高考物理一輪總復(fù)習(xí)第四章第2講平拋運(yùn)動(dòng)講義含解析新人教版.docx

第2講平拋運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)填一填知識(shí)點(diǎn)1平拋運(yùn)動(dòng)1定義：將物體以一定的初速度沿水平方向拋出，物體只在重力作用下(不考慮空氣阻力)的運(yùn)動(dòng)2性質(zhì)加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線3基本規(guī)律以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，水平方向(初速度v0方向)為x軸，豎直向下方向?yàn)閥軸，建立平面直角坐標(biāo)系，則：(1)水平方向：做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度vxv0，位移xv0t.(2)豎直方向：做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度vygt，位移ygt2.(3)合速度：v，方向與水平方向的夾角為，則tan .(4)合位移：s，方向與水平方向的夾角為，tan .4兩個(gè)重要推論(1)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)，如圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)所示(2)做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻任一位置處，設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為，位移方向與水平方向夾角為，則tan 2tan_.判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)以一定的初速度水平拋出的物體的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)()(2)平拋運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻變化，加速度方向也可能時(shí)刻變化()(3)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相同()(4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長()(5)從同一高度水平拋出的物體，不計(jì)空氣阻力，初速度越大，落地速度越大()知識(shí)點(diǎn)2斜拋運(yùn)動(dòng)1定義：將物體以初速度v0斜向上方或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)2性質(zhì)：斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線.,教材挖掘做一做1(人教版必修2 P9例1改編)如圖，滑板運(yùn)動(dòng)員以速度v0從離地高度為h的平臺(tái)末端水平飛出，落在水平地面上忽略空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員和滑板可視為質(zhì)點(diǎn)，下列表述正確的是()Av0越大，運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長Bv0越大，運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度越大C運(yùn)動(dòng)員落地速度與高度h無關(guān)D運(yùn)動(dòng)員落地位置與v0無關(guān)答案：B2.(人教版必修2 P10“做一做”改編)(多選)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的有()A兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B兩球應(yīng)同時(shí)落地C應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn)D實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：BC3(人教版必修2 P12第1題改編)靜止的城市綠化灑水車，由橫截面積為S的水龍頭噴嘴水平噴出水流，水流從射出噴嘴到落地經(jīng)歷的時(shí)間為t，水流落地點(diǎn)與噴嘴連線與水平地面間的夾角為，忽略空氣阻力，重力加速度為g，以下說法正確的是()A水流射出噴嘴的速度大小為gttan B空中水柱的水量為C水流落地時(shí)位移大小為D水流落地時(shí)的速度大小為2gtcos 解析：B水流落地點(diǎn)與噴嘴連線與水平地面間的夾角為，則有tan ，解得v0，t，故A錯(cuò)誤；空中水柱的水量QSv0t，故B正確；水流落地時(shí)，豎直方向位移hgt2，根據(jù)幾何關(guān)系得，水流落地時(shí)位移大小s，故C錯(cuò)誤；水流落地時(shí)，豎直方向速度vygt，則水流落地時(shí)的速度v，故D錯(cuò)誤考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律考點(diǎn)解讀1飛行時(shí)間：由t知，時(shí)間取決于下落高度h，與初速度v0無關(guān)2水平射程：xv0tv0，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同決定，與其他因素?zé)o關(guān)3落地速度：v，以表示落地速度與x軸正方向的夾角，有tan ，所以落地速度只與初速度v0和下落高度h有關(guān)4速度改變量：物體在任意相等時(shí)間內(nèi)的速度改變量vgt相同，方向恒為豎直向下，如圖所示典例賞析典例1(2017全國卷)發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其原因是()A速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C速度較大的球通過同一水平距離所用的時(shí)間較少D速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大解析C由題意知，速度大的先過球網(wǎng)，即同樣的時(shí)間，速度大的水平位移大，或者同樣的水平距離，速度大的用時(shí)少，故C正確；A、B、D錯(cuò)誤“化曲為直”思想在拋體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1根據(jù)等效性，利用運(yùn)動(dòng)分解的方法，將其轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，在這兩個(gè)方向上分別求解2運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成的方法求出平拋運(yùn)動(dòng)的速度、位移等題組鞏固1在地面上方某點(diǎn)將一小球以一定的初速度沿水平方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則小球在隨后的運(yùn)動(dòng)中()A速度和加速度的方向都在不斷改變B速度與加速度方向之間的夾角一直減小C在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速率的改變量相等D在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動(dòng)能的改變量相等解析：B由于不計(jì)空氣阻力，小球只受重力作用，故加速度為g，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，速度的方向不斷變化，在任意一段時(shí)間內(nèi)速度的變化量vgt，如圖，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)某時(shí)刻速度與豎直方向的夾角為，則tan ，隨著時(shí)間t的變大，tan 變小，選項(xiàng)B正確；由圖可以看出，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，速度的改變量v相等，但速率的改變量v3v2v2v1v1v0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在豎直方向上位移hgt2，可知小球在相同的時(shí)間內(nèi)下落的高度不同，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的改變量等于重力做的功，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(多選)如圖為自動(dòng)噴水裝置的示意圖噴頭高度為H，噴水速度為v，若要增大噴灑距離L，下列方法中可行的有()A減小噴水的速度vB增大噴水的速度vC減小噴頭的高度H D增大噴頭的高度H解析：BD根據(jù)Hgt2得t ，則噴灑的距離Lvtv ，則增大噴水的速度，增大噴頭的高度可以增大噴灑距離，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤3.(2019北京東城區(qū)模擬)“東方2018”是中俄戰(zhàn)略級聯(lián)合軍演，于2018年9月11日開練如圖所示，在聯(lián)合軍事演習(xí)中，離地面H高處的飛機(jī)以水平對地速度v1發(fā)射一顆炸彈轟炸地面目標(biāo)P，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以初速度v2豎直向上發(fā)射一顆炮彈攔截(炮彈運(yùn)動(dòng)過程視為豎直上拋)，設(shè)此時(shí)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為x，若攔截成功，不計(jì)空氣阻力，則v1、v2的關(guān)系應(yīng)滿足()Av1 v2 Bv1v2Cv1 v2 Dv1v2解析：C炮彈攔截成功，即炮彈與炸彈同時(shí)運(yùn)動(dòng)到同一位置設(shè)此位置距地面的高度為h，則xv1t，hv2tgt2，Hhgt2，由以上各式聯(lián)立解得v1v2，故C正確考點(diǎn)二多體平拋運(yùn)動(dòng)問題考點(diǎn)解讀1兩條平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的交點(diǎn)是兩物體的必經(jīng)之處，兩物體要在此處相遇，必須同時(shí)到達(dá)此處即軌跡相交是物體相遇的必要條件2若兩物體同時(shí)從同一高度拋出，則兩物體始終處在同一高度3若兩物體同時(shí)從不同高度拋出，則兩物體高度差始終與拋出點(diǎn)高度差相同4若兩物體從同一高度先后拋出，則兩物體高度差隨時(shí)間均勻增大典例賞析典例2(2017江蘇卷)如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時(shí)水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t在空中相遇若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時(shí)間為()AtB.tC. D.解析C設(shè)第一次拋出時(shí)A球速度為v1，B球速度為v2，則A、B間水平距離x(v1v2)t.第二次兩球速度為第一次的2倍，但水平距離不變，則x2(v1v2)T，聯(lián)立得Tt/2，所以C正確A、B、D錯(cuò)誤母題探究母題典例2探究1.兩物體從不同高度拋出落在同一位置的平拋探究2.物體從同一高度下落到不同高度的平拋探究3.多體從不同高度落在不同位置的平拋探究1兩物體從不同高度拋出落在同一位置的平拋如圖所示，A、B兩個(gè)小球從同一豎直線上的不同位置水平拋出，結(jié)果它們同時(shí)落在地面上的同一點(diǎn)C，已知A離地面的高度是B離地面高度的2倍，則A、B兩個(gè)球的初速度之比為vAvB為()A12 B21C.1 D.2解析：D由于A、B兩球離地面的高度之比為21，由t可知，它們落地所用的時(shí)間之比為1，由于它們的水平位移x相同，由v可知，初速度之比為12，D項(xiàng)正確探究2物體從同一高度下落到不同高度的平拋如圖所示，在同一平臺(tái)上的O點(diǎn)水平拋出的三個(gè)物體，分別落到a、b、c三點(diǎn)，則三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的初速度va、vb、vc的關(guān)系和三個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta、tb、tc的關(guān)系是()Avavbvc，tatbtcBvavbvc，tatbtcCvavbvc，tatbtcDvavbvc，tatbtc解析：C三個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向都為自由落體運(yùn)動(dòng)，由hgt2可知，a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短；由水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)可知c的初速度最大，a的初速度最小，C正確探究3多體從不同高度落在不同位置的平拋(多選)如圖，x軸在水平地面內(nèi)，y軸沿豎直方向圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的不計(jì)空氣阻力，則()Aa的飛行時(shí)間比b的長Bb和c的飛行時(shí)間相同Ca的水平速度比b的小Db的初速度比c的大解析：BD三個(gè)小球a、b和c水平拋出以后都做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：xv0t，ygt2，所以t，由ybycya，得tbtcta，選項(xiàng)A錯(cuò)，B對；又根據(jù)v0x，因?yàn)閥bya，xbxa，ybyc，xbxc，故vavb，vbvc，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D對考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題考點(diǎn)解讀1確定在臨界狀態(tài)下所對應(yīng)的臨界條件，一般平拋運(yùn)動(dòng)過哪個(gè)點(diǎn)，限定了平拋運(yùn)動(dòng)的位移；平拋運(yùn)動(dòng)切入某個(gè)軌道，限定了速度方向2利用分解位移或分解速度的方法解決問題3確定研究過程，一般從平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)開始計(jì)算問題比較簡單典例賞析典例3一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示水平臺(tái)面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h.不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是()A. vL1B. v C. v D. v 審題指導(dǎo)(1)審關(guān)鍵詞：發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球(2)思路分析：乒乓球落在右側(cè)臺(tái)面的臺(tái)角處時(shí)，速度取最大值乒乓球沿正前方且恰好擦網(wǎng)而過時(shí)，速度取最小值解析D乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng)，落到右側(cè)臺(tái)面上時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間t1滿足3hgt.當(dāng)v取最大值時(shí)其水平位移最大，落點(diǎn)應(yīng)在右側(cè)臺(tái)面的臺(tái)角處，有vmaxt1，解得vmax ；當(dāng)v取最小值時(shí)其水平位移最小，發(fā)射方向沿正前方且恰好擦網(wǎng)而過，此時(shí)有3hhgt，vmint2，解得vmin，故D正確處理平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題要抓住兩點(diǎn)1找出臨界狀態(tài)對應(yīng)的臨界條件2要用分解速度或分解位移的思想分析平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題母題探究母題典例3探究1.極端分析法分析臨界問題探究2.對稱法分析臨界問題探究1極端分析法分析臨界問題如圖所示，排球場總長為18 m，設(shè)球網(wǎng)高度為2 m，運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3 m的線上(圖中虛線所示)正對網(wǎng)前跳起將球水平擊出(不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2)(1)設(shè)擊球點(diǎn)在3 m線正上方高度為2.5 m處，試問擊球的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不越界？(2)若擊球點(diǎn)在3 m線正上方的高度小于某個(gè)值，那么無論擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是越界，試求這個(gè)高度解析：(1)如圖甲所示，設(shè)球剛好擦網(wǎng)而過，則擊球點(diǎn)到擦網(wǎng)點(diǎn)的水平位移x13 m，豎直位移y1h2h1(2.52) m0.5 m，根據(jù)位移關(guān)系xvt，ygt2，可得vx，代入數(shù)據(jù)可得v13 m/s，即所求擊球速度的下限設(shè)球剛好打在邊界線上，則擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移x212 m，豎直位移y2h22.5 m，代入上面的速度公式vx，可求得v212 m/s，即所求擊球速度的上限欲使球既不觸網(wǎng)也不越界，則擊球速度v應(yīng)滿足3 m/sv12 m/s.(2)設(shè)擊球點(diǎn)高度為h3時(shí)，球恰好既觸網(wǎng)又壓線，如圖乙所示設(shè)此時(shí)排球的初速度為v，擊球點(diǎn)到觸網(wǎng)點(diǎn)的水平位移x33 m，豎直位移y3h3h1(h32) m，代入速度公式vx可得v3；同理對壓線點(diǎn)有x412 m，y4h3，代入速度公式vx可得v12兩式聯(lián)立解得h32.13 m，即當(dāng)擊球高度小于2.13 m時(shí)，無論球被水平擊出的速度多大，球不是觸網(wǎng)，就是越界答案：(1)3 m/sv12 m/s(2)2.13 m探究2對稱法分析臨界問題拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見，如乒乓球運(yùn)動(dòng)現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，設(shè)球臺(tái)長2L、網(wǎng)高h(yuǎn)，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力(設(shè)重力加速度為g)(1)若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出，落在球臺(tái)上的P1點(diǎn)(如圖實(shí)線所示)，求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1.(2)若球從O點(diǎn)正上方以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過球網(wǎng)落在球臺(tái)上的P2點(diǎn)(如圖虛線所示)，求v2的大小(3)若球從O點(diǎn)正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺(tái)邊緣P3點(diǎn)，求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h3.解析：(1)如圖甲所示，根據(jù)平拋規(guī)律得：h1gt，x1v1t1，聯(lián)立解得：x1v1(2)根據(jù)平拋規(guī)律得：h2gt，x2v2t2且h2h,2x2L，聯(lián)立解得v2.(3)如圖乙所示，得h3gt，x3v3t3且3x32L設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為t，水平距離為s，有h3hgt2sv3t由幾何關(guān)系得：x3sL，解得：h3h.答案：(1)v1(2)(3)h物理模型(四)常見平拋運(yùn)動(dòng)的模型模型闡述 1模型一：半圓內(nèi)的平拋運(yùn)動(dòng)(如圖甲)由半徑和幾何關(guān)系制約時(shí)間t：hgt2R v0t聯(lián)立兩方程可求t.甲2模型二：斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)(1)順著斜面平拋(如圖乙)方法：分解位移xv0tygt2tan 可求得t乙(2)對著斜面平拋(如圖丙)方法：分解速度vxv0vygttan 可求得t丙3模型三：對著豎直墻壁的平拋運(yùn)動(dòng)(如圖丁)水平初速度v0不同時(shí)，雖然落點(diǎn)不同，但水平位移相同t丁典例賞析典例(2018全國卷)在一斜面頂端，將甲、乙兩個(gè)小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的()A2倍 B4倍 C6倍 D8倍審題指導(dǎo)(1)平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡為拋物線，可以分解為豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)(滿足hgt2和vygt)和水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)(滿足xv0t)(2)根據(jù)動(dòng)能定理或速度分解，找出小球落到斜面上的速度v與拋出時(shí)的速度v0的關(guān)系(3)根據(jù)速度關(guān)系，得出甲、乙兩個(gè)小球落到斜面上時(shí)的速度之比解析A小球做平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示設(shè)斜面的傾角為.平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，xv0t，hgt2，由圖中幾何關(guān)系，可得tan ，解得：t；從拋出到落到斜面上，由動(dòng)能定理可得：mghmv2mv，可得：vv0，則，選項(xiàng)A正確1解決與斜面關(guān)聯(lián)的平拋運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，首先明確是已知速度方向還是已知位移方向與斜面的夾角，再確定與水平方向的夾角，最后對速度或位移進(jìn)行分解2與圓形裝置關(guān)聯(lián)的平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法與此類似題組鞏固1(多選)如圖，從半徑為R1 m的半圓AB上的A點(diǎn)水平拋出一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，經(jīng)t0.4 s小球落到半圓上，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭10 m/s2，則小球的初速度v0可能為()A1 m/sB2 m/sC3 m/s D4 m/s解析：AD由于小球經(jīng)0.4 s落到半圓上，下落的高度hgt20.8 m，位置可能