2025屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第一編專題1力與運(yùn)動(dòng)第3講拋體運(yùn)動(dòng)課件

第三講拋體運(yùn)動(dòng)通覽知識(shí)明要點(diǎn)研學(xué)考點(diǎn)提能力目錄索引0102突破熱點(diǎn)聚素養(yǎng)03通覽知識(shí)明要點(diǎn)研學(xué)考點(diǎn)提能力考點(diǎn)一運(yùn)動(dòng)的合成與分解高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度運(yùn)動(dòng)的合成與分解2023遼寧卷,1;2022湖南卷,5;2022廣東卷,3地方卷:3年3考命題角度1運(yùn)動(dòng)的合成與分解的基本思路(1)明確合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。(2)明確是在哪兩個(gè)方向上的合成或分解。(3)找出各個(gè)方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)運(yùn)用力與速度的方向關(guān)系或矢量的運(yùn)算法則進(jìn)行分析求解。例1(2023江蘇卷)達(dá)·芬奇的手稿中描述了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):一個(gè)罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運(yùn)動(dòng),沿途連續(xù)漏出沙子。若不計(jì)空氣阻力,則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是(

)答案

D解析

以罐子為參考系,漏出去的沙初速度為0,水平加速度為罐子的對(duì)地加速度a,重力加速度為g,因此漏出去的沙相對(duì)于罐子斜向下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),因此沙子排列的軌跡為斜向左下方的一條直線,選項(xiàng)D正確。命題角度2關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題首先明確物體的實(shí)際速度為合速度,將物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)的兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解。常見(jiàn)的模型如圖所示。例2(2024云南模擬)為了減小關(guān)后備箱時(shí)箱蓋和車體間的沖力,在箱蓋和車體間安裝液壓緩沖桿,其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)液壓桿AO2長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí),AO2和水平方向夾角為75°,AO1和水平方向夾角為45°,A點(diǎn)相對(duì)于O1的速度是vA,則A點(diǎn)相對(duì)于O2的角速度為(

)A命題角度3小船渡河問(wèn)題三種渡河情境例3

如圖所示,小船以大小為v(船在靜水中的速度)、方向與上游河岸成θ角的速度從O處過(guò)河,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,正好到達(dá)正對(duì)岸的O'處。現(xiàn)要使小船在更短的時(shí)間內(nèi)過(guò)河并且也正好到達(dá)正對(duì)岸O'處,在水流速度不變的情況下,可采取的方法是(

)A.θ角不變且v增大

B.θ角減小且v增大C.θ角增大且v減小

D.θ角增大且v增大答案

D解析

由題意可知,航線恰好垂直于河岸,要使小船在更短的時(shí)間內(nèi)過(guò)河并且也正好到達(dá)正對(duì)岸O'處,則合速度增大,方向始終垂直于河岸。小船在靜水中的速度增大,與上游河岸的夾角θ增大,如圖所示,故選D。拓展衍生1.如圖所示,套在光滑豎直桿上的物體A,通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪與光滑水平面上的物體B相連接,A、B質(zhì)量相同?，F(xiàn)將A從與B等高處由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,當(dāng)細(xì)繩與豎直桿間的夾角為θ=60°時(shí),A下落的高度為h,此時(shí)物體B的速度大小為(

)A考點(diǎn)二拋體運(yùn)動(dòng)高考風(fēng)向標(biāo)考點(diǎn)考題明細(xì)考查頻度拋體運(yùn)動(dòng)2024山東卷,12;2024湖北卷,3;2024江蘇卷,4;2024江西卷,8;2023新課標(biāo)卷,24;2023山東卷,15;2023湖南卷,2;2022全國(guó)甲卷,24;2022山東卷,11;2022廣東卷,6;2022河北卷,10全國(guó)卷:3年2考地方卷:3年9考命題角度1平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.處理平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)處理平拋運(yùn)動(dòng)(或類平拋運(yùn)動(dòng))時(shí),一般將運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和垂直于初速度方向進(jìn)行分解,先按分運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式,再用運(yùn)動(dòng)的合成求合運(yùn)動(dòng)。

實(shí)際就是分解位移(2)對(duì)于在斜面上平拋又落到斜面上的問(wèn)題,其豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切值。

實(shí)際就是分解速度(3)若平拋的物體垂直打在斜面上,則物體打在斜面上瞬間,其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值。(4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,其位移方向與速度方向一定不同。2.平拋運(yùn)動(dòng)的三個(gè)重要推論(1)若速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tanα=2tanθ。(2)平拋運(yùn)動(dòng)到任一位置A,過(guò)A點(diǎn)作其速度方向的反向延長(zhǎng)線交Ox軸于C點(diǎn),有OC=(如圖所示)。(3)任何一段時(shí)間內(nèi),速度變化量為Δv=gΔt,方向恒為豎直向下;連續(xù)相等的時(shí)間間隔Δt內(nèi),豎直方向的位移差不變,為Δy=g(Δt)2,在平拋運(yùn)動(dòng)軌跡上找?guī)讉€(gè)點(diǎn),使x1=x2=…,利用y2-y1=g(Δt)2可求重力加速度。例4(2024遼寧遼陽(yáng)二模)如圖甲所示,客家人口中的“風(fēng)車”也叫“谷扇”,是農(nóng)民常用來(lái)精選谷物的農(nóng)具。在同一風(fēng)力作用下,精谷和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果精谷和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開(kāi),簡(jiǎn)化裝置如圖乙所示。谷粒從洞口飛出后均做平拋運(yùn)動(dòng),落在M點(diǎn)的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為θ1,從洞口飛出時(shí)的速度大小為v1;落在N點(diǎn)的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為θ2,從洞口飛出時(shí)的速度大小為v2。下列分析正確的是(

)B解析

精谷的質(zhì)量大于癟谷的質(zhì)量,在相同的風(fēng)力作用下,癟谷獲得的加速度大于精谷的加速度,加速位移相同,由v2=2ax可知,癟谷獲得的速度大于精谷的速度。精谷和癟谷從洞口飛出后均做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向位移相同,例5(2023全國(guó)甲卷)如圖所示,光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧,其一端固定在墻上。用質(zhì)量為m的小球壓彈簧的另一端,使彈簧的彈性勢(shì)能為Ep。釋放后,小球在彈簧作用下從靜止開(kāi)始在桌面上運(yùn)動(dòng),與彈簧分離后,從桌面水平飛出。小球與水平地面碰撞后瞬間,其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等;垂直于地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的,小球與地面碰撞后,彈起的最大高度為h,重力加速度大小為g,忽略空氣阻力。求:(1)小球離開(kāi)桌面時(shí)的速度大小;(2)小球第一次落地點(diǎn)距桌面上其飛出點(diǎn)的水平距離。解題指導(dǎo)【審題】【破題】(1)小球和彈簧組成的系統(tǒng)在桌面上機(jī)械能守恒;(2)小球與水平地面碰撞后,在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng);(3)把握小球與地面碰撞前后豎直方向上的速度關(guān)系。(2)設(shè)小球剛離開(kāi)桌面到第一次落地所用時(shí)間為t,第一次落地的豎直速度為vy,落地點(diǎn)距桌面上其飛出點(diǎn)的水平距離為x,第一次落地后彈起的豎直速度為vy',則x=v0tvy=gtvy'2=2gh命題角度2斜拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題

例6

(多選)(2024江西卷)一條河流某處存在高度差,小魚(yú)從低處向上躍出水面,沖到高處。如圖所示,以小魚(yú)躍出水面處為坐標(biāo)原點(diǎn),x軸沿水平方向,建立坐標(biāo)系,小魚(yú)的初速度為v0,末速度v沿x軸正方向。在此過(guò)程中,小魚(yú)可視為質(zhì)點(diǎn)且只受重力作用。關(guān)于小魚(yú)的水平位置x、豎直位置y、水平方向分速度vx和豎直方向分速度vy與時(shí)間t的關(guān)系,下列圖像可能正確的是(

)答案

AD解析

小魚(yú)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用,做斜上拋運(yùn)動(dòng),可分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。水平方向速度不變,水平位移x=vxt,選項(xiàng)A正確,C錯(cuò)誤。豎直方向y=vy0t-gt2,vy=vy0-gt,且最高點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,D正確。拓展衍生2.(2024內(nèi)蒙古呼和浩特二模)“打水漂”是一種常見(jiàn)的娛樂(lè)活動(dòng),以一定的高度水平扔出的瓦片,會(huì)反復(fù)在水面上彈跳前進(jìn),假設(shè)瓦片和水面相撞后,在水平和豎直方向上速度大小均減小,以下四幅圖有可能是瓦片軌跡的是(

)答案

C解析

瓦片和水面相撞后,在豎直方向上速度大小減小,故碰撞后小球豎直方向上升的高度逐漸減小,根據(jù)t=2可知,瓦片在空中的時(shí)間逐漸減小,水平方向有x=vxt,可知瓦片在空中通過(guò)的水平位移逐漸減小,C正確。3.(2023山東卷)電磁炮滅火消防車(圖甲)采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈進(jìn)入高層建筑快速滅火。電容器儲(chǔ)存的能量通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成滅火彈的動(dòng)能,設(shè)置儲(chǔ)能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示,若電磁炮正對(duì)高樓,與高樓之間的水平距離L=60m,滅火彈出膛速度v0=50m/s,方向與水平面夾角θ=53°,不計(jì)炮口離地面高度及空氣阻力,重力加速度大小g取10m/s2,sin53°=0.8。(1)求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H。(2)已知電容器儲(chǔ)存的電能E=CU2,轉(zhuǎn)化為滅火彈動(dòng)能的效率η=15%,滅火彈的質(zhì)量為3kg,電容C=2.5×104

μF,電容器工作電壓U應(yīng)設(shè)置為多少?解析

(1)滅火彈出膛速度v0=50

m/s,方向與水平面夾角θ=53°滅火彈水平速度為vx=v0cos

θ=30

m/s突破熱點(diǎn)聚素養(yǎng)經(jīng)典物理模型:拋體運(yùn)動(dòng)模型高中物理中的拋體運(yùn)動(dòng)包含平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng),要掌握拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、特點(diǎn)和常用結(jié)論,結(jié)合化曲為直的思維方法變換視角,建構(gòu)物理模型。解答時(shí),首先確定曲線所在的平面,再根據(jù)幾何關(guān)系確定水平位移和豎直位移,最后由拋體運(yùn)動(dòng)的公式解決問(wèn)題。模型建構(gòu)考向分析拋體運(yùn)動(dòng)在高考中可以單獨(dú)命題,也常常結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能等知識(shí)命題。試題往往與生活實(shí)際、體育運(yùn)動(dòng)等聯(lián)系密切,體現(xiàn)物理來(lái)源于生活又走向生活的命題理念。案例探究典例(多選)(2022山東卷)如圖所示,某同學(xué)將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到豎直墻壁的距離為4.8m。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度為8.45m的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍,平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取10m/s2,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為(

)BD解析

思路一:如圖所示,圖甲為網(wǎng)球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中軌跡所在豎直平面,圖乙為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的俯視圖。甲乙思路二:圖丙為網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的俯視圖。將網(wǎng)球在O點(diǎn)(擊球點(diǎn))的速度分解為豎直向上的速度vy(圖中未畫出)、垂直于墻的速度vx、平行于墻的速度vz。由題意,至網(wǎng)球碰墻前瞬間,vy減為0,vx、vz均不變;撞墻后,vz沒(méi)有發(fā)生變化,垂直于墻的速度大小vx'=0.75vx。角