2012高一物理課件拋體運(yùn)動(dòng) （魯科版必修2）

1、拋體運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)1 平拋運(yùn)動(dòng)1.定義：把物體以一定的初速度沿_拋出，不考慮空氣阻力，物體只在_作用下所做的運(yùn)動(dòng)2.性質(zhì)：加速度為重力加速度g的_運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線水平方向重力勻變速曲線3.根本規(guī)律：以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，以水平方向(初速度v0方向)為x軸，以豎直向下方向?yàn)閥軸，建立平面直角坐標(biāo)系，那么：(1)水平方向：做_運(yùn)動(dòng)，速度vx=_, 位移x=_.(2)豎直方向：做_運(yùn)動(dòng)，速度vy=_,位移y=_.(3)合速度：v= 方向與水平方向夾角為，那么(4)合位移： 方向與水平方向夾角為，(5)軌跡方程：y=_.勻速直線v0v0t自由落體gt對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步理解1.飛行時(shí)間：由 知，時(shí)間取決于下落

2、高度h，與初速度v0無(wú)關(guān).2水平射程：x=v0t=v0 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： 以表示落地速度與x軸正方向間的夾角，有 所以落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān).4.速度改變量：因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的加速度為恒定的重力加速度g，所以做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等時(shí)間間隔t內(nèi)的速度改變量vgt相同，方向恒為豎直向下，如下圖.5.兩個(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(zhǎng)線一定通過(guò)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)的物體在任一時(shí)刻任一位置處，設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為，位移與水平方向

3、的夾角為，那么tan2tan.質(zhì)點(diǎn)從同一高度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A.質(zhì)量越大,水平位移越大B.初速度越大,落地時(shí)豎直方向速度越大C.初速度越大,空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)D.初速度越大,落地速度越大【解析】選D.水平拋出的物體,在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與質(zhì)量無(wú)關(guān),由 =2gh,可知 落地豎直速度只與高度h有關(guān)；由 知, 落地時(shí)間也由高度決定；落地速度 故只有D項(xiàng)正確.考點(diǎn)2 斜拋運(yùn)動(dòng)1.定義：以一定的初速度將物體與水平方向成一定角度斜向上拋出，物體僅在_作用下所做的曲線運(yùn)動(dòng)2.性質(zhì)：加速度為重力加速度g的_曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是_重力勻變

4、速拋物線斜拋運(yùn)動(dòng)的研究方法如下圖：(1)水平方向：v0 x=v0cos，F(xiàn)合x=0.(2)豎直方向：v0y=v0sin，F(xiàn)合y=mg.因此斜拋運(yùn)動(dòng)可以看做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直拋體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A.斜拋運(yùn)動(dòng)不可以看成是兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)B.斜拋運(yùn)動(dòng)只可以看成是水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)C.斜拋運(yùn)動(dòng)屬于變加速運(yùn)動(dòng)D.斜拋運(yùn)動(dòng)屬于勻變速運(yùn)動(dòng)【解析】選D.任何斜拋運(yùn)動(dòng)都可以分解成任何兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，包括互相垂直的兩個(gè)方向，所以A錯(cuò)；斜拋運(yùn)動(dòng)不只可以分解為水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng)，還可以分解到其他

5、方向上，B錯(cuò)；由于做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，所以一定是勻變速運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)，D對(duì).故正確答案為D. 平拋運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律【例證1】(2021海南高考)如圖，水平地面上有一個(gè)坑，其豎直截面為半圓.ab為沿水平方向的直徑.假設(shè)在a點(diǎn)以初速度v0沿ab方向拋出一小球， 小球會(huì)擊中坑壁上的c點(diǎn).c點(diǎn)與水平地面的距離為圓半徑的一半，求圓的半徑.【解題指南】解答此題時(shí)注意把握以下三點(diǎn)：(1)根據(jù)題意標(biāo)準(zhǔn)作圖.(2)確定小球水平方向和豎直方向的位移.(3)利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解.【自主解答】如下圖，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移豎直位移y=h=根據(jù)y= gt2，x=v0t聯(lián)立以上各式解得答案： 【總結(jié)提升】“化曲

6、為直思想在平拋運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用在研究平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)效果的等效性，利用運(yùn)動(dòng)分解的方法，將其轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng)，即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).再運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成的方法求出平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.這種處理問(wèn)題的方法可以變曲線運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)，變復(fù)雜運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，是處理曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一種重要的思想方法.【變式訓(xùn)練】(2021三明模擬)玩具槍的槍管水平，在其正前方放置兩個(gè)豎直紙屏，紙屏與槍管垂直，屏A離槍口的距離為s，A、B屏間距為l，子彈發(fā)射后擊穿兩紙屏.設(shè)紙屏對(duì)子彈的阻力不計(jì)，兩屏上彈孔的高度差為h，求子彈離開(kāi)槍口時(shí)的速度以及子彈在兩屏間飛行的時(shí)間.【解析】設(shè)子彈離

7、開(kāi)槍口時(shí)的速度為v，運(yùn)動(dòng)到A的時(shí)間為t1，從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為t2.s=vt1,l=vt2聯(lián)立解得:答案： 斜面平拋問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)求解【例證2】(14分)滑雪比賽驚險(xiǎn)刺激，如下圖，一名跳臺(tái)滑雪運(yùn)發(fā)動(dòng)經(jīng)過(guò)一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過(guò)3.0 s 落到斜坡上的A點(diǎn).O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角=37，運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量m=50 kg.不計(jì)空氣阻力(取sin37=0.60,cos37=0.80；g取10 m/s2).求：(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L；(2)運(yùn)發(fā)動(dòng)離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?3)運(yùn)發(fā)動(dòng)從O點(diǎn)飛出開(kāi)始到離斜坡距離最遠(yuǎn)所用的時(shí)間.【解題指南】解答此題需把握以下三點(diǎn)：(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離即為合位

8、移，通過(guò)豎直分位移求解.(2)通過(guò)水平方向運(yùn)動(dòng)求拋出時(shí)的速度.(3)當(dāng)運(yùn)發(fā)動(dòng)在空中速度方向與斜坡平行時(shí)，離斜坡最遠(yuǎn).【標(biāo)準(zhǔn)解答】(1)運(yùn)發(fā)動(dòng)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有 (4分)(2)設(shè)運(yùn)發(fā)動(dòng)離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度為v0，運(yùn)發(fā)動(dòng)在水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，有Lcos37=v0t， (2分)即 (2分)(3)解法1：運(yùn)發(fā)動(dòng)的平拋運(yùn)動(dòng)可分解為沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)(初速度為v0cos37、加速度為gsin37)和垂直斜面方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng)(初速度為v0sin37、加速度為gcos37). (2分)當(dāng)垂直斜面方向的速度減為零時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)離斜坡距離最遠(yuǎn)，有v0sin37=gcos37t，解得t=1.5

9、 s. (4分)解法2：當(dāng)運(yùn)發(fā)動(dòng)的速度方向平行于斜坡或與水平方向成37時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)與斜坡距離最遠(yuǎn)，有 =tan37，t=1.5 s.(6分)答案：(1)75 m (2)20 m/s (3)1.5 s【總結(jié)提升】斜面平拋問(wèn)題的求解方法(1)物體在斜面上平拋并落在斜面上的問(wèn)題與實(shí)際聯(lián)系密切，如滑雪運(yùn)動(dòng)等，因而此類問(wèn)題是高考命題的熱點(diǎn).有兩種分解方法：一是沿水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；二是沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直斜面方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng).(2)本例第(3)問(wèn)采用后一種分解方法更簡(jiǎn)捷.(3)此類問(wèn)題中，斜面的傾角即為位移與水平方向的夾角；可以根據(jù)斜面的傾角和平拋運(yùn)動(dòng)的推論確定物體落在

10、斜面上時(shí)的速度方向.【變式訓(xùn)練】(2021鄭州模擬)如下圖，小球從傾角為37的斜面底端的正上方以15 m/s的速度水平拋出，飛行一段時(shí)間后恰好垂直撞在斜面上，那么：(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10 m/s2)(1)小球在空中飛行的時(shí)間為多少？(2)拋出點(diǎn)距斜面底端的高度為多少？【解析】(1)小球恰好垂直撞在斜面上，有：tan37= vy=gt，可得：t=2 s(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為x,下落的高度為h1，落點(diǎn)與地面的高度為h2,h1= gt2，x=v0t，h2=xtan37拋出點(diǎn)距離地面的高度h=h1+h2=42.5 m答案：(1)2 s (2)42.5 m【變式備選

11、】如下圖,一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上.物體與斜面接觸時(shí)速度與水平方向的夾角滿足( )A.tan=sinB.tan=cosC.tan=tanD.tan=2tan【解析】選D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平分速度為vx=v0，水平分位移x =v0t，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直分速度vy=gt,豎直分位移為y= gt2.根據(jù)平行四邊形定那么作出落地時(shí)豎直速度vy和水平速度vx以及合速度v構(gòu)成的平行四邊形，如下圖.根據(jù)vy、vx及v三個(gè)物理量之間的幾何關(guān)系得：根據(jù)x、y之間的幾何關(guān)系得：所以:tan=2tan，故D正確,A、B、C錯(cuò)誤. 類平拋運(yùn)

12、動(dòng)分析【例證3】在光滑的水平面內(nèi)，一質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=10 m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)原點(diǎn)后受一沿y軸正方向上的水平恒力F=15 N作用，直線OA與x軸成=37角，如下圖曲線為質(zhì)點(diǎn)的軌跡圖(g取10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)，求：(1)如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線OA相交于P點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間以及P點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度大小.【解題指南】求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)明確質(zhì)點(diǎn)是在水平面內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng).(2)寫出質(zhì)點(diǎn)在兩個(gè)方向上位移的表達(dá)式.(3)明確質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)位移的方向.【自主解答】(1)質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，在x方向

13、上不受外力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y方向受恒力F作用做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上光滑平面的支持力與重力平衡.由牛頓第二定律得：設(shè)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，P點(diǎn)坐標(biāo)為(xP,yP)那么xP=v0t，yP= at2，又tan=聯(lián)立解得：t=1 s，xP=10 m，yP=7.5 m即P點(diǎn)坐標(biāo)為(10 m,7.5 m)(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)沿y方向的速度vy=at=15 m/s故P點(diǎn)的速度大小答案：(1)1 s (10 m,7.5 m) (2)【互動(dòng)探究】在【例證3】中假設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸成=37，其他條件不變，求：(1)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間以及P點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速

14、度大小.【解析】(1)設(shè)質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，對(duì)質(zhì)點(diǎn)，沿y方向由牛頓第二定律得：vy=at又tan=聯(lián)立解得：t=0.5 s，設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為(xP,yP)，那么xP=v0t，yP=解得xP=5 m,yP=1.875 m即P點(diǎn)坐標(biāo)為(5 m,1.875 m)(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)沿y方向的速度vy=at=7.5 m/s故P點(diǎn)的速度大小答案：(1)0.5 s (5 m,1.875 m) (2)12.5 m/s【總結(jié)提升】類平拋運(yùn)動(dòng)的求解技巧(1)常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具

15、有等時(shí)性.(2)特殊分解法：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向列方程求解.考查內(nèi)容平拋中的臨界問(wèn)題【例證】如下圖，水平屋頂高H=5 m，圍墻高h(yuǎn)=3.2 m，圍墻到房子的水平距離L=3 m,圍墻外馬路寬x=10 m,為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，求小球離開(kāi)屋頂時(shí)的速度v0的大小范圍.(g取10 m/s2)【標(biāo)準(zhǔn)解答】設(shè)小球恰好落到馬路邊緣時(shí)的水平初速度為v1那么小球的水平位移：L+x=v1t1，小球的豎直位移：H=解以上兩式得設(shè)小球恰好越過(guò)墻的邊緣時(shí)的水平初速度為v2那么此過(guò)程中小球的水平位移：

16、L=v2t2小球的豎直方向位移：H-h=解以上兩式得因此小球拋出時(shí)的速度大小為5 m/sv013 m/s.答案：5 m/sv013 m/s1.(2021三明模擬)關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A.平拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.每秒內(nèi)速度的變化量越來(lái)越大D.每秒內(nèi)速率的變化量相等【解析】選B.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，故加速度恒定不變a=g，即做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A選項(xiàng)錯(cuò)，B選項(xiàng)正確.速度的變化量是矢量，由加速度定義式可得v=gt，每秒內(nèi)速度的變化量數(shù)值上總等于加速度大小,C選項(xiàng)錯(cuò)誤.每秒內(nèi)速率的變化量是每秒末與該秒初的速率之差，它是變化的,D選項(xiàng)

17、錯(cuò).2.一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，落地時(shí)速度為v，那么物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是( )【解析】選C.合速度等于分速度的矢量和.落地時(shí)，物體的速度為： 故C正確.3.某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25 ms的速度沿水平方向反彈,落地點(diǎn)到墻面的距離在10 m至15 m之間,忽略空氣阻力,取g=10 ms2,球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是( )A. 0.8 m至1.8 mB. 0.8 m至1.6 mC. 1.0 m至1.6 mD. 1.0 m至1.8 m【解析】選A.設(shè)球從反彈到落地的時(shí)間為t,球在墻面上反彈點(diǎn)的高度為h,球反彈后做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故 所以0.8 m h 1.8 m,應(yīng)選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤.4.如下圖，射擊槍水平放置，射擊槍與目標(biāo)靶中心