
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
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
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文檔簡(jiǎn)介
第9講平拋運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
考點(diǎn)二斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題
\考點(diǎn)四類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)模型
題型1平拋運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用
,題型2平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè):S要推忌應(yīng)用
'(一題型3平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相結(jié)合
,題型4平拋運(yùn)動(dòng)與圓面相結(jié)合一
、題型5平拋運(yùn)動(dòng)與豎直面相結(jié)合
\題型6平拋運(yùn)動(dòng)在球類(lèi)問(wèn)題中的臨界問(wèn)題
卜題型7類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)
\題型8斜拋運(yùn)動(dòng)
知植?復(fù)力。林
1.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和性質(zhì).
2.掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法,并能應(yīng)用解題.
知3?務(wù)實(shí)知M
考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律
1.性質(zhì)
加速度為重力加速度*的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線.
2.基本規(guī)律
以?huà)伋鳇c(diǎn)為原點(diǎn),水平方向(初速度為方向)為x軸,豎直向下方向?yàn)閥軸,建立平面直角坐標(biāo)系,
則:
(1)水平方向:做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度匕=出,位移》=皿.
(2)豎直方向:做自由落體運(yùn)動(dòng),速度Vy=磔,位移>=;g,2.
(3)合速度:v=梃方向與水平方向的夾角為仇則tan
7vxvo
22tanT*
(4)合位移:s=y/x+y9方向與水平方向的夾角為a,
x2vo
3.對(duì)規(guī)律的理解
2h一、、
(1)飛行時(shí)間:由£=一知,時(shí)間取決于下落鬲度與初速度也無(wú)關(guān).
g
2h、,
(2)水平射程:x=W=vo—,即水平射程由初速度也和下落高度h共同決定,與其他因素?zé)o關(guān).
Vy
(3)落地速度:vt=,以。表示落地速度與x軸正方向的夾角,有tan9=—=
變皿,所以落地速度也只與初速度應(yīng)和下落高度h有關(guān).
V0
(4)速度改變量:因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度g,所以做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等時(shí)間間
隔加內(nèi)的速度改變量Ay=gAf相同,方向恒為豎直向下,如圖所示.
(5)兩個(gè)重要推論
①做平拋(或類(lèi)平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn),如
圖中/點(diǎn)和5點(diǎn)所示.
②做平拋(或類(lèi)平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻任一位置處,設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為a,位移
方向與水平方向的夾角為仇則tana=2tan"
提秘-例題樣析
[例題1](2024?麥積區(qū)二模)如圖所示,一小球從O點(diǎn)水平拋出后的軌跡途經(jīng)A、B兩點(diǎn),己知小
球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小為13m/s,從。到A的時(shí)間和從A到B的時(shí)間都等于0.5s,取重力
加速度大小g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()
0
A.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/s
B.O、A兩點(diǎn)間的距離為5m
C.A、B兩點(diǎn)間的距離為10m
D.0、B兩點(diǎn)間的距離為13m
【解答】解:A.由題意知下落到A點(diǎn)豎直方向的速度為:vyA=gt=10X0.5m/s=5m/s,所以小球
v22
做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為:v0=yA2=V13—5m/s=12m/sf故A錯(cuò)誤;
B.O、A兩點(diǎn)間的豎直圖度為:以=萬(wàn)碇2=]x10x0.52血=1.25m,水平位移為:XA=v()t=12X
0.5m=6m,所以O(shè)、A兩點(diǎn)間的距離為:=V1.252+62m=6.13m,故B錯(cuò)誤;
D.O、B兩點(diǎn)間的豎直高度為:YB=2?9x(2t)2="x10x(2x0-5)2m=5m,水平位移為水平位
移為:xB=v0X2t=12X2X0.5m=12m,0、B兩點(diǎn)間的距離為:sB=?+*=上+芽
m=13m,故D正確;
=
C.由上分析知A、B兩點(diǎn)間的豎直高度為:hi=yB-yA5m-1.25m=3.75m,A、B兩點(diǎn)間的水
平位移為:xi=6m,A、B兩點(diǎn)間的距離為:si=J憂(yōu)+君=V3,752+62m=6.32m,故C錯(cuò)誤。
故選:D。
[例題2](多選)(2024?黔南州二模)如圖(a)所示,在小球的拋出點(diǎn)O處固定有一點(diǎn)光源,它的
正前方水平距離為L(zhǎng)=1.00m處豎直放置一塊毛玻璃屏。用彈射器將小球以某一速度從O點(diǎn)水
平向右拋出后,在毛玻璃屏上可以看到小球影子的運(yùn)動(dòng),利用閃光頻率為f=20Hz的頻閃相機(jī)
拍攝了影子的位置照片如圖(b)所示??諝庾枇Σ挥?jì),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.78m/s2。下列
說(shuō)法正確的是()
L
I4.07cm
IJpo6cm
[4.08cm
IJ
圖(a)圖(b)
A.影子做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.影子做自由落體運(yùn)動(dòng)
C.實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球拋出時(shí)的初速度約為6m/s
D.實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球拋出時(shí)的初速度約為10m/s
【解答】解:AB.由于相機(jī)的曝光時(shí)間是一樣的,在誤差范圍內(nèi),相鄰兩個(gè)小球的投影間的距離
相等,可知小球的投影是勻速直線運(yùn)動(dòng),故A正確,B錯(cuò)誤;
11
CD.根據(jù)題意可知兩相鄰?fù)队伴g的時(shí)間間隔為T(mén)=~=—s=0.05s
4.07+4.06+4.08
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知影子的速度大小為丫=---7--TT-------x10-2m/s=0.814m/s
3XU.UD
y-at2
由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知7=叁一
LV()t
qL
整理得y=^t
gL
豎直方向投影點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有六=u
解得vo-Gm/s
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
[例題3](2024?天津模擬)如圖所示,正方體框架ABCD-AiBiQDi的底面AiBiCiDi處于水平
地面上。從頂點(diǎn)A沿不同方向水平拋出小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),不計(jì)空氣阻力。關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),
下列說(shuō)法正確的是()
A.落點(diǎn)在棱BBi上的小球,落在Bi點(diǎn)時(shí)平拋的初速度最大
B.落點(diǎn)在面AiBQiDi內(nèi)的小球,落在Ci點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)
C.落點(diǎn)在三角形B1QD1內(nèi)的小球,平拋初速度的最小值與最大值之比是1:2
D.落點(diǎn)在線BiDi上的小球,落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率均不相同
【解答】解:A、小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),有h=1g步得:t=陛,則知落
乙y9
x
點(diǎn)在棱BBi上的小球,水平位移相等,落在Bi點(diǎn)時(shí)下落高度最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)。根據(jù)vo=],
可知平拋的初速度最小,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)t=尊可知落點(diǎn)在面AiBQiDi內(nèi)的小球下落高度相等,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,故B錯(cuò)誤;
\9
C、落點(diǎn)在三角形BiCiDi內(nèi)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,最大的水平位移為虎(,最小水平位移為亭I,
X
則最小水平位移與最大水平位移之比為1:2,由vo=I,可知平拋初速度的最小值與最大值之比
是1:2,故C正確;
D、設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為1,落點(diǎn)在線BiDi上的小球,豎直速度大小均為為=/2畫(huà),落地時(shí)重力的
瞬時(shí)功率PG=mgVy均相同,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
考點(diǎn)二斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是一種常見(jiàn)的題型,在解答這類(lèi)問(wèn)題時(shí)除要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度規(guī)律,
還要充分運(yùn)用斜面傾角,找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系,從而使問(wèn)題得到順利
解決.常見(jiàn)的模型如下:
方法內(nèi)容斜面總結(jié)
分
水平:vx=v0F跖/
:垂直打
解豎直:Vy=gt1分解速度,構(gòu)建速度
速三角形
合速度:v=J速+v3
度
分水平:X=Vot
解分解位移,構(gòu)建位移
豎直:,y=-g/2
位三角形
移合位移:S=J%2+)2
提秘-例題樣析
[例題4](2024?遼寧二模)如圖所示,傾角為37°的斜面體固定在水平面上,小球A在斜面底端
正上方以速度V1向右水平拋出,同時(shí),小球B在斜面頂端以速度V2向左水平拋出,兩球拋出
點(diǎn)在同一水平線上,結(jié)果兩球恰好落在斜面上的同一點(diǎn),且A球落到斜面上時(shí)速度剛好與斜面
垂直,不計(jì)小球的大小,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則vi:V2等于()
【解答】解:A、B豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),位移為h=1gt2
落點(diǎn)相同即hA=hB,tA=tB=t,VA1=VB1
11
3=乃玲=眇B(yǎng)it,XA=Vit
h.B
tan0=一
XB
3
聯(lián)立上式代入數(shù)據(jù)解得tan。=5
V23
垂直打在該點(diǎn)則tan。=—=-
VAI4
V2VAIv248
--x__2__x_—
V1~ViVB1~33-9
所以vi:V2=9:8,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
[例題5](2024?寶雞一模)如圖所示,傾角為。的斜面上有A、B、C三點(diǎn),現(xiàn)從這三點(diǎn)分別以不
同的初速度同時(shí)水平拋出一小球,不計(jì)空氣阻力,三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn),測(cè)得AB:
BC:CD=5:3:1,由此可判斷()
A.三個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:2:3
B.三個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度方向相同
C.三個(gè)小球的初速度大小之比為1:2:3
D.三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可能在空中相交
1
【解答】解:A.小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有丫=乃嚴(yán)
根據(jù)幾何關(guān)系有AD:BD:CD=9:4:1
三個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為tA:tB:tc=3:2:1
故A錯(cuò)誤;
B.小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則乂=丫()1
yqt
三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn),根據(jù)位移間的關(guān)系有tan9=-=—
設(shè)三個(gè)小球速度偏轉(zhuǎn)角為a,貝Ijtana=1=3=2±加。
可知三個(gè)小球速度偏轉(zhuǎn)角相同,三個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度方向相同,故B正確;
ygt
C.三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn),根據(jù)豎直位移與水平位移的關(guān)系有tan。=1=麗
三個(gè)小球的初速度大小之比為VA:VB:vc=3:2:1
故c錯(cuò)誤;
D.三個(gè)小球做平拋運(yùn)動(dòng),三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線,且交于D點(diǎn),故三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡
不可能在空中相交,故D錯(cuò)誤。
故選:Bo
[例題6](2024?德州模擬)如圖所示,把一小球從斜面上先后以相同大小的速度拋出,一次水平拋
出,另一次拋出的速度方向與斜面垂直,兩小球最終都落到斜面上,水平拋出與垂直斜面拋出
落點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離之比為()
A.1:2B.2:1C.1:1D.1:3
【解答】解:設(shè)斜面傾角為。,當(dāng)小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在斜面上時(shí);
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,水平位移為x=v()t
豎直位移y=^gt2
y
根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)tan。=-
X
拋出點(diǎn)與落點(diǎn)之間的距離S1=£而
,,,2vctan0
代入數(shù)據(jù)解得si=t;
g舞cosu。
當(dāng)小球垂直于斜面拋出時(shí),小球做斜拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,豎直分速度Vy=V0COS。,
水平分速度vx=vosin0
以?huà)伋鳇c(diǎn)為參考點(diǎn),根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,水平位移Xi=Vxtl
豎直位移一月=vytr-^gtl
yi
根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)tan。--
拋出點(diǎn)與落點(diǎn)之間的距離S2=.
2votan3
代入數(shù)據(jù)解得
S2=gcosO
si1
因此有7;=’,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:Co
考點(diǎn)三平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題
探秘?例題樣析
[例題7](2024?重慶模擬)充氣彈跳飛人娛樂(lè)裝置如圖1所示,開(kāi)始時(shí)娛樂(lè)者靜止躺在氣包上,工
作人員從站臺(tái)上蹦到氣包上,娛樂(lè)者即被彈起并落入厚厚的海洋球。若娛樂(lè)者彈起后做拋體運(yùn)
動(dòng),其重心運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2虛線POB所示。開(kāi)始娛樂(lè)者所處的面可視為斜面AC,與水平方向
夾角0=37°。己知娛樂(lè)者從P點(diǎn)拋起的初速度方向與AC垂直,B點(diǎn)到軌跡最高點(diǎn)O的豎直
高度h=3.2m,水平距離l=2.4m,AB在同一水平面上,忽略空氣阻力,sin37=0.6,重力加速
度g=10m/s2,則()
卻
A.P點(diǎn)到B點(diǎn)的位移為3.6m
B.AB之間的距離為0.4m
C.娛樂(lè)者從P點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中的時(shí)間為Is
D.娛樂(lè)者從P點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中的最大速度9m/s
【解答】解:由拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,從P到B的過(guò)程中水平方向的分速度不變,等于在最高點(diǎn)
。點(diǎn)的速度,設(shè)為Vo
由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得
水平方向l=VOtl
1八
豎直方向h=-gtr
由已知代入數(shù)據(jù)解得
b=0.8s,vo—3m/s
已知在P點(diǎn)速度垂直AC可分解為水平速度v0和豎直向上的分速度vpy
VoVo
由幾何知識(shí)可得;tan。=—tan9=—
Vo3
代入數(shù)據(jù)解得Vpy=五而=6y彈/s=4m/s
從P到O豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),時(shí)間t2滿(mǎn)足
vpy4
Vpy=gt2,代入數(shù)據(jù)記得t2=~=777s=0.4s
<y±u
則PO的豎直分位移為ypo=玲=-1x10x0.42m=0.8m
水平分位移為Xpo=v()t2=3X0.4m=1.2m
A.PB的水平分位移為xpB=l+Xpo=2.4m+1.2m=3.6m
豎直分位移為ypB=h-ypo=3.2m-0.8m=2.4m
由勾股定理可得P到B的位移為L(zhǎng)PB=金+y品=V3.624-2.42m工4.089m
故A錯(cuò)誤;
B.PA的水平分位移為xp4=嬴石=而71=3.2m
則AB之間的距離為XAB=XPB-xPA=3.6m-3.2m=0.4m
故B正確;
C.P到B的時(shí)間為t=ti+t2=0.8s+0.4s=1.2s
故C錯(cuò)誤;
D.由拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,速度最大的位置為B點(diǎn),豎直分速度為VBy=gti=10X0.8m/s=8m/s
水平分速度為vo=3m/s
B點(diǎn)速度為VB=,82+32mls=V7方n/s,故D錯(cuò)誤。
故選:B.
[例題8](2024?重慶一模)如圖所示,某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打乒乓球(視為質(zhì)點(diǎn)),某次乒乓球與
墻壁上的P點(diǎn)碰撞后水平彈離,恰好垂直落在球拍上的Q點(diǎn),取重力加速度大小g=10m/s2,
不計(jì)空氣阻力。若球拍與水平方向的夾角為45°,乒乓球落到球拍前瞬間的速度大小為4m/s,
則P、Q兩點(diǎn)的高度差為()
A.0.1mB.0.2mC.0.4mD.0.8m
【解答】解:由于恰好垂直落在球拍上的Q點(diǎn),根據(jù)幾何關(guān)系得:VQCOS450=gt,解得t=gs
根據(jù)乒乓球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由h=—gt2,
1rl2
解得:11=萬(wàn)以2=/x10x元m=0.4m,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:Co
[例題9](2024?貴州模擬)無(wú)人機(jī)在一斜坡上方沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),飛行過(guò)程中先后
釋放甲、乙兩個(gè)小球,兩小球釋放的初始位置如圖所示。已知兩小球均落在斜坡上,不計(jì)空氣
阻力,比較兩小球分別從釋放到落在斜坡上的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()
V
甲。乙。
A.乙球的位移大
B.乙球下落的時(shí)間長(zhǎng)
C.乙球落在斜坡上的速度大
D.乙球落在斜坡上的速度與豎直方向的夾角大
1
【解答】解:AB.根據(jù)位移一時(shí)間公式,對(duì)于豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)而言h=]gt2,對(duì)于水平方
向做勻速運(yùn)動(dòng)而言x=vt
可得t=陛
\9
根據(jù)題意可知,甲、乙兩球均做平拋運(yùn)動(dòng),但由于甲球先釋放,乙球后釋放,且兩球均落在斜坡
上,則可知乙球在斜坡上的落點(diǎn)比甲球在斜坡上的落點(diǎn)高,而平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向的分運(yùn)動(dòng)為自
由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng),由于乙球的落點(diǎn)高,則乙球在豎直方向的位移
小,由此可知乙球下落的時(shí)間小于甲球下落的時(shí)間,即t甲〉t乙
乙球在水平方向的位移小于甲球在水平方向的位移,而甲、乙兩球的位移s=,位+在
由于h甲>h乙,x甲>*乙
因此可知s甲As乙
即乙球的位移小于甲球的位移,故AB錯(cuò)誤;
C.豎直方向的分速度Vy=gt
由于甲球下落時(shí)間大于乙球下落時(shí)間,因此小球落在斜坡上時(shí)的速度丫=I說(shuō)+"2
由此可知,乙球落在斜坡上的速度小于甲球落在斜坡上時(shí)的速度,故C錯(cuò)誤;
D.設(shè)小球落在斜坡上時(shí)速度方向與豎直方向的夾角為4則小球落在斜坡上時(shí)速度與豎直方向
夾角的正切值tan。--
由于Vy¥>Vy乙
因止匕tan。甲<tan。乙
則有0甲<0乙
由此可知,乙球落在斜坡上的速度與豎直方向的夾角大,故D正確。
故選:D。
考點(diǎn)四類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)模型
1.受力特點(diǎn)
物體所受的合外力為恒力,且與初速度的方向垂直.
2.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)
在初速度Vn方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度。=
尸舍
m
3.求解方法
(1)常規(guī)分解法:將類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合外力
的方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng).兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不影響,且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.
(2)特殊分解法:對(duì)于有些問(wèn)題,可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,將加速度〃分解為&、ay,
初速度為分解為〃,然后分別在X、歹方向列方程求解.
探秘?例題樣析
[例題10](2023秋?武昌區(qū)校級(jí)期末)如圖所示的光滑固定斜面ABCD,其傾角可調(diào)節(jié)。當(dāng)傾角為
時(shí),一物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))沿斜面左上方頂點(diǎn)A以初速度vo水平射入,恰好沿底端D點(diǎn)離
開(kāi)斜面;改變傾角為。2時(shí),同樣將該物塊沿斜面左上方頂點(diǎn)A以初速度V。水平射入,發(fā)現(xiàn)物
塊沿CD邊中點(diǎn)離開(kāi)斜面。已知重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是()
A.物塊離開(kāi)斜面時(shí),前后兩次下落的高度之比為2:1
B.物塊離開(kāi)斜面時(shí),前后兩次下落的高度之比為4:1
C.物塊從入射到飛離斜面,前后兩次速度變化量的大小之比為1:1
D.物塊從入射到飛離斜面,前后兩次速度變化量的大小之比為1:2
【解答】解:AB.第一次,物塊恰好沿底端D點(diǎn)離開(kāi)斜面,第二次,物塊沿CD邊中點(diǎn)離開(kāi)斜面,
則沿斜面方向的位移y之比2:1,平行斜面方向x相同,根據(jù)x=v°t,則時(shí)間相同,再根據(jù)y=
1_—一,-、
-gsindt2-,貝I]sin?i=2sine2,根據(jù)結(jié)合關(guān)系圖度h=ysin9,故物塊禺開(kāi)斜面時(shí),前后兩次下落的
高度之比為4:1,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.物塊從入射到飛離斜面,前后兩次速度變化量Av=gsinet,故前后兩次速度變化量的大小之
比為2:1,故CD錯(cuò)誤。
故選:Bo
[例題11](多選)(2023秋?包河區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,兩個(gè)傾角分別為30°、45°的光滑斜面放
在同一水平面上,兩斜面間距大于小球直徑,斜面高度相等。有三個(gè)完全相同的小球a、b、c,
開(kāi)始均靜止于同一高度處,其中b小球在兩斜面之間,a、c兩小球在斜面頂端。若同時(shí)釋放a、
b、c小球到達(dá)該水平面的時(shí)間分別為口、t2、t若同時(shí)沿水平方向拋出,初速度方向如圖所示,
到達(dá)水平面的時(shí)間分別為t/、t2'、t3’.下列關(guān)于時(shí)間的關(guān)系正確的是()
A.t]>t3>t2
f,
B.ti=t/、t2=t2、t3=t3
C.'>t?''
D.、12Vt2'、13Vt3,
【解答】解:第一種情況:b球做自由落體運(yùn)動(dòng),a、c做勻加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)斜面的高度為h,則
,h1、
對(duì)a球:.=~gsin30°ll,
si九30°2
對(duì)b球:h=
h1
對(duì)C球:而得=嚴(yán)譏45%
由數(shù)學(xué)知識(shí)得:t[>t3>t2。
第二種情況:a、c兩個(gè)球都做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),沿斜面向下方向都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),
a的加速度為gsin30°,c的加速度為gsin45°,b球做平拋運(yùn)動(dòng),則有
h1c
對(duì)a球:.=~gsin30°t'2
sin3021
1、
f2
對(duì)b球:h=~gt2
h1\
對(duì)c球:不旃=5G譏45%'2
比較可知,ti=t/、t2=t2'、t3=t3’.故ABC正確。D錯(cuò)誤
故選:ABCo
[例題12](多選)如圖所示,傾角為8=30°的光滑斜面ABCD,其中AB=BC=CD=DA=2.4m,
在斜面底端A點(diǎn)放置一小球發(fā)射裝置(可視為質(zhì)點(diǎn)),發(fā)射裝置可從A點(diǎn)與AB邊成53°沿斜面
斜向上射出速度大小不同的小球,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6=下列說(shuō)
法正確的是()
A.所有小球在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度的變化率都相等
B.若射出小球的速度為2.5m/s,則小球落到AB邊上的位置距離A點(diǎn)0.6m
C.若小球恰好能從C點(diǎn)離開(kāi)斜面,則小球發(fā)射的速度為5金m/s
D.若小球垂直于BC邊離開(kāi)斜面,則小球發(fā)射的速度為5m/s
【解答】解:A、所有的小球在斜面上的加速度均為a=gsin8=10X0.5m/s2=5m/s2,又因?yàn)榧铀?/p>
度的物理意義是描述物體速度的變化率,可知所有小球在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度的變化率都相
等,故A正確;
B、若射出小球的速度為2.5m/s,小球沿著斜面方向的速度為vi=vsin53°=2.5X0.8m/s=2m/s
平行AB方向的速度為V2=VCOS53°=2.5X0.6m/s=1.5m/s
vi2
小球落到AB邊上的位置距離A點(diǎn)x=Wx2x=1.5x2x-^m=1.2m
故B錯(cuò)誤;
C、若小球恰好能從C點(diǎn)離開(kāi)斜面,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為3設(shè)初速度為v',沿著斜面方向v's譏53%—
1
"at27=AD
平行AB方向/cos53°t=AB
聯(lián)立解得v'=5V2m/s
故C正確;
D、若小球垂直于BC邊離開(kāi)斜面,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t「設(shè)初速度為v",則有v"sin53°=atP
v"cos53°=AB
聯(lián)立解得v"=5m/s
故D正確。
故選:ACD?
解惑?題型有球
題型1平拋運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的應(yīng)用
1.(2024?甘肅模擬)如圖所示,一小球從O點(diǎn)水平拋出后的軌跡途經(jīng)A,B兩點(diǎn),已知小球經(jīng)
過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小為13m/s,從O到A的時(shí)間和從A到B的時(shí)間都等于0.5s,取重力加速
度大小g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()
A.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/s
B.O、A兩點(diǎn)間的距離為5m
C.A、B兩點(diǎn)間的距離為10m
D.0、B兩點(diǎn)間的距離為13m
【解答】解:A。由題意知下落到A點(diǎn)豎直方向的速度為VyA=gt=10X0.5m/s=5m/s
小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為Vo=JVA~vyA
解得Vo=12m/s,故A錯(cuò)誤;
B、O>A兩點(diǎn)間的豎直高度為yA=5或2=/X10x0.52m=1.25m
水平位移為XA=v()t=12X0.5m/s=6m
所以O(shè)、A兩點(diǎn)間的距離為SA=J曰+元
解得SA=6.13m,故B錯(cuò)誤;
1'
C、O、B兩點(diǎn)間的豎直高度為yB=59(2C)2
解得yB=5m
水平位移為XB=vo*2t=12X2X0.5m=12m
A、B兩點(diǎn)間的豎直高度為hi=yB-yA=5m-1.25m=3.75m
A、B兩點(diǎn)間的水平位移為xi=xB-xA=12m-6m=6m
A、B兩點(diǎn)間的距離為si=/好+靖
解得si=6.32m,故C錯(cuò)誤;
D、O、B兩點(diǎn)間的距離為SB=Jx]+y%
解得SB=13m,故D正確。
故選:Do
2.(2024?富平縣一模)高樓出現(xiàn)火情時(shí)需要一種高架水炮消防車(chē)?,F(xiàn)距水平地面36m高的某樓
房出現(xiàn)火情,消防員緊急出動(dòng)救援,已知高架水炮消防車(chē)的水炮炮口距離水平地面28.8m,到
起火房間的水平距離為9.6m,水柱剛好從起火房間的窗戶(hù)垂直打入,取重力加速度大小g=
10m/s2,不計(jì)空氣阻力,則水柱剛打入窗戶(hù)時(shí)的速度為()
A.6m/sB.8m/sC.10m/sD.15m/s
【解答】解:將水的逆過(guò)程看成是平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有
△h=^gt2
代入數(shù)據(jù)可得t=12X(3,:28.8)S=12S
N10
水平方向有
x=vot
解得水平速度為
X9.6
V。=£=31nls-8m/s
則水柱剛打入窗戶(hù)時(shí)的速度為8m/s,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:Bo
題型2平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要推論的應(yīng)用
3.(2024?瀘州模擬)將一小球向右水平拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí),不計(jì)空氣阻力。設(shè)某時(shí)刻小球與拋出點(diǎn)
的連線與水平方向的夾角為a,此時(shí)速度的方向與水平方向的夾角為由下列有關(guān)圖像中可能
【解答】解:根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,某時(shí)刻小球與拋出點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為a,則有
ygt
tana=-=--
x2vo
vygt
此時(shí)速度的方向與水平方向的夾角為0,則有tanB
聯(lián)立,解得tan0=2tana
可知tanP與tana為正比關(guān)系。
故選:D。
4.(2021?寧江區(qū)校級(jí)三模)如圖所示,甲、乙兩同學(xué)模擬古代投壺比賽,他們自P、Q兩點(diǎn)分別
VI、V2的速度同時(shí)水平拋出小球,P比Q位置更高,兩小球均射到壺口O點(diǎn),且在。點(diǎn)時(shí)速度
方向相同,忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()
A.兩小球拋出的初速度相等
B.兩小球飛行時(shí)間相等
C.拋出點(diǎn)P、Q與。共線
D.兩小球到達(dá)O點(diǎn)的速度相等
【解答】解:設(shè)達(dá)到0點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角為a,做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0.
AB、在O點(diǎn)時(shí)速度方向相同,則速度方向與水平方向夾角相同,tana=云,自P點(diǎn)拋出小球的
飛行時(shí)間長(zhǎng),因此拋出的初速度大,故AB錯(cuò)誤;
D、到達(dá)O點(diǎn)的速度丫=白,到達(dá)O點(diǎn)的速度不等,故D錯(cuò)誤;
sina
gt1
C、位移方向與水平方向夾角tan。=萬(wàn)面=亍@11(1,因此PQO共線,故C正確。
故選:Co
題型3平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相結(jié)合
5.(2023?大慶模擬)如圖所示,光滑斜面AB固定,傾角為37°,斜面上P點(diǎn)與斜面底端B點(diǎn)
間的距離為L(zhǎng),D點(diǎn)位于B點(diǎn)的正上方。現(xiàn)在將小物塊從斜面的頂端A點(diǎn)由靜止釋放的同時(shí),
將小球從D點(diǎn)以某一初速度水平向左拋出,小球與物塊在P點(diǎn)相遇,相遇時(shí)小球恰好垂直打到
斜面上。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,物塊與小球均視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。A、B兩點(diǎn)
間的距離為()
<_QD
KI
C1-----------------B
2859331(
A
-如B.—LC.—LD-7
【解答】解:(1)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng),如圖所示:
cl---------------
VQ
有Lcos0=v()t;tan0=/
解得一程I
設(shè)物塊沿斜面下滑的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律得:mgsine=ma
1°
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:d=-at2s=d+L
33
解得:s=^L
故ABD錯(cuò)誤,C正確;
故選:Co
6.(2023?郴州模擬)某游樂(lè)場(chǎng)有一打金蛋游戲,游戲示意圖如下。彈珠的發(fā)射速度方向與斜面垂
直、大小可以通過(guò)按壓的力度來(lái)調(diào)整,若彈珠彈出后直接擊中B點(diǎn)的金蛋為三等獎(jiǎng);若與斜面
碰撞一次再擊中金蛋為二等獎(jiǎng);若與斜面碰撞兩次再擊中金蛋為一等獎(jiǎng),已知斜面與水平方向
夾角為45°,斜面AB長(zhǎng)聲血,彈珠與斜面碰撞瞬間彈珠在垂直于斜面方向上的速度反向、大
小不變,沿斜面方向上的速度不變,取重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力影響,以下說(shuō)法正
確的是()
A.若最終得到三等獎(jiǎng),則彈珠發(fā)射的初速度大小為5m/s
B.最終得到一、二、三等獎(jiǎng)的彈珠從射出到擊中金蛋的時(shí)間之比為1:1:1
C.最終得到一、二、三等獎(jiǎng)的彈珠從射出到擊中金蛋的時(shí)間之比為2:3:4
D.最終得到一、二、三等獎(jiǎng)的彈珠的初速度之比為4:3:2
【解答】解:A、將重力加速度g沿斜面方向和垂直于斜面方向分解
沿斜面方向gx=gsin0
垂直于斜面方向gy=gCOS0
0=45°
彈珠沿斜面方向做初速度為0,加速度為gx的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在垂直于斜面方向上彈珠做類(lèi)豎
直上拋運(yùn)動(dòng),若最^得到三等獎(jiǎng)則有
12
x=5gx的
2173
解得
彈珠發(fā)射的初速度大小V3=V5m/s
故A錯(cuò)誤;
BC、從發(fā)射出彈珠到擊中金蛋,沿斜面方向彈珠一直在做初速度為零,加速度為gx的勻加速直
線運(yùn)動(dòng),三種情況的位移一樣,所以三種情況運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也相等,即
tj:t2:t.=l:1:1
故B正確,C錯(cuò)誤;
D、由速度一時(shí)間關(guān)系有
6vi
ti=--
19y
4V2
t=—
29y
2173
t=—
39y
得最終得到一、二、三等獎(jiǎng)的彈珠的初速度之比Vi:v2:V3=2:3:6
故D錯(cuò)誤。
故選:Bo
題型4平拋運(yùn)動(dòng)與圓面相結(jié)合
7.(2023?青羊區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,a、b兩小球分別從半徑大小為R的半圓軌道頂端和斜面
頂端以大小相等的初速度同時(shí)水平拋出,已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等,斜面斜邊
長(zhǎng)是其豎直高度的2倍,a、b均可視為質(zhì)點(diǎn),結(jié)果a、b兩球同時(shí)分別落在半圓軌道和斜面上,
則小球的初速度大小為()(重力加速度為g,不計(jì)空公q阻力)
Qb
A.V2gRB.』3包區(qū)C.工2島RD.畫(huà)
2
【解答】解:a、b兩球以相同的初速度同時(shí)平拋,同時(shí)分別落在半圓軌道和斜面上,可知兩小球
運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,在豎直方向和水平方向的位移大小相等,將右側(cè)三角形斜面放入左側(cè)半圓,三角
形斜邊與圓弧有一交點(diǎn),該交點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間豎直方向的距離與水平方向的距離就是小球做平拋
運(yùn)動(dòng)的豎直位移大小和水平位移大小,分別設(shè)為y和x,并設(shè)小球從拋出到落到斜面上所用時(shí)間
為t,斜面傾角為e,如圖所示。
1
根據(jù)題意:斜面斜邊長(zhǎng)是其豎直高度的2倍,可知:sin。=萬(wàn)
則9=30°
由幾何關(guān)系可得
y=Rsin20=
x=R+Rcos20=vgt
聯(lián)立解得:t=,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:Bo
(2023?雨花區(qū)校級(jí)一模)如圖示,半圓軌道固定在水平面上,一小球(小球可視為質(zhì)點(diǎn))從半
圓軌道上B點(diǎn)沿切線斜向左上方拋出,到達(dá)半圓軌道左端A點(diǎn)正上方某處小球的速度剛好水平,
O為半圓軌道圓心,半圓軌道半徑為R,OB與水平方向的夾角為60°,重力加速度為g,不計(jì)
空氣阻力,則小球在A點(diǎn)正上方的水平速度為()
3店gR
A.B.l3gR
-2-
【解答】解:小球做斜拋運(yùn)動(dòng),由于到達(dá)半圓軌道左端A點(diǎn)正上方某處小球的速度剛好水平,根
據(jù)逆向思維,可知小球從一半圓軌道左端A點(diǎn)正上方某處開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好與半
圓軌道相切于B點(diǎn),小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好與半圓軌道相切于B點(diǎn),則速度與水平方向的夾角為
tan30°A/372-
30°,設(shè)位移與水平方向的夾角為仇則:tan。=一—一=?,因?yàn)閠an。=;=亞,則豎直
位移:y=苧,而:寸=2gy=亨gR,所以:tan30°=篙,解得小球在A點(diǎn)正上方的水平速
IV3gRI----------
度為:vo=$!_=J次磐,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
—
故選:Ao
題型5平拋運(yùn)動(dòng)與豎直面相結(jié)合
9.(2023?湛江二模)如圖所示,某同學(xué)在籃筐前某位置跳起投籃?;@球出手點(diǎn)離水平地面的高度
h=L8m?;@球離開(kāi)手的瞬間到籃筐的水平距離為5m,水平分速度大小v=10m/s,要使籃球到
達(dá)籃筐時(shí),豎直方向的分速度剛好為零。將籃球看成質(zhì)點(diǎn),籃筐大小忽略不計(jì),忽略空氣阻力,
【解答】解:籃球做斜拋運(yùn)動(dòng),逆過(guò)程處理,上升階段看作平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),
x5
則有:x=vt,可得籃球從拋出運(yùn)動(dòng)到籃筐的時(shí)間:t=---S=0.5S,籃球到籃筐時(shí)豎直方向的
速度為零,豎直方向則有:H-h=^t2,代入數(shù)據(jù),解得H=3.05m,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:Bo
10.(2023?上饒模擬)如圖所示,某同學(xué)從O點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)前方的一塊豎直放置的擋板將小球水平拋出,
O與A在同一高度,小球的水平初速度分別為vi、v2,不計(jì)空氣阻力,小球打在擋板上的位置
分別是B、C,且AB=BC,則vi:丫2為()
A.2:1B.V2:1C.(V2+2):1D.(V2+1):1
【解答】解:小球在空中做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,豎直方向:卜=會(huì)產(chǎn)
水平方向:x=vot
聯(lián)立解得一。=久居
VI
所以另=
hAB1
又因?yàn)?/p>
h,AC2
所以v豆i=V牛2
故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:Bo
題型6平拋運(yùn)動(dòng)在球類(lèi)問(wèn)題中的臨界問(wèn)題
11.(2023?東城區(qū)模擬)如圖所示,窗子上、下沿間的高度H=1.6m,墻的厚度d=0.4m,某人在
離墻壁距離L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m處的P點(diǎn),將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平
拋出,小物件直接穿過(guò)窗口并落在水平地面上,取g=10m/s2。則v的取值范圍是()
?d?
A.v>7m/sB.v<2.3m/s
C.3m/s<v<7m/sD.2.3m/s<v<3m/s
【解答】解:小物件做平拋運(yùn)動(dòng),恰好擦著窗子上沿右側(cè)穿過(guò)時(shí)V最大,
此時(shí)有L=Vmaxt
h=-gt2
代入數(shù)據(jù)解得Vmax=7m/s
恰好擦著窗口下沿左側(cè)時(shí)速度v最小,
貝IJ有L+d=vmint'
1_
H+h=-gt'2
代入數(shù)據(jù)解得vmin=3m/s
故v的取值范圍是3m/s<v<7m/so
故選:C。
12.如圖所示,某
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