高考物理一輪復(fù)習(xí)-4-2-拋體運(yùn)動(dòng)全程課件

溫故自查1．概念：水平拋出的物體只在

作用下的運(yùn)動(dòng)．從運(yùn)動(dòng)性質(zhì)上看，平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為重力加速度(g)的

運(yùn)動(dòng)，軌跡是

．重力勻變速曲線拋物線2．規(guī)律：以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平初速度v0方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下的方向?yàn)閥軸正方向，建立如圖所示的坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下，對(duì)任一時(shí)刻t，有：①位移：分位移x＝

；y＝

.＝

，tanφ＝

.

φ為合位移與x軸的夾角．v0t②速度：分速度vx＝

；vy＝

.θ為合速度v與x軸的夾角．注意合位移方向與合速度方向不一致．把平拋運(yùn)動(dòng)看作兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)：一個(gè)是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．這給我們研究平拋運(yùn)動(dòng)提供了有力的工具．v0gt考點(diǎn)精析1．平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等．由Δv＝gt，速度的變化必沿豎直方向，如圖所示．(2)物體由一定高度做平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度決定，與初速度無(wú)關(guān)，由公式

落地點(diǎn)距拋出點(diǎn)的水平距離x＝v0t，由水平速度和下落時(shí)間共同決定．(3)在水平方向和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在，互不影響，具有獨(dú)立性．2．平拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)重要推論推論1：從拋出點(diǎn)開(kāi)始，任意時(shí)刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍．推論2：從拋出點(diǎn)開(kāi)始，任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線與x軸的交點(diǎn)為此時(shí)對(duì)應(yīng)水平位移的中點(diǎn)．這兩個(gè)推斷也可用于分析類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.溫故自查1．定義：斜拋運(yùn)動(dòng)是指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．斜拋運(yùn)動(dòng)的研究方法將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，分別研究?jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，必要時(shí)再用運(yùn)動(dòng)合成方法進(jìn)行合成．重力考點(diǎn)精析對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量的討論(設(shè)斜拋物體拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)位于同一水平面)命題規(guī)律(1)根據(jù)豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移或速度．(2)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)軌跡，確定物體運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間圖象．[考例1]子彈從槍口射出，速度大小是30m/s，某人每隔1s豎直向上開(kāi)一槍，假定子彈在升降過(guò)程中都不相碰，試求：(1)空中最多能有幾顆子彈？(2)設(shè)在t＝0時(shí)將第一顆子彈射出，在什么時(shí)刻它和第二顆子彈在空中相遇？(3)這些子彈在距原處多高的地方依次與第一顆子彈相遇？(不計(jì)空氣阻力)[解析]

(1)子彈在空中經(jīng)過(guò)的時(shí)間

t＝0時(shí)第一顆子彈射出，它于第6s末回到原處；同時(shí)第7顆子彈即將射出，在第6顆子彈射出后，第1顆子彈尚未返回原處時(shí)，空中共有6顆子彈，第7顆子彈射出時(shí)，第1顆子彈已落地，所以空中最多有6顆子彈．(2)設(shè)第一顆子彈在空中運(yùn)動(dòng)ts，依題意第二顆子彈運(yùn)動(dòng)(t－1)s，兩彈在空中相遇，則v1＝v0－gt，v2＝v0－g(t－1)．由于子彈初速度相同，按對(duì)稱性有v1＝－v2，即v0－gt＝－[v0－g(t－1)]，解得t＝3.5s.說(shuō)明第一顆子彈發(fā)射3.5s末，第二顆子彈發(fā)射2.5s末，兩顆子彈在空中相遇．(3)距原處高度h＝H－

，式中t用第一顆子彈從最高點(diǎn)下落0.5s、1.0s、1.5s、2.0s、2.5s代入即得：h12＝43.75m；h13＝40m；h14＝33.75m；h15＝25m；h16＝13.75m.

[答案]

(1)6(2)第一顆子彈發(fā)射3.5s末(3)h12＝43.75mh13＝40mh14＝33.75mh15＝25mh16＝13.75m[總結(jié)評(píng)述]該題是豎直上拋運(yùn)動(dòng)和相遇問(wèn)題的綜合題．要求空中最多子彈的個(gè)數(shù)應(yīng)先求出每個(gè)子彈在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后畫出草圖幫助分析．利用豎直上拋的對(duì)稱性：物體在同一高度時(shí)速度大小相等，方向相反．速度是矢量．注意方向，公式中的正負(fù)號(hào)．該題還可以求第二、三……顆子彈在空中能與哪幾顆子彈相遇，何處相遇．同學(xué)們可以自己做一做．2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)選手何雯娜獲得女子體操蹦床比賽冠軍．蹦床運(yùn)動(dòng)要求運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦起、騰空并做空中動(dòng)作．為了測(cè)量運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)可在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力—時(shí)間圖象，假如做出的圖象如圖所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員躍起的最大高度為(g取10m/s2) (

)

A．1.8m B．3.6mC．5.0m D．7.2m[解析]

從題中F－t圖象中可以看出，運(yùn)動(dòng)員脫離彈性網(wǎng)后騰空的時(shí)間為2.0s，則運(yùn)動(dòng)員上升到最大高度所用的時(shí)間為1.0s，上升的最大高度h＝

gt2＝5.0m，選項(xiàng)C正確．[答案]

C命題規(guī)律(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，求物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移、速度．(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，求物體運(yùn)動(dòng)的初速度．[考例2](2009·福建)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s＝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(kāi)始釋放，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g為10m/s2，求：(1)從子彈由槍口射出開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間子彈擊中目標(biāo)靶？(2)目標(biāo)靶由靜止開(kāi)始釋放到被子彈擊中，下落的距離h為多少？[解析]

(1)子彈做平拋運(yùn)動(dòng)，它在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈經(jīng)t時(shí)間擊中目標(biāo)靶，則代入數(shù)據(jù)得t＝0.5s(2)目標(biāo)靶做自由落體運(yùn)動(dòng)，則h＝

gt2代入數(shù)據(jù)得h＝1.25m[答案]

(1)0.5s(2)1.25m[總結(jié)評(píng)述]本題重點(diǎn)考查了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，水平方向上x＝v0t，豎直方向上h＝gt2.

(2009·鹽城市高三上學(xué)期第一次調(diào)研)如圖所示，在距地面80m高的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)上每隔1s依次放下a、b、c三個(gè)物體，拋出點(diǎn)a、b與b、c間距分別為45m和55m，a、b、c分別落在水平地面上的A、B、C處．求：(1)飛機(jī)飛行的加速度；(2)剛放下b物體時(shí)飛機(jī)的速度大?。?3)b、c兩物體落地點(diǎn)BC間距離．[解析]

(1)水平方向根據(jù)拋出點(diǎn)a、b與b、c間距及勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式Δs＝aT2得：a＝Δs/T2＝

＝10m/s2.

(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，可求得剛放下b物體時(shí)飛機(jī)的速度大小為：vb＝

＝50m/s.(3)b、c兩物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下落的時(shí)間由豎直高度求得，有：再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式得：BC＝bc＋vct－vbt＝bc＋(vc－vb)t＝bc＋aTt＝95m.[答案]

(1)10m/s2(2)50m/s(3)95m命題規(guī)律(1)根據(jù)物體所受恒力方向與初速度方向垂直判斷物體做類平拋運(yùn)動(dòng)．(2)根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間、位移或速度．(3)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移，求其加速度或力的大小．[考例3]光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在前5s受到一個(gè)沿正東方向大小為4N的水平恒力作用；從第5s末開(kāi)始改為正北方向大小為2N的水平恒力作用了10s.求物體在15s內(nèi)的位移和15s末的速度及方向．

[解析]

如圖所示，物體在前5s內(nèi)由坐標(biāo)原點(diǎn)起向東沿x軸正方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為：方向沿x軸正方向5s末物體沿x軸方向的位移x1＝

×2×52m＝25m，到達(dá)P點(diǎn)，5s末速度vx＝axt1＝2×5m/s＝10m/s.從第5s末開(kāi)始，物體參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：一是沿x軸正方向做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)10s其位移：x2＝vx·t2＝10×10m＝100m.二是沿y軸正方向(正北方向)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度為：ay＝

＝1m/s2，經(jīng)10s沿y軸正方向的位移： ×1×102m＝50m，沿y軸正方向的速度：vy＝ay·t2＝1×10m/s＝10m/s，設(shè)15s末物體到達(dá)Q點(diǎn)：[答案]

135m方向?yàn)闁|偏北21.8°10

m/s方向?yàn)闁|偏北45°[總結(jié)評(píng)述]處理類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意在受力方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，在垂直于力的方向上是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，類平拋運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中經(jīng)常涉及．(2010·濰坊)物體在xOy平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻起，在x方向的位移圖象和y方向的速度圖象如圖所示，則 ()A．物體的初速度沿x軸的正方向B．物體的初速度大小為5m/sC．t＝2s時(shí)物體的速度大小為0D．物體所受合力沿y軸的正方向[解析]由x方向的位移圖象知x方向物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)vx＝4m/s，y方向物體做初速度為3m/s的勻減速運(yùn)動(dòng)，所以物體的初速度為v0＝

＝5m/s，A錯(cuò)，B對(duì)．t＝2s時(shí)，vy＝0，但vx≠0，所以C錯(cuò)．y方向物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以物體所受合力方向應(yīng)沿y軸的負(fù)方向，D錯(cuò)，正確答案B.[答案]B命題規(guī)律分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題時(shí)一般運(yùn)用極端分析的方法，即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小，讓臨界問(wèn)題突現(xiàn)出來(lái)，找到產(chǎn)生臨界的條件．[考例4](2008·江蘇)拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見(jiàn)，如乒乓球運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問(wèn)題，如圖甲所示，設(shè)球臺(tái)長(zhǎng)2L、網(wǎng)高h(yuǎn)，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力．(設(shè)重力加速度為g)(1)若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出，落在球臺(tái)的P1點(diǎn)(如圖實(shí)線所示)，求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1.(2)若球在O點(diǎn)正上方以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過(guò)球網(wǎng)落在球臺(tái)的P2(如圖虛線所示)，求v2的大?。?3)若球在O正上方水平發(fā)出后，球經(jīng)反彈恰好越過(guò)球網(wǎng)且剛好落在對(duì)方球臺(tái)邊緣P3，求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h3.[解析]

(1)如圖乙所示，設(shè)發(fā)球時(shí)飛行時(shí)間為t1，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)(2)設(shè)發(fā)球高度為h2，飛行時(shí)間為t2，同理根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)x2＝v2t2⑤且h2＝h⑥2x2＝L⑦(3)如圖丙所示，發(fā)球高度為h3，飛行時(shí)間為t3，同理根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)得，x3＝v3t3⑩且3x3＝2L?設(shè)球從恰好越過(guò)球網(wǎng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為t，水平距離為s，有s＝v3t?由幾何關(guān)系知，x3＋s＝L?聯(lián)立⑨～?式，解得h3＝如圖所示，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18m，設(shè)網(wǎng)的高度為2m，運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3m遠(yuǎn)的線上正對(duì)球網(wǎng)豎直跳起把球水平擊出(g取10m/s2)：(1)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為2.5m，問(wèn)球被水平擊出時(shí)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)的高度等于某個(gè)值，那么無(wú)論球被水平擊出時(shí)的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界，試求出此高度．[解析]

(1)如圖所示排球恰不觸網(wǎng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡為Ⅰ.排球恰不出界時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡為Ⅱ，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：s＝v0t和h＝ gt2，可得當(dāng)排球恰不觸網(wǎng)時(shí)有：

s1＝3m＝v1t1，h1＝2.5m－2m＝0.5m＝gt.可解得：v1＝3

m/s≈9.5m/s，當(dāng)排球恰不出界時(shí)有s2＝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.(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)高度為h，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：s1＝3m＝vt′1，h′1＝h－2m＝s2＝3m＋9m＝vt′2，聯(lián)立以上四式可得：h≈2.13m.[答案]

(1)9.5m/s<v<17m/s(2)2.13m命題規(guī)律考查平拋運(yùn)動(dòng)的特性，在水平方向上物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，靈活利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法解決有關(guān)問(wèn)題．[考例5]如圖所示，A、B、C、D、E為某同學(xué)描繪的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)，已知方格邊長(zhǎng)為a，求落到C點(diǎn)時(shí)的速度vC.[解析]

由題知A、B、C、D、E各點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等，有先求C點(diǎn)的水平分速度vx和豎直分速度vy，再求合速度vC：某同學(xué)利用圖甲所示裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)，根