2019高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題系列之熱點(diǎn)專題突破專題15平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用之臨界問題學(xué)案

1、突破 15 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用之臨界問題平拋運(yùn)動(dòng)受到某種條件的限制時(shí)就構(gòu)成了平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題，其限制條件一般有水平位移和豎直高度兩種。 求解這類問題的關(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)受豎直高度限制時(shí)， 其臨界軌跡為自拋出點(diǎn)到豎直高度端點(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。審題技巧臨界點(diǎn)。解題技巧1.分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題時(shí)一般運(yùn)用極限分析的方法， 即把要求的物理量設(shè)定為/ Tk極大或極小，讓臨界問題突現(xiàn)出來，找到產(chǎn)生臨界的條件。2.求解平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題的關(guān)鍵確定臨界狀態(tài).確定臨界狀態(tài)一般用極限法分析，即把平拋

2、運(yùn)動(dòng)的初速度增大或減 小，使臨界狀態(tài)呈現(xiàn)出來.(2)確定臨界狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并畫出軌跡示意圖畫示意圖可以使抽象的物理情景變得直觀，更可以使有些隱藏于問題深處的條件暴露出來.【典例1】在某次乒乓球比賽中，乒乓球先后兩次落臺(tái)后恰好在等高處水平越過球網(wǎng)， 過網(wǎng)時(shí)的速度方向均垂直于球網(wǎng)，把兩次落臺(tái)的乒乓球看成完全相同的兩個(gè)球，球1和球2,如圖所示，不計(jì)乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力，乒乓球自起跳到最高點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是()1.有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述的過程中存在著2.若題目中有“取值范圍”、“多長(zhǎng)時(shí)間”、“多大距離”等詞語， 表明題述的過程中存在著“起止點(diǎn)”，而這

3、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，表明題述的過程中存在著極值，這些極值點(diǎn)也往往是臨界點(diǎn)。2A.起跳時(shí)，球1的重力功率等于球2的重力功率B.球1的速度變化率小于球2的速度變化率C.球1的飛行時(shí)間大于球2的飛行時(shí)間D.過網(wǎng)時(shí)球1的速度大于球2的速度【答案】AD【解析】 乒乓球起跳后到最高點(diǎn)的過程，其逆過程可看成平拋運(yùn)動(dòng)。重力的瞬時(shí)功率 等于重力乘以豎直方向的速度，兩球起跳后能到達(dá)的最大高度相同，由v1 2=2gh得，起跳時(shí)豎直方向分速度大小相等，所以兩球起跳時(shí)重力功率大小相等，A正確；速度變化率即加速度，兩球在空中的加速度都等于重力加速度，所以兩球的

4、速度變化率相等，B錯(cuò)誤；由h=EQ * jcO * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(12,EQ * jc0 * Fon t:Calibri *hps24 o(sup 11(1,2gt2可得兩球飛行時(shí)間相同，C錯(cuò)誤；由題圖可知，球1的水平位移較大，由x=vt可知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，則球1的/水平速度較大，D正確?！镜淅?】 如圖所示，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18 m,設(shè)球網(wǎng)高度為2 m,運(yùn)動(dòng)員站在網(wǎng)前3 m處正對(duì)球網(wǎng)跳起將球水平擊出，球大小不計(jì)，取重力加速度g=10 m/s2。1若擊球高度為2.5 m，為使球既不觸網(wǎng)又不出界，求水平擊球的速度范圍；2當(dāng)擊球點(diǎn)的高度為何值時(shí)，無論水平

5、擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界?3sup 11(32【答案】(1)3 m/s v w 12 m/s (2) 15,sup 11(32,15 m【解析】(1)球被水平擊出后，做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若正好壓在底線上，則球在空中的飛行時(shí)間:由此得球越界的臨界速度vj=12/2 m 1若球恰好觸阿則球在冏上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:得球觸網(wǎng)的臨界速度得球觸網(wǎng)的臨界速度V：=-=W in弘弘I r要使球既不觸網(wǎng)又不越界，水平擊球速度v的取值范圍為：3 m/s A jr=Vltl rf綜合可得Vl 11 + V：12-V fl(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1:V2；EQ * jcO * Fo nt:Calibr

6、i * hps24 o(sup 11(32即擊球高度為15,EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(32,15m解得H：h=4:3o【跟蹤短訓(xùn)】5故11=2t2，則H=4( H- h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32,15m解得H：h=4：3o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界。【典例3一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起

7、來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)處，如圖所示，第二只球飛出時(shí)的初速度為V2,直接擦網(wǎng)而過，也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時(shí) 沒有能量損失，且不計(jì)空氣阻力，求：(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1 : V2；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球點(diǎn)的高度H網(wǎng)高h(yuǎn)之比H：ho【答案】(1)1: 3 (2)4: 3【解析】(1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各故ti=2t2,貝H= 4(H- h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 1

8、1 (32,15m解得H：h=4：3o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界?！镜淅?一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)處，如圖所示，第二只球飛出時(shí)的初速度為V2,直接擦網(wǎng)而過，也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時(shí) 沒有能量損失，且不計(jì)空氣阻力，求：(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1 : V2；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球點(diǎn)的高度H網(wǎng)高h(yuǎn)之比H：ho【答案】(1)1: 3 (2)4: 3【解析】(1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各故ti=2t2,貝H= 4(H-

9、h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32,15m解得H：h=4：3o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界?！镜淅?一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)處，如圖所示，第二只球飛出時(shí)的初速度為V2,直接擦網(wǎng)而過，也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時(shí) 沒有能量損失，且不計(jì)空氣阻力，求：(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1 : V2；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球點(diǎn)

10、的高度H網(wǎng)高h(yuǎn)之比H：ho【答案】(1)1: 3 (2)4: 3【解析】(1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各故ti=2t2,貝H= 4(H- h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32,15m解得H：h=4：3o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界?！镜淅?一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)

11、處，如圖所示，第二只球飛出時(shí)的初速度為V2,直接擦網(wǎng)而過，也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時(shí) 沒有能量損失，且不計(jì)空氣阻力，求：(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1 : V2；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球點(diǎn)的高度H網(wǎng)高h(yuǎn)之比H：ho【答案】(1)1: 3 (2)4: 3【解析】(1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各故ti=2t2,貝H= 4(H- h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32,15m解得H：h=4：3

12、o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界?！镜淅?一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)處，如圖所示，第二只球飛出時(shí)的初速度為V2,直接擦網(wǎng)而過，也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時(shí) 沒有能量損失，且不計(jì)空氣阻力，求：(1)兩只球飛出時(shí)的初速度之比V1 : V2；(2)運(yùn)動(dòng)員擊球點(diǎn)的高度H網(wǎng)高h(yuǎn)之比H：ho【答案】(1)1: 3 (2)4: 3【解析】(1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各故ti=2t2,貝H= 4(H- h),EQ *jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32即擊球高度為15,EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11 (32,15m解得H：h=4：3o【跟蹤短訓(xùn)】4時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界。【典例3一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時(shí)的初速度為vi,落在自己一方場(chǎng)地上后，彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在