專題2平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題類平拋運(yùn)動(dòng)-高一物理講義（人教2019）（原卷版）

第五章拋體運(yùn)動(dòng)專題2平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題、類平拋運(yùn)動(dòng)目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.熟練運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析解決平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題.2.掌握類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能用平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法分析類平拋運(yùn)動(dòng)．1、物理觀念：臨界問題的條件。2、科學(xué)思維：運(yùn)動(dòng)的分解思想處理臨界問題和類平拋運(yùn)動(dòng)問題。3、科學(xué)探究：探究類平拋運(yùn)動(dòng)的分方向從運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和合運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：用好臨界思想和類平拋思想解決問題。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題1．與平拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)的臨界情況(1)有些題目中“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程中存在臨界點(diǎn)．(2)如題目中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語，表明題述過程中存在著“起止點(diǎn)”，而這些“起止點(diǎn)”往往就是臨界點(diǎn)．(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述過程中存在著極值，這些極值也往往是臨界點(diǎn)．2．分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界情況關(guān)鍵是確定臨界軌跡．當(dāng)受水平位移限制時(shí)，其臨界軌跡為自拋出點(diǎn)到水平位移端點(diǎn)的一條拋物線；當(dāng)受下落高度限制時(shí)，其臨界軌跡為自拋出點(diǎn)到下落高度端點(diǎn)的一條拋物線，確定軌跡后再結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可求解．【即學(xué)即練1】如圖所示，在水平路面上一運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車跨越壕溝，壕溝兩側(cè)的高度差為0.8m，水平距離為8m，則運(yùn)動(dòng)員跨過壕溝的初速度至少為(取g＝10m/s2)()A．0.5m/s B．2m/sC．10m/s D．20m/s知識(shí)點(diǎn)02類平拋運(yùn)動(dòng)1．受力特點(diǎn)物體所受的合外力為恒力，且與初速度方向垂直．2．研究方法：運(yùn)動(dòng)的分解3．運(yùn)動(dòng)規(guī)律初速度v0方向上：vx＝v0，x＝v0t.合外力方向上：a＝eq\f(F合,m)，vy＝at，y＝eq\f(1,2)at2.【即學(xué)即練2】如圖所示，將質(zhì)量為m的小球從傾角為θ的光滑斜面上A點(diǎn)以速度v0水平拋出(即v0∥CD)，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，已知A點(diǎn)的高度為h，重力加速度為g，求：(1)小球加速度的大小；(2)小球到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間；(3)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大?。芰ν卣鼓芰ν卣箍挤?1平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題【典例1】在清晨，武漢吉慶街的面香撲鼻而來，其中刀削面引人注目．如圖甲所示，拿一塊面團(tuán)放在鍋旁邊較高處，用刀片飛快地削下一片片很薄的面片，使面片飛向旁邊的鍋里．假設(shè)某一面片初速度水平，飛出時(shí)離鍋內(nèi)水面的豎直距離h＝0.80m，離鍋正中心的水平距離為0.6m，鍋的半徑為0.2m，如圖乙所示．不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)面片落入鍋中所用的時(shí)間t.(2)面片要落入鍋中初速度大小的取值范圍．考法02類平拋運(yùn)動(dòng)【典例2】如圖所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一點(diǎn)O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出，A在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P1，B沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P2，P1和P2在同一水平地面上，不計(jì)阻力，則下列說法正確的是()A．A、B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B．A、B沿x軸方向的位移相同C．A、B運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小相同D．A、B落地時(shí)速度大小相同分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．如圖所示，乒乓球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的距離為L(zhǎng)。某人在乒乓球訓(xùn)練中，從左側(cè)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到右側(cè)桌邊緣。設(shè)乒乓球的運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng)，則乒乓球（）A．在空中做變加速運(yùn)動(dòng) B．在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．在網(wǎng)的右側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是左側(cè)的2倍 D．擊球點(diǎn)的高度是網(wǎng)高的2倍2．滑板運(yùn)動(dòng)備受年輕人喜愛，中國(guó)小將曾文蕙在東京奧運(yùn)會(huì)成功闖進(jìn)決賽并獲得第六的優(yōu)異成績(jī)，為中國(guó)滑板創(chuàng)造了歷史。如圖所示，跳臺(tái)的斜面AB長(zhǎng)為2L，傾角為60°，右側(cè)平臺(tái)墻壁CD與水平地面相交于C點(diǎn)，頂端D點(diǎn)離地面的高度為，水平地面上B、C間的距離為L(zhǎng)，滑板運(yùn)動(dòng)員（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端A點(diǎn)以大小v0的速度水平躍出，剛好落在斜面底端B點(diǎn)（不計(jì)空氣阻力），若運(yùn)動(dòng)員恰好落在右側(cè)平臺(tái)的D點(diǎn)，則離開A點(diǎn)時(shí)的水平初速度大小是（）A． B．2v0 C．3v0 D．4v03．如圖所示，在光滑的水平面上有小球A以初速度v0向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刻一個(gè)小孩在A球正上方以v0的速度將B球平拋出去，最后落于C點(diǎn)，則（）A．小球A先到達(dá)C點(diǎn) B．小球B先到達(dá)C點(diǎn)C．兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn) D．不能確定4．“扔坑”是農(nóng)村小孩在農(nóng)閑時(shí)玩的一款經(jīng)典游戲，游戲中的“坑”是在平整的農(nóng)田中挖出，坑的形狀多為圓柱形，扔擲物可以是鐵球、石塊，也可以是泥球。如圖所示，在一次“扔坑”游戲中，將小泥球從M點(diǎn)以速度水平拋出，泥球恰好沿著坑的上沿入坑并打在坑的底角。若要讓泥球進(jìn)入坑中并直接擊中坑底的正中間，下列做法可行的是（）A．在M點(diǎn)將泥球以小于的速度水平拋出B．在M點(diǎn)將泥球以大于的速度水平拋出C．在M點(diǎn)正上方某位置將小球以小于的速度水平拋出D．在M點(diǎn)正下方某位置將小球以小于的速度水平拋出5．如圖所示是消防車?yán)迷铺荩ㄎ串嫵觯┻M(jìn)行高層滅火，消防水炮離地的最大高度H=40m，出水口始終保持水平且出水方向可以水平調(diào)節(jié)，著火點(diǎn)在高h(yuǎn)=20m的樓層，水水平射出的初速度在7.5m/s≤v0≤20m/s之間，可進(jìn)行調(diào)節(jié)，出水口與著火點(diǎn)不能靠得太近，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取，則（）A．如果要有效滅火，出水口與著火點(diǎn)間的水平距離x最大為15mB．如果要有效滅火，出水口與著火點(diǎn)間的水平距離x最小為40mC．如果出水口與著火點(diǎn)的水平距離x不能小于20m，則水水平射出的初速度最小為10m/sD．若該著火點(diǎn)高度為40m，該消防車仍能有效滅火6．如圖所示，在豎直放置的半球形容器的中心O點(diǎn)分別以水平初速度v1、v2沿相反方向拋出兩個(gè)小球1和2（可視為質(zhì)點(diǎn)），最終它們分別落在圓弧上的A點(diǎn)和B點(diǎn)，已知OA與OB互相垂直，且OA與豎直方向成α角，則兩小球的初速度之比為（）A．tanα B．cosαC． D．7．如圖所示，是半圓弧的一條水平直徑，是圓弧的圓心，是圓弧上一點(diǎn)，，在、兩點(diǎn)分別以一定的初速度、水平拋出兩個(gè)小球，結(jié)果都落在C點(diǎn)，則兩個(gè)球拋出的初速度、的大小之比為（）A． B．C． D．8．如圖，傾角的斜面體放在水平面上，斜面ABCD為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，在斜面左上角A點(diǎn)沿AB方向水平拋出一個(gè)小球，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，結(jié)果恰好落在斜面體的右下角C點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則小球水平拋出的初速度大小為（

）A． B． C． D．題組B能力提升練9．（多選）如圖所示，在傾角為的足夠大的光滑斜面上。將小球a、b同時(shí)以相同的速率沿水平面內(nèi)不同方向拋出。已知a球初速度方向垂直豎直平面PQM向外，b球初速度沿著PQ方向。則（）A．若將a球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則a球落到斜面上時(shí)，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍B．a(chǎn)球落到斜面上時(shí)，a、b兩球的位移大小不相等C．若將b球的初速度大小變?yōu)橹暗?倍，則在相同時(shí)間內(nèi)，其速度大小也將變?yōu)橹暗?倍D．a(chǎn)球落到斜面上時(shí)，a球的速度大小是b球速度大小的2倍10．（多選）如圖所示，同一豎直平面內(nèi)有四分之一圓環(huán)和傾角為的斜面相接于點(diǎn)，為中點(diǎn)，A、兩點(diǎn)與圓環(huán)的圓心等高?，F(xiàn)將甲、乙小球同時(shí)從A、兩點(diǎn)以一定大小的初速度沿水平方向同時(shí)拋出，兩球恰好在點(diǎn)相碰（不計(jì)空氣阻力）。則下列說法正確的是（）A．甲、乙兩球初速度大小之比為B．若僅增大兩球質(zhì)量，則兩球不再相碰C．若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话?，則落在斜面之間某點(diǎn)D．若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t可能垂直擊中圓環(huán)11．（多選）如圖所示，地面上固定有一半徑為R的半圓形凹槽，O為圓心、AB為水平直徑，現(xiàn)將小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A處以初速度v1水平拋出后恰好落到D點(diǎn)：若將該小球從A處以初速度v2水平拋出后恰好落到C點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)等高，OC與水平方向的夾角θ=60°，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（）A．v1∶v2=1∶3B．小球從開始運(yùn)動(dòng)到落到凹槽上的過程中，其兩次的速度變化量相同C．小球落在凹槽上時(shí)，其兩次的時(shí)間不同D．小球落到C點(diǎn)時(shí)，速度方向可能與該處凹槽切面垂直12．（多選）如圖所示是飼養(yǎng)員在池塘堤壩邊緣投放顆粒狀魚飼料的示意圖，飼料顆粒從圓弧形滑道OA滑下，然后在滑道末端A點(diǎn)以水平速度v0拋出，落到傾角為θ的斜坡AB上或水面上，不計(jì)空氣阻力，則（）A．若飼料顆粒在O點(diǎn)時(shí)的速度加倍，則其在O點(diǎn)對(duì)軌道的壓力變?yōu)樵瓉淼?倍B．若飼料顆粒在A點(diǎn)時(shí)的速度加倍，則其在A點(diǎn)對(duì)軌道的壓力變?yōu)樵瓉淼?倍C．若飼料顆粒不能落入水中，則以不同的v0水平拋出，落到坡面時(shí)的速度方向不同D．若飼料顆粒能落入水中，平拋初速度v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小題組C培優(yōu)拔尖練13．跳臺(tái)滑雪是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng)，它需要利用山勢(shì)特點(diǎn)建造一個(gè)特殊跳臺(tái)。一運(yùn)動(dòng)員穿著專用滑雪板，不帶雪杖，在滑雪道上獲得較高速度后從A點(diǎn)沿水平方向飛出，在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸，如圖所示。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)水平飛出的速度v0=20m/s，山坡可看成傾角為37°的斜面，不考慮空氣阻力（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：（1）運(yùn)動(dòng)員在空中的飛行時(shí)間t1；（2）運(yùn)動(dòng)員從飛出至落在斜面上的位移大小s；（3）運(yùn)動(dòng)員落到斜面上時(shí)的速度大小v；（4）運(yùn)動(dòng)員何時(shí)離斜面最遠(yuǎn)。14．某學(xué)生在臺(tái)階上玩玻璃彈子，臺(tái)階的尺寸如圖所示，高，寬。他在臺(tái)階最高處將一顆小玻璃彈子垂直于臺(tái)階棱角邊沿水平方向彈出，不計(jì)空氣阻力，g取。（1）要使彈子落在第一級(jí)臺(tái)階上，彈出的速度應(yīng)滿足什么條件？（2）若彈子被水平彈出的速度，它將落在第幾級(jí)臺(tái)階上？15．圖甲是我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)具——風(fēng)鼓車。圖乙是其工作原理示意圖。轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，聯(lián)動(dòng)風(fēng)箱內(nèi)的風(fēng)時(shí)，向車斗內(nèi)送風(fēng)。入料倉(cāng)漏口H漏出的谷物經(jīng)過車斗，質(zhì)量大于的谷粒為飽粒，落入第一出料口A1B；質(zhì)量為的谷粒為癟粒，落入第二出料口