2023年江蘇高考 物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 第2講　拋體運(yùn)動(dòng)課件（76張PPT）

1、第四章曲線運(yùn)動(dòng)第2講拋體運(yùn)動(dòng)目標(biāo)要求1.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法分析平拋運(yùn)動(dòng).2.會(huì)處理平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界、極值問題.內(nèi)容索引考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用考點(diǎn)二與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題課時(shí)精練考點(diǎn)四斜拋運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)1.定義：將物體以一定的初速度沿 方向拋出，物體只在 作用下的運(yùn)動(dòng).2.性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的 曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是 .3.研究方法：化曲為直(1)水平方向： 運(yùn)動(dòng)；(2)豎直方向： 運(yùn)動(dòng).水平夯實(shí)必備知識(shí)基礎(chǔ)梳理重力勻變速拋物線勻速直線自由落體4.基本規(guī)律如圖，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初速度v0方向(

2、水平方向)為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向.v0tgt1.平拋運(yùn)動(dòng)的加速度方向與速度方向總垂直.()2.相等時(shí)間內(nèi)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體速度變化量相同.()3.相等時(shí)間內(nèi)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體速度大小變化相同.()1.平拋運(yùn)動(dòng)物體的速度變化量提升關(guān)鍵能力方法技巧因?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是相同的，方向恒為豎直向下，如圖所示.2.兩個(gè)重要推論(1)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻(任意位置處)，有tan 2tan .(如圖所示)推導(dǎo)：(2)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過水平位移的中點(diǎn)，如圖所示，即xB 例1如圖

3、所示，x軸在水平地面上，y軸沿豎直方向.圖中畫出了從y軸上不同位置沿x軸正方向水平拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡.小球a從(0,2L)處拋出，落在(2L,0)處；小球b、c從(0，L)處拋出，分別落在(2L,0)和(L,0)處.不計(jì)空氣阻力，下列說法不正確的是A.b和c運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是b的兩倍C.a和b加速度相同D.b的初速度是c的兩倍由于a和b都做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向只受重力，故a和b加速度相同，C正確；b、c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，b的水平位移是c的水平位移的兩倍，則b的初速度是c的初速度的兩倍，D正確.例2(2020全國(guó)卷16)如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個(gè)坑，該坑

4、沿摩托車前進(jìn)方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點(diǎn)比右邊緣b點(diǎn)高0.5h.若摩托車經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E1，它會(huì)落到坑內(nèi)c點(diǎn).c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E2，該摩托車恰能越過坑到達(dá)b點(diǎn). 等于A.20 B.18 C.9.0 D.3.0考點(diǎn)二與斜面或圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)已知條件情景示例解題策略已知速度方向從斜面外平拋，垂直落在斜面上，如圖所示，即已知速度的方向垂直于斜面分解速度從圓弧形軌道外平拋，恰好無碰撞地進(jìn)入圓弧形軌道，如圖所示，即已知速度方向沿該點(diǎn)圓弧的切線方向分解速度已知位移方向從斜面上平拋又落到斜面上，如圖所示，已知位移的方向沿斜面向下分解位移在斜面外平拋，落在斜面

5、上位移最小，如圖所示，已知位移方向垂直斜面分解位移利用位移關(guān)系從與圓心等高圓弧上拋出落到半徑為R的圓弧上，如圖所示，水平位移x與R的差的平方與豎直位移的平方之和等于半徑的平方從圓心處拋出落到半徑為R的圓弧上，如圖所示，位移大小等于半徑R例3如圖所示，兩個(gè)高度相同的斜面，傾角分別為30和60，小球A、B分別由斜面頂端以相同大小的水平速度v0拋出，若兩球均落在斜面上，不計(jì)空氣阻力，則A、B兩球平拋運(yùn)動(dòng)過程A.飛行的時(shí)間之比為13B.水平位移大小之比為19C.豎直下落高度之比為13D.落至斜面時(shí)速度大小之比為13考向1與斜面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)例4如圖所示，從傾角為的足夠長(zhǎng)的斜面頂端P以速度v0拋出一個(gè)小

6、球，落在斜面上某處Q點(diǎn)，小球落在斜面上的速度與斜面的夾角為，若把初速度變?yōu)?v0，小球仍落在斜面上，則以下說法正確的是A.夾角將變大B.夾角與初速度大小無關(guān)C.小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變D.PQ間距是原來間距的3倍末速度與水平方向夾角的正切值tan 2tan ，可知速度方向與水平方向夾角正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，因?yàn)槲灰婆c水平方向夾角不變，則末速度與水平方向夾角不變，由幾何關(guān)系可知不變，與初速度大小無關(guān)，A錯(cuò)誤，B正確.例5如圖所示，傾角為30的斜面體固定在水平地面上，斜面底端正上方某高度處有一小球以水平速度v0拋出，恰好垂直打在斜面上，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力.下列說法正

7、確的是設(shè)小球恰好垂直打到斜面上的時(shí)間為t，小球垂直打到斜面上，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，小球落在斜面上，設(shè)拋出點(diǎn)距離水平地面的高度為h，例6如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點(diǎn)，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為.一小球在圓軌道左側(cè)的A點(diǎn)以速度v0平拋，恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌道.已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則A、B之間的水平距離為考向2與圓弧面有關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)例7如圖所示，科考隊(duì)員站在半徑為10 m的半圓形隕石坑(直徑水平)邊，沿水平方向向坑中拋出一石子(視為質(zhì)點(diǎn))，石子在坑中的落點(diǎn)P與圓心O的連線與水平方向的夾角為37，已知石子的拋出點(diǎn)在半圓形隕石坑左端的正上方，且到半圓形隕石坑左端的高度為1

8、.2 m.取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g10 m/s2，不計(jì)空氣阻力.則石子拋出時(shí)的速度大小為A.9 m/s B.12 m/s C.15 m/s D.18 m/s由題意可知，小石子豎直方向的位移為hh1Rsin 37，根據(jù)公式可得h gt2，代入數(shù)據(jù)解得t1.2 s.小石子水平方向的位移為xRRcos 37，又xv0t，代入數(shù)據(jù)可得石子拋出時(shí)的速度大小為v015 m/s，故選C.考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題1.平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題有兩種常見情形：(1)物體的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度；(2)物體的速度方向恰好達(dá)到某一方向.2.解題技巧：在題中找出有關(guān)

9、臨界問題的關(guān)鍵字，如“恰好不出界”、“剛好飛過壕溝”、“速度方向恰好與斜面平行”、“速度方向與圓周相切”等，然后利用平拋運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的位移規(guī)律或速度規(guī)律進(jìn)行解題.夯實(shí)必備知識(shí)基礎(chǔ)梳理例8如圖所示，窗子上、下沿間的高度H1.6 m，豎直墻的厚度d 0.4 m，某人在距離墻壁L1.4 m、距窗子上沿h 0.2 m 處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以垂直于墻壁的速度v水平拋出，要求小物件能直接穿過窗口并落在水平地面上，不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2.則可以實(shí)現(xiàn)上述要求的速度大小是A.2 m/s B.4 m/sC.8 m/s D.10 m/s考向1平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題小物件做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好擦著窗子上沿右側(cè)墻邊

10、緣穿過時(shí)速度v最大.代入數(shù)據(jù)解得：vmax7 m/s，小物件恰好擦著窗口下沿左側(cè)墻邊緣穿過時(shí)速度v最小，代入數(shù)據(jù)解得：vmin3 m/s，故v的取值范圍是 3 m/sv7 m/s，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.例9某科技比賽中，參賽者設(shè)計(jì)了一個(gè)軌道模型，如圖所示.模型放到0.8 m高的水平桌子上，最高點(diǎn)距離水平地面2 m，右端出口水平.現(xiàn)讓小球在最高點(diǎn)由靜止釋放，忽略阻力作用，為使小球飛得最遠(yuǎn)，右端出口距離桌面的高度應(yīng)設(shè)計(jì)為A.0 B.0.1 mC.0.2 m D.0.3 m考向2平拋運(yùn)動(dòng)的極值問題考點(diǎn)四斜拋運(yùn)動(dòng)1.定義：將物體以初速度v0 或斜向下方拋出，物體只在 作用下的運(yùn)動(dòng).2.性質(zhì)：斜拋運(yùn)

11、動(dòng)是加速度為g的 曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡是 .3.研究方法：運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)水平方向： 直線運(yùn)動(dòng)；(2)豎直方向： 直線運(yùn)動(dòng).斜向上方夯實(shí)必備知識(shí)基礎(chǔ)梳理重力勻變速拋物線勻速勻變速4.基本規(guī)律以斜拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，水平向右為x軸的正方向，豎直向上為y軸的正方向，建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy.初速度可以分解為v0 xv0cos ，v0yv0sin .在水平方向，物體的位移和速度分別為xv0 xt(v0cos )t vxv0 xv0cos 在豎直方向，物體的位移和速度分別為vyv0ygtv0sin gt (1)斜拋運(yùn)動(dòng)中的極值提升關(guān)鍵能力方法技巧物體落回與拋出點(diǎn)同一高度時(shí)，有y0

12、，當(dāng)45時(shí)，sin 2最大，射程最大.所以對(duì)于給定大小的初速度v0，沿45方向斜向上拋出時(shí)，射程最大.(2)逆向思維法處理斜拋問題對(duì)斜上拋運(yùn)動(dòng)從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，可逆過程分析，看成平拋運(yùn)動(dòng)，分析完整的斜上拋運(yùn)動(dòng)，還可根據(jù)對(duì)稱性求解某些問題.例10(2021江蘇卷9)如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時(shí)的速度方向相同，下列判斷正確的是A.A比B先落入籃筐B(yǎng).A、B運(yùn)動(dòng)的最大高度相同C.A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度小D.A、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同若研究?jī)蓚€(gè)過程的逆過程，可看成是從籃筐沿同方向斜向上的斜拋運(yùn)動(dòng)，落到同一高度上的兩點(diǎn)，則A上升的高度

13、較大，高度決定時(shí)間，可知A運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，即B先落入籃筐中，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)閮汕驋伾浣窍嗤珹的射程較遠(yuǎn)，則A球的水平速度較大，即A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度大，C錯(cuò)誤；由斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)A、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同，D正確.例11(2020山東卷16)單板滑雪U形池比賽是冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目，其場(chǎng)地可以簡(jiǎn)化為如圖甲所示的模型：U形滑道由兩個(gè)半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個(gè)中央的平面直軌道連接而成，軌道傾角為17.2.某次練習(xí)過程中，運(yùn)動(dòng)員以vM10 m/s的速度從軌道邊緣上的M點(diǎn)沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道，速度方向與軌道邊緣線AD的夾角72.8，騰空后沿軌道邊緣的N

14、點(diǎn)進(jìn)入軌道.圖乙為騰空過程左視圖.該運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2，sin 72.80.96，cos 72.80.30.求：(1)運(yùn)動(dòng)員騰空過程中離開AD的距離的最大值d；答案4.8 m在M點(diǎn)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分速度為v1，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得v1vMsin 72.8 設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為a1，由牛頓第二定律得mgcos 17.2ma1 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得d4.8 m (2)M、N之間的距離L.答案12 m在M點(diǎn)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分速度為v2，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得v2vMcos72.8

15、 設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分加速度為a2，由牛頓第二定律得mgsin 17.2ma2 設(shè)騰空時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得L12 m 課時(shí)精練1.如圖，拋球游戲中，某人將小球水平拋向地面的小桶，結(jié)果球落在小桶的前方.不計(jì)空氣阻力，為了把小球拋進(jìn)小桶中，則原地再次水平拋球時(shí)，他可以A.增大拋出點(diǎn)高度，同時(shí)增大初速度B.減小拋出點(diǎn)高度，同時(shí)減小初速度C.保持拋出點(diǎn)高度不變，增大初速度D.保持初速度不變，增大拋出點(diǎn)高度必備基礎(chǔ)練1234567891011 ，則水平位移為：xv0t .增大拋出點(diǎn)高度，同時(shí)增大初速度，則水平位移x增大，不會(huì)拋進(jìn)小桶中，故A錯(cuò)誤.減小拋出點(diǎn)高度，同

16、時(shí)減小初速度，則水平位移x減小，可能會(huì)拋進(jìn)小桶中，故B正確.1234567891011設(shè)小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0，拋出點(diǎn)離桶的高度為h，水平位移為x，根據(jù)h gt2，可得平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t保持初速度不變，增大拋出點(diǎn)高度，則水平位移x增大，不會(huì)拋進(jìn)小桶中，D錯(cuò)誤.1234567891011保持拋出點(diǎn)高度不變，增大初速度，則水平位移x增大，不會(huì)拋進(jìn)小桶中，故C錯(cuò)誤.2.(2021浙江1月選考9)某一滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示，每次曝光的時(shí)間間隔相等.若運(yùn)動(dòng)員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌跡重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度.下

17、列說法正確的是A.相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化相同B.運(yùn)動(dòng)員在A、D位置時(shí)重心的速度相同C.運(yùn)動(dòng)員從A到B和從C到D的時(shí)間相同D.運(yùn)動(dòng)員重心位置的最高點(diǎn)位于B和C中間1234567891011由于運(yùn)動(dòng)員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌跡重合，故可以利用斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析，根據(jù)vgt(其中t為1234567891011曝光的時(shí)間間隔)知，相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心速度變化相同，所以A項(xiàng)正確；A、D位置速度大小相等，但方向不同，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；A到B為5個(gè)時(shí)間間隔，而C到D為6個(gè)時(shí)間間隔，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤； 根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，當(dāng)A、D處于同一水平高度時(shí)，從A點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的時(shí)間與從最高點(diǎn)下降到D點(diǎn)的時(shí)間相等

18、，所以C點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤.12345678910113.(2021江蘇省1月適應(yīng)性考試5)某生態(tài)公園的人造瀑布景觀如圖所示，水流從高處水平流出槽道，恰好落入步道邊的游泳池中.現(xiàn)制作一個(gè)為實(shí)際尺寸 的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度應(yīng)為實(shí)際的123456789101112345678910114.如圖，斜面上a、b、c三點(diǎn)等距，小球從a點(diǎn)正上方O點(diǎn)拋出，做初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)，恰落在b點(diǎn).若小球初速度變?yōu)関，其落點(diǎn)位于c，則A.v0v2v0B.v2v0C.2v0v3v0123456789101112345678910115.如圖所示，小球甲從A點(diǎn)水平拋出，小球乙從B點(diǎn)自由釋放，兩

19、小球先后經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大小相等，速度方向夾角為45，已知A、C高度差為h，不計(jì)空氣阻力，由以上條件可知B、A兩點(diǎn)高度差為123456789101112345678910116.如圖所示為四分之一圓柱體OAB的豎直截面，半徑為R，在B點(diǎn)正上方的C點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球，小球軌跡恰好在D點(diǎn)與圓柱體相切，OD與OB的夾角為60，則C點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為123456789101112345678910117.如圖，兩小球P、Q從同一高度分別以v1和v2的初速度水平拋出，都落在了傾角53的斜面上的A點(diǎn)，其中小球P垂直打到斜面上，已知sin 530.8，cos 530.6.則v1、v2大小之比為A.21 B.3

20、2 C.916 D.3291234567891011能力綜合練1234567891011兩小球拋出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，兩球從同一高度拋出落到同一點(diǎn)，兩小球在豎直方向上的位移相等，小球在豎直方向上都做自由落體運(yùn)動(dòng)，8.如圖所示，一豎直圓弧形槽固定于水平地面上，O為圓心，AB為沿水平方向的直徑.若在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向平拋一小球，小球?qū)糁胁郾谏系淖畹忘c(diǎn)D點(diǎn)；若A點(diǎn)小球拋出的同時(shí)，在C點(diǎn)以初速度v2沿BA方向平拋另一相同質(zhì)量的小球并也能擊中D點(diǎn)，已知COD60，且不計(jì)空氣阻力，則A.兩小球同時(shí)落到D點(diǎn)B.兩小球初速度大小之比為 3 C.兩小球落到D點(diǎn)時(shí)的速度方向與OD線夾角相等D.兩小球落到D點(diǎn)

21、時(shí)的瞬時(shí)速率之比為 11234567891011123456789101112345678910119.一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示，水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1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1234567891011123456789101110.如圖所示，一小球(視為質(zhì)點(diǎn))以速度v從傾角為的斜面底端斜向上拋出，落到斜面上的M點(diǎn)且速度水平向右.現(xiàn)將該小球以2v的速度從斜面底端朝同樣方向拋出，落在斜面上的N點(diǎn).下列說法正確的是A.落到M和N兩點(diǎn)時(shí)間之比大于12B.落到M和N兩點(diǎn)速度之比大于12C.落到N點(diǎn)時(shí)速度方向水平向右D.M和N兩點(diǎn)距離斜面底端的高度之比為1212345678910111234567891011由于落到斜面上M點(diǎn)時(shí)速度水平向右，故可把小球在空中的運(yùn)動(dòng)逆向看成從M點(diǎn)向左的平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)在M點(diǎn)的速度大