高二物理平拋運(yùn)動

高二物理平拋運(yùn)動第1頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四知識精要

一?平拋物體的運(yùn)動

1.定義:將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運(yùn)動.

2.性質(zhì):平拋運(yùn)動是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動,軌跡是拋物線.

第2頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四二?平拋運(yùn)動的規(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,以豎直向下的方向為y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,速度vx=v0,位移x=v0t.

第3頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四2.豎直方向:做自由落體運(yùn)動,速度vy=gt,位移y=

(1)合速度 方向與水平方向夾角為θ,則

(2)合位移

方向與水平方向夾角為α,則

第4頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四三?斜拋運(yùn)動

1.定義:將物體以一定的初速度沿斜向上或斜向下方向拋出,物體僅在重力作用下所做的運(yùn)動叫做斜拋運(yùn)動.

2.斜拋運(yùn)動的性質(zhì):是加速度恒為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動,軌跡是拋物線.

3.處理方法:斜拋運(yùn)動可以看成是水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動的合運(yùn)動.

第5頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四雙基精練

1.平拋物體的運(yùn)動規(guī)律可以概括為兩點(diǎn):一是水平方向做勻速直線運(yùn)動;二是豎直方向做自由落體運(yùn)動.為了研究平拋物體的運(yùn)動,可做下面的實驗:如圖所示,用小錘打擊彈性金屬片,A球水平飛出,同時B球被松開,做自由落體運(yùn)動,兩球同時落到地面.則這個實驗()

第6頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四A.只能說明上述規(guī)律中的第一條

B.只能說明上述規(guī)律中的第二條

C.不能說明上述規(guī)律中的任何一條

D.能同時說明上述兩條規(guī)律

第7頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:該題考查對平拋運(yùn)動及其分運(yùn)動的理解,同時考查探究問題的思維能力.實驗中A球做平拋運(yùn)動,B球做自由落體運(yùn)動,兩球同時落地說明A球平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動和B球相同,而不能說明A球的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動,所以B項正確,A?C?D三項都不對.

答案:B

第8頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四2.(2007·廣東理科基礎(chǔ))質(zhì)點(diǎn)從同一高度水平拋出,不計空氣阻力,下列說法正確的是()

A.質(zhì)量越大,水平位移越大

B.初速度越大,落地時豎直方向速度越大

C.初速度越大,空中運(yùn)動時間越長

D.初速度越大,落地速度越大

答案:D

第9頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第10頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四3.(2009·廣東卷)滑雪運(yùn)動員以20m/s的速度從一平臺水平飛出,落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差為3.2m.不計空氣阻力,g取10m/s2.運(yùn)動員飛過的水平距離為x,所用時間為t,則下列結(jié)果正確的是()

A.x=16m,t=0.50s B.x=16m,t=0.80s

C.x=20m,t=0.50s D.x=20m,t=0.80s

第11頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:做平拋運(yùn)動的物體運(yùn)動時間由高度決定,根據(jù)豎直方向做自由落體運(yùn)動得 ,根據(jù)水平方向做勻速直線

運(yùn)動可知x=v0t=20×0.80m=16m,B正確.

答案:B

第12頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四4.(2008·廣東理科基礎(chǔ))從水平勻速飛行的直升機(jī)上向外自由釋放一個物體,不計空氣阻力,在物體下落過程中,下列說法正確的是()

A.從飛機(jī)上看,物體靜止

B.從飛機(jī)上看,物體始終在飛機(jī)的后方

C.從地面上看,物體做平拋運(yùn)動

D.從地面上看,物體做自由落體運(yùn)動

第13頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:從飛機(jī)上看,物體做自由落體運(yùn)動,從地面上看,因物體釋放時已具有與飛機(jī)相同的水平速度,所以做平拋運(yùn)動,即C正確.

答案:C

第14頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四疑難精講疑難點(diǎn)一.試證明:做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體在任一時刻任一位置處,設(shè)其末速度方向與水平方向的夾角為θ,位移與水平方向的夾角為φ,則tanθ=2tanφ.

第15頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四名師在線:圖4-2-2證明:如圖所示,由平拋運(yùn)動規(guī)律得

所以tanθ=2tanφ.

第16頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四疑難點(diǎn)二.試證明:做平拋(或類平拋)運(yùn)動的物體,任意時刻的瞬時速度方向的反向延長線一定通過此時水平位移的中點(diǎn).

第17頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四名師在線:證明:如圖所示,設(shè)平拋物體的初速度為v0,從原點(diǎn)O到A點(diǎn)的時間為t,A點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),B點(diǎn)坐標(biāo)為(x',0),則第18頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四

即末狀態(tài)速度方向的反向延長線與x軸的交點(diǎn)B必為此時水平位移的中點(diǎn).

第19頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四易

錯

點(diǎn)

撥易錯點(diǎn)一忽視了速度的矢量性導(dǎo)致出錯

第20頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四自我診斷1一物體從某高度以初速度v0水平拋出,落地時速度大小為v,則它運(yùn)動的時間為()

答案:D

第21頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第22頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四易錯點(diǎn)二不能正確分析題目中隱含的已知條件導(dǎo)致出錯

第23頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四自我診斷2如圖所示,在與水平方向成37°角的斜坡上的A點(diǎn),以10m/s的速度水平拋出一個小球,求落在斜坡上的B點(diǎn)與A點(diǎn)的距離及在空中飛行的時間.(g取10m/s2)

答案:18.75m1.5s

第24頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第25頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四題

型

研

練

題型一tixingyi平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用第26頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四【例1】

將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,下落過程中的某1s內(nèi),物體運(yùn)動方向由與水平方向成30°變?yōu)榕c水平方向成45°,求物體拋出時初速度多大.這1s前物體已運(yùn)動了多長時間?(g取10m/s2)

答案:23.66m/s1.37s

第27頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:設(shè)物體平拋的初速度為v0,這1s前物體已運(yùn)動時間為t,這1s過程的初始時刻物體運(yùn)動速度為

vx=v0,vy=v0tan30°.

這1s過程的末時刻物體運(yùn)動速度為

vx'=v0.vy'=v0.

這1s的初?末時刻,物體運(yùn)動速度矢量的關(guān)系如圖所示,物體沿豎直方向做自由落體運(yùn)動,有vy'=vy+gΔt,

即v0=v0tan30°+gΔt.

第28頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第29頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四方法總結(jié):在平拋運(yùn)動中,由于水平方向做的是勻速直線運(yùn)動,其速度值和初速度相同,因此在解題時往往抓住這一點(diǎn)來列式求解,同時,豎直方向做勻變速直線運(yùn)動,在豎直方向上,應(yīng)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律列式求解.

第30頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四創(chuàng)新預(yù)測1如圖所示,從傾角為θ的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0水平拋出一個物體,物體落在斜面上的B點(diǎn),不計空氣阻力.求:

(1)拋出后經(jīng)多長時間物體與斜面間距離最大?

(2)A?B間的距離為多少?

第31頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:(1)設(shè)物體運(yùn)動到C點(diǎn)離斜面最遠(yuǎn),所用時間為t,將v分解成vx和vy,如圖所示,則由

第32頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四(2)設(shè)由A到B所用時間為t',水平位移為x,豎直位移為y,如圖所示,由圖可得

第33頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第34頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四題型二平拋運(yùn)動中的臨界問題

第35頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四【例2】如圖所示,排球場總長為18m,設(shè)網(wǎng)的高度為2m,運(yùn)動員站在離網(wǎng)3m遠(yuǎn)的線上正對球網(wǎng)豎直跳起把球水平擊出(g取10m/s2).第36頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四(1)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為2.5m,球被水平擊出時的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界?

(2)若擊球點(diǎn)的高度小于某個值,那么無論球被水平擊出的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是出界,試求出這個高度.

答案:(1)9.5m/s<v<17m/s(2)2.13m

第37頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:(1)如圖所示,排球恰不觸網(wǎng)時其運(yùn)動軌跡為Ⅰ.排球恰不出界時其運(yùn)動軌跡為Ⅱ,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律:x=v0t,

第38頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四可得當(dāng)排球恰不觸網(wǎng)時有:

x1=3m=v1t1.

h1=2.5m-2m=0.5m

可解得:

當(dāng)排球恰不出界時有:

x2=3m+9m=v2t2,

h=2.5m

可解得:v2=12m/s≈17m/s.

所以既不觸網(wǎng)也不出界的速度范圍是:

9.5m/s<v<17m/s.

第39頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四(2)如圖所示為排球恰不觸網(wǎng)也恰不出界的臨界軌跡.設(shè)擊球點(diǎn)的高度為h,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律則有:

第40頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第41頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四方法總結(jié):求解平拋運(yùn)動中的臨界問題的關(guān)鍵有三點(diǎn):其一是確定運(yùn)動性質(zhì)——平拋運(yùn)動;其二是確定臨界狀態(tài)——恰不觸網(wǎng)或恰不出界;其三是確定臨界軌跡,并畫出軌跡示意圖.

第42頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四創(chuàng)新預(yù)測2圖如圖所示,水平屋頂高H=5m,墻高h(yuǎn)=3.2m,墻到房子的距離L=3m,墻外馬路寬x=10m,小球從房頂水平飛出,落在墻外的馬路上,求小球離開房頂時的速度v0.(g取10m/s2)

答案:5m/s≤v0≤13m/s

第43頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:設(shè)小球恰好越過墻的邊緣時的水平初速度為v1,第44頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第45頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四題型三tixingsan類平拋運(yùn)動【例3】如圖所示,有一傾角為30°的光滑斜面,斜面長L為10m,一小球從斜面頂端D點(diǎn)以10m/s的速度在斜面上沿水平方向拋出,求:(g取10m/s2)

(1)小球沿斜面滑到底端時距A點(diǎn)的距離x;

(2)小球到達(dá)斜面底端時的速度大小.

答案:(1)20m(2)14.1m/s

第46頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第47頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四方法總結(jié):類平拋運(yùn)動是指物體受恒力作用且恒力與初速度方向垂直的運(yùn)動,其運(yùn)動規(guī)律與平拋運(yùn)動的規(guī)律相同,處理方法與平拋運(yùn)動問題的處理方法亦相同,但需注意的是不一定按豎直方向和水平方向進(jìn)行分解,而是按初速度方向和合外力方向來分解.

第48頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四創(chuàng)新預(yù)測3在光滑的水平面內(nèi),一質(zhì)量m=1kg的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=10m/s沿x軸正方向運(yùn)動,經(jīng)過原點(diǎn)后受一沿y軸正方向(豎直方向)的恒力F=15N作用,直線OA與x軸成α=37°,如圖所示曲線為質(zhì)點(diǎn)的軌跡圖(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

第49頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四(1)如果質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡與直線OA相交于P點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時間以及P點(diǎn)的坐標(biāo);

(2)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過P點(diǎn)的速度大小.

第50頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:(1)質(zhì)點(diǎn)在水平方向上無外力作用做勻速直線運(yùn)動,豎直方向受恒力F和重力mg作用做勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律得:

第51頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四高

效

作

業(yè)一?選擇題

第52頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四1.物體做平拋運(yùn)動,它的速度方向與水平方向的夾角θ的正切值tanθ隨時間t變化的圖象是圖4-2-16所示中的()

第53頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四答案:B解析:本題的關(guān)鍵是先求出速度方向與水平方向的夾角θ的正切值tanθ隨時間t變化的關(guān)系式.由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得

為定值,則tanθ與t成正比.

第54頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四2.(2008·高考廣東卷)某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25m/s的速度沿水平方向反彈,落地點(diǎn)到墻面的距離在10m至15m之間,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是()

A.0.8m至1.8m B.0.8m至1.6m

C.1.0m至1.6m D.1.0m至1.8m

答案:A

第55頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第56頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四3.飛機(jī)以150m/s的水平速度勻速飛行,某時刻讓飛機(jī)上A球落下,相隔1s又讓B球落下,不計空氣阻力,在以后的運(yùn)動中,關(guān)于A球與B球的相對位置關(guān)系,正確的是(g取10m/s2)()

A.A球在B球前下方

B.A球在B球后下方

C.A球在B球正下方5m處

D.A球在B球正下方,距離隨時間增加而增加

答案:D

第57頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:A?B兩球均做平拋運(yùn)動,在水平方向上具有和飛機(jī)相同的水平速度,A?B兩球在同一豎直線上,A在B的正下方,由于A球下落時間比B球提前1s,設(shè)B球下落ts,則A球下落(t+1)s.

第58頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四4.如圖所示,在一次演習(xí)中,離地H高處的飛機(jī)以水平速度v1發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截.設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s,若攔截成功,不計空氣阻力,則v1?v2的關(guān)系應(yīng)滿足()

第59頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四答案:D

解析:炮彈1做平拋運(yùn)動,炮彈2做豎直上拋運(yùn)動,若要使攔截成功,則兩炮彈必定在空中相遇,以豎直方向的自由落體運(yùn)動的物體為參考系,則炮彈1做水平方向上的勻速直線運(yùn)動,炮彈2勻速上升,由

故選項D正確.

第60頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四5.甲?乙兩球位于同一豎直線上的不同位置,甲比乙高出h,將甲?乙兩球分別以速度v1?v2沿同一水平方向拋出,不計空氣阻力,下列條件中可能使乙球擊中甲球的是()

A.同時拋出,且v1<v2 B.甲遲拋出,且v1>v2

C.甲早拋出,且v1>v2 D.甲早拋出,且v1<v2

答案:D

第61頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:從豎直方向運(yùn)動形式“自由落體”來判斷,要相遇肯定高處的甲早拋出,才可能在同一位置出現(xiàn);且結(jié)合平拋軌跡,要有交錯可能,只能控制v1<v2.所以D項正確.

第62頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四6.如圖所示,一小球以v0=10m/s的速度水平拋出,在落地之前經(jīng)過空中A?B兩點(diǎn),在A點(diǎn)小球速度方向與水平方向的夾角為45°,在B點(diǎn)小球速度方向與水平方向的夾角為60°(空氣阻力忽略不計,g取10m/s2),以下判斷中正確的是()

第63頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四A.小球經(jīng)過A?B兩點(diǎn)間的時間t=(-1)s

B.小球經(jīng)過A?B兩點(diǎn)間的時間t= s

C.A?B兩點(diǎn)間的高度差h=10m

D.A?B兩點(diǎn)間的高度差h=15m

答案:AC

第64頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第65頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四7.如圖所示,相對的左?右兩個斜面的傾角分別為53°和37°,在斜面頂點(diǎn)把兩個小球以同樣大小的初速度分別向左?右兩邊水平拋出,小球均落在斜面上,若不計空氣阻力,則兩小球在空中飛行時間之比為()

A.1∶1B.4∶3C.16∶9D.9∶16

答案:C

第66頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:由小球落在斜面上可知此時水平位移和豎直位移的關(guān)系.若設(shè)斜面傾角為θ,可得y=xtanθ,即

第67頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四8.如圖所示,小朋友在玩一種運(yùn)動中投擲的游戲,目的是在運(yùn)動中將手中的球投進(jìn)離地面高3m的吊環(huán),他在車上和車一起以2m/s的速度向吊環(huán)運(yùn)動,小朋友拋球時手離地面1.2m,當(dāng)他在離吊環(huán)的水平距離為2m時將球相對于自己豎直上拋,球剛好進(jìn)入吊環(huán),他將球豎直向上拋出的速度是(g取10m/s2)()

A.1.8m/s B.3.2m/s

C.6.8m/s D.3.6m/s

第68頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四答案:C

解析:小球的運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直上拋運(yùn)動,題中球恰好進(jìn)入吊環(huán),說明豎直上拋分運(yùn)動恰好達(dá)到最高點(diǎn),第69頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四9．如圖4－2－21(a)所示演示實驗中，A、B兩球同時落地，說明___________________，某同學(xué)設(shè)計了如圖4－2－21(b)的實驗：將兩個相同的傾斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球從斜面的同一高度由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則他將觀察到的現(xiàn)象是__________________________，這說明____________．平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動球1落到光滑水平板上并擊中球2平拋運(yùn)動在水平方向上是勻速直線運(yùn)動．第70頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第71頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四10．圖4－2－22在研究平拋物體運(yùn)動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l＝1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖4－2－22中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算公式為v0＝__________(用l、g表示)，其值是__________．2lg0.7m/s第72頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:從圖中可以看出,a?b?c?d四點(diǎn)沿水平方向相鄰兩點(diǎn)間的距離均為2l;根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律,物體在任意兩相鄰間隔所用時間為t,則有: ①

由于a?b?c?d四點(diǎn)沿豎直方向依次相距l(xiāng)?2l?3l;平拋物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動,而且任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差相等,Δh=gt2=l,

第73頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四第74頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四11.(2009·福建卷)如圖所示,射擊槍水平放置,射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上,槍口與目標(biāo)靶之間的距離x=100m,子彈射出的水平速度v=200m/s,子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放,不計空氣阻力,取重力加速度g為10m/s2,求:

第75頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四(1)從子彈由槍口射出開始計時,經(jīng)多長時間子彈擊中目標(biāo)靶?

(2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中,下落的距離h為多少?

答案:(1)0.5s(2)1.25m

第76頁，共84頁，2023年，2月20日，星期四解析:本題考查平拋運(yùn)動的知識.

(1)子彈做平拋運(yùn)動,它在水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動,設(shè)子彈經(jīng)t時間射中目標(biāo)靶,則:

代入數(shù)據(jù)得:t=0.5s.

(2