向的夹角为，则tan 2，设斜面的倾角为，由tan 2tan 知tan 1，故该斜面的倾角45，B正确.考点二平抛运动的临界、极值问题1.平抛运动的临界问题有两种常见情形：(1)物体的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度；(2)物体的速度方向恰好达到某一方向.2.解题技巧：在题中找出有关临界问题的关键字，
6、如“恰好不出界”、“刚好飞过壕沟”、“速度方向恰好与斜面平行”、“速度方向与圆周相切”等，然后利用平抛运动对应的位移规律或速度规律进行解题.例题精练4.某科技比赛中，参赛者设计了一个轨道模型，如图7所示.模型放到0.8 m高的水平桌子上，最高点距离水平地面2 m，右端出口水平.现让小球由最高点静止释放，忽略阻力作用，为使小球飞得最远，右端出口距离桌面的高度应设计为()图7A.0 B.0.1 m C.0.2 m D.0.3 m答案C解析小球从最高点到右端出口，满足机械能守恒，有mg(Hh)mv2，从右端出口飞出后小球做平抛运动，有xvt，hgt2，联立解得x2，根据数学知识知，当Hhh时，x最大
7、，即h1 m时，小球飞得最远，此时右端出口距离桌面高度为h1 m0.8 m0.2 m，故C正确.考点三与斜面或半圆有关的平抛运动与斜面有关的平抛运动1.顺着斜面平抛(1)落到斜面上，已知位移方向沿斜面向下(如图8)图8处理方法：分解位移.xv0tygt2tan 可求得t.(2)物体离斜面距离最大，已知速度方向沿斜面向下(如图9)图9处理方法：分解速度vxv0，vygttan t.2.对着斜面平抛垂直撞在斜面上，已知速度方向垂直斜面向下(如图10)图10处理方法：分解速度.vxv0vygttan 可求得t.例题精练5.如图11所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度v0同时水平向左与水平向右抛
8、出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为37和53，小球均落在坡面上.若不计空气阻力，sin 370.6，cos 370.8，则A和B两小球的运动时间之比为()图11A.169 B.916C.34 D.43答案B解析小球A落到坡面上时，有tan 37，即tA，小球B落到坡面上时，有tan 53，即tB，所以，B正确.6.(多选)如图12，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，击中坡上的目标A.已知A点高度为h，山坡倾角为，重力加速度为g，由此可算出()图12A.轰炸机的飞行高度B.轰炸机的飞行速度C.炸弹的飞行时间D.炸弹投出时的动能答案ABC解析设轰炸机投弹位置高度为H，
9、炸弹水平位移为x，则Hhvyt，xv0t，得，因为，x，联立解得Hh，故A正确；根据Hhgt2可求出炸弹的飞行时间，再由xv0t可求出轰炸机的飞行速度，故B、C正确；因不知道炸弹的质量，不能求出炸弹投出时的动能，故D错误. 与圆弧面有关的平抛运动1.落点在圆弧面上的三种常见情景图13(1)如图13甲所示，小球从半圆弧左边沿平抛，落到半圆内的不同位置.由半径和几何关系制约时间t：hgt2，Rv0t，联立两方程可求t.(2)如图乙所示，小球恰好沿B点的切线方向进入圆轨道，此时半径OB垂直于速度方向，圆心角与速度的偏向角相等.(3)如图丙所示，小球恰好从圆柱体Q点沿切线飞过，此时半径OQ垂直于速度方
10、向，圆心角与速度的偏向角相等.2.与圆弧面有关的平抛运动，题中常出现一个圆心角，通过这个圆心角，就可找出速度的方向及水平位移和竖直位移的大小，再用平抛运动的规律列方程求解.例题精练7.如图14所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为.一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道.已知重力加速度为g，不计空气阻力，则A、B之间的水平距离为()图14A. B. C. D.答案A解析由小球恰好沿B点的切线方向进入圆轨道可知，小球在B点时的速度方向与水平方向的夹角为.由tan ，xv0t，联立解得A、B之间的水平距离为x，选项A正确.8.如图15所示为
11、四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60，则C点到B点的距离为()图15A.R B.C. D.答案D解析设小球平抛运动的初速度为v0，由题意知小球通过D点时的速度与圆柱体相切，则有tan 60，即；小球平抛运动的水平位移：xRsin 60v0t，联立解得：v02，vy2，设平抛运动的竖直位移为y，vy22gy，解得：y，则CByR(1cos 60)，故D正确，A、B、C错误.考点四斜抛运动1.定义：将物体以初速度v0斜向上方或斜向下方抛出，物体只在重力作用下的运动.2.性质：斜抛运动是加速度为g的匀变速曲
12、线运动，运动轨迹是抛物线.3.研究方法：运动的合成与分解(1)水平方向：匀速直线运动；(2)竖直方向：匀变速直线运动.4.基本规律(以斜上抛运动为例，如图20所示)图16(1)水平方向：v0xv0cos_，F合x0；(2)竖直方向：v0yv0sin_，F合ymg.技巧点拨对斜上抛运动从抛出点到最高点的运动，可逆过程分析为平抛运动，分析完整的斜上抛运动，还可根据对称性求解某些问题.例题精练9.某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，运动轨迹如图17所示，不计空气阻力，关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程()图17A.两次在空中运动的时间相等B.两次抛
13、出时的速度相等C.第1次抛出时速度的水平分量小D.第2次抛出时速度的竖直分量大答案C解析将篮球的运动反向处理，即为平抛运动.由题图可知，第2次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A错误.平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，第2次运动过程中的高度较小，故第2次抛出时速度的竖直分量较小，故D错误.平抛运动在水平方向是匀速直线运动，水平射程相等，由xv0t可知，第2次抛出时水平分速度较大，第1次抛出时水平分速度较小，故C正确.水平分速度第2次大，竖直分速度第1次大，根据速度的合成可知，两次抛出时的速度大小关系不能确定，故B错误.综合练习一选择题（共10小题）1（南阳期中）在某次乒乓球比赛中，乒
14、乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网，把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，如图所示，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法正确的是（）A起跳时，球1的速度小于球2的速度B球1的速度变化率等于球2的速度变化率C球1的飞行时间大于球2的飞行时间D过网时球1的速度小于球2的速度【分析】起跳后，乒乓球的运动视为斜抛运动，其逆过程为平抛运动。根据PGmgvy判定功率关系；根据vgt判定速度变化快慢；根据运动的合成判定平抛运动的初速度大小。【解答】解：ACD、起跳后，乒乓球的运动视为斜抛运动，其逆过程为平抛运动。由h，得t，则球1的飞行时间等于球2的飞行时间。过网时球的速度是平抛运动的初速度，根据以上分析知运动时间相同，球1的水平位移大，故过网时球1的速度大于球2的速度；起跳时，竖直分速度为vygt，可知起跳时，两球竖直方向的分速度是相等的，所以起跳时，球1的速度大于球2的速度。故ACD都错误，B、不计乒乓球的旋转和空气阻力，知两球加速度等于g，相同，故球1的速度变化率等于球2的速度变化率，故B正确。故选：B。【点评】解决本题的关键是运
