2008年高考物理一轮复习第23讲平抛运动抛体
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课题:抛体运动教学目标1、掌握平抛运动、斜抛运动的概念,研究方法。
2、掌握平抛运动的基本规律和应用。
3、运用运动的合成与分解方法处理实际生活中的曲线运动问题。
教学重难点1、平抛运动的基本规律和应用;2、运动的合成与分解方法。
学情分析一轮复习是针对考纲中要求进行,抛体运动是每年高考的重点与难点,综合了力与运动的相关知识,需要学生复习的东西非常多,对学生的要求比较高。
教学过程(四个环节:问题导学问题研讨问题深入问题总结)教学内容教法学法设计二次备课(手写)平抛运动1.定义:以一定的初速度沿水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。
2.性质:平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动,其运动轨迹是抛物线。
3.平抛运动的条件:(1)v0≠0,沿水平方向;(2)只受重力作用。
4.研究方法:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
5.基本规律(如图所示)(1)速度关系(2)位移关系课前基础简要回顾平抛运动的分解方法与技巧(1)如果知道速度的大小或方向,应首先考虑分解速度。
(2)如果知道位移的大小或方向,应首先考虑分解位移。
(3)分解方法:沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动。
1.飞行时间:由t =2h g知,时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关。
2.水平射程:x =v 0t =v 02hg,即水平射程由初速度v 0和下落高度h 共同决定,与其他因素无关。
3.落地速度:v =v 2x +v 2y =v 20+2gh ,以θ表示落地速度与x 轴正方向间的夹角,有tan θ=v y v x =2ghv 0,所以落地速度只与初速度v 0和下落高度h 有关。
4.速度改变量:物体在任意相等时间内的速度改变量Δv =g Δt 相同,方向恒为竖直向下。
5.两个重要推论(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图3所示,即x B =x A2。
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻,设其速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tan θ=2tan α。
第 2 课时 抛体运动的规律及其应用基础知识归纳 1.平抛运动(1)定义:将一物体水平抛出,物体只在 重力 作用下的运动.(2)性质:加速度为g 的匀变速 曲线 运动,运动过程中水平速度 不变 ,只是竖直速度不断 增大 ,合速度大小、方向时刻 改变 .(3)研究方法:将平抛运动分解为水平方向的 匀速直线 运动和竖直方向的 自由落体运动,分别研究两个分运动的规律,必要时再用运动合成方法进行合成.(4)规律:设平抛运动的初速度为v 0,建立坐标系如图. 速度、位移:水平方向:v x =v 0,x =v 0t 竖直方向:v y =gt ,y =21gt 2合速度大小(t 秒末的速度):v t =22y x v v +方向:tan φ=v gt v v y =合位移大小(t 秒末的位移):s =22y x +方向:tan θ=00222/v gtt v gt x y ==所以tan φ=2tan θ 运动时间:由y =21gt 2得t = 2 gy(t 由下落高度y 决定). 轨迹方程:y = 2220x v g(在未知时间情况下应用方便).可独立研究竖直分运动:a.连续相等时间内竖直位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n-1)(n=1,2,3…)b.连续相等时间内竖直位移之差为Δy=gt2一个有用的推论:平抛物体任意时刻瞬时速度方向的反向延长线与初速度延长线的交点到抛出点的距离都等于水平位移的一半.2.斜抛运动(1)将物体斜向上射出,在重力作用下,物体做曲线运动,它的运动轨迹是抛物线,这种运动叫做“斜抛运动”.(2)性质:加速度为g的匀变速曲线运动.根据运动独立性原理,可以把斜抛运动看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动的合运动来处理.取水平方向和竖直向上的方向为x轴和y轴,则这两个方向的初速度分别是:v0x =vcos θ,v0y=vsin θ.重点难点突破一、平抛物体运动中的速度变化水平方向分速度保持vx =v,竖直方向,加速度恒为g,速度vy=gt,从抛出点看,每隔Δt时间的速度的矢量关系如图所示.这一矢量关系有两个特点:1.任意时刻v的速度水平分量均等于初速度v;2.任意相等时间间隔Δt内的速度改变量均竖直向下,且Δv=Δvy=gΔt.二、类平抛运动平抛运动的规律虽然是在地球表面的重力场中得到的,但同样适用于月球表面和其他行星表面的平抛运动.也适用于物体以初速度v运动时,同时受到垂直于初速度方向,大小、方向均不变的力F作用的情况.例如带电粒子在电场中的偏转运动、物体在斜面上的运动以及带电粒子在复合场中的运动等等.解决此类问题要正确理解合运动与分运动的关系.三、平抛运动规律的应用平抛运动可看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动.物体在任意时刻的速度和位移都是两个分运动对应时刻的速度和位移的矢量和.解决与平抛运动有关的问题时,应充分注意到两个分运动具有独立性和等时性的特点,并且注意与其他知识的结合.1.平抛运动规律的应用【例1】(2009•广东)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破.飞机在河道上空高H 处以速度v 0水平匀速飞行,投掷炸弹并击中目标.求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小(不计空气阻力).【解析】设飞行的水平距离为s ,在竖直方向上H =21gt 2 解得飞行时间为t =gH2 则飞行的水平距离为s =v 0t =v 0gH2 设击中目标时的速度为v ,飞行过程中,由机械能守恒得mgH +2021mv =21mv 2解得击中目标时的速度为v =202v gH【思维提升】解平抛运动问题一定要抓住水平与竖直两个方向分运动的独立性与等时性,有时还要灵活运用机械能守恒定律、动能定理、动量定理等方法求解.【拓展1】用闪光照相方法研究平抛运动规律时,由于某种原因,只拍到了部分方格背景及小球的三个瞬时位置(见图).若已知闪光时间间隔为t =0.1 s ,则小球运动中初速度大小为多少?小球经B 点时的竖直分速度大小多大?(g 取10 m/s 2,每小格边长均为L =5 cm).【解析】由于小球在水平方向做匀速直线运动,可以根据小球位置的水平位移和闪光时间算出水平速度,即抛出的初速度.小球在竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动规律即可算出竖直分速度.因A 、B(或B 、C)两位置的水平间距和时间间隔分别为 x AB =2L =(2×5) cm=10 cm =0.1 m t AB =Δt=0.1 s所以,小球抛出的初速度为v 0=ABABt x =1 m/s设小球运动至B 点时的竖直分速度为v By 、运动至C 点时的竖直分速度为v Cy ,B 、C 间竖直位移为y BC ,B 、C 间运动时间为t BC .根据竖直方向上自由落体运动的公式得BC B C gy v v yy 222=- 即(v By +gt BC )2-BC B gy v y 22= v By =BCBCBC t gt y 222-式中y BC =5L =0.25 m t BC =Δt=0.1 s代入上式得B 点的竖直分速度大小为v By =2 m/s 2.平抛运动与斜面结合的问题【例2】如图所示,在倾角为θ的斜面上A 点以水平速度v 0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上B 点所用的时间为( )A.g v θ sin 20 B. g v θ tan 20 C. g v θ sin 0 D. gv θtan 0 【解析】设小球从抛出至落到斜面上的时间为t ,在这段时间内水平位移和竖直位移分别为x =v 0t ,y =21gt 2如图所示,由几何关系可知tan θ=002221v gtt v gt x y ==所以小球的运动时间t =gv θtan 20 【答案】B【思维提升】上面是从常规的分运动方法来研究斜面上的平抛运动,还可以变换一个角度去研究.如图所示,把初速度v 0、重力加速度g 都分解成沿斜面和垂直斜面的两个分量.在垂直斜面方向上,小球做的是以v 0y 为初速度、g y 为加速度的竖直上抛运动.小球“上、下”一个来回的时间等于它从抛出至落到斜面上的运动时间,于是立即可得t =gv g v g v yy θθθ tan 2 cos sin 22000== 采用这种观点,还可以很容易算出小球从斜面上抛出后的运动过程中离斜面的最大距离、从抛出到离斜面最大的时间、斜面上的射程等问题.【拓展2】一固定的斜面倾角为θ,一物体从斜面上的A 点平抛并落到斜面上的B 点,试证明物体落在B 点的速度与斜面的夹角为定值.【证明】作图,设初速度为v 0,到B 点竖直方向速度为v y ,设合速度与竖直方向的夹角为α,物体经时间t 落到斜面上,则tan α=yxgt t v gt v v v y x 2200=== α为定值,所以β=(2π-θ)-α也为定值,即速度方向与斜面的夹角与平抛初速度无关,只与斜面的倾角有关.3.类平抛运动【例3】如图所示,有一倾角为30°的光滑斜面,斜面长L 为10 m ,一小球从斜面顶端以10 m/s 的速度沿水平方向抛出,求:(1)小球沿斜面滑到底端时的水平位移x ; (2)小球到达斜面底端时的速度大小(g 取10 m/s 2).【解析】(1)在斜面上小球沿v 0方向做匀速运动,垂直v 0方向做初速度为零的匀加速运动,加速度a =gsin 30°x =v 0t①L =21gsin 30°t 2②由②式解得t =︒30 sin 2g L③由①③式解得x =v 0︒30 sin 2g L =105.010102⨯⨯ m =20 m(2)设小球运动到斜面底端时的速度为v ,由动能定理得mgLsin 30°=21mv 2-2021mvv =101010220⨯+=+gL v m/s≈14.1 m/s【思维提升】物体做类平抛运动,其受力特点和运动特点类似于平抛运动,因此解决的方法可类比平抛运动——采用运动的合成与分解.关键的问题要注意:(1)满足条件:受恒力作用且与初速度的方向垂直. (2)确定两个分运动的速度方向和位移方向,分别列式求解. 【例4】如图所示,一高度为h =0.2 m 的水平面在A 点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以v 0=5 m/s 的速度在水平面上向右运动.求小球从A 点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,取g =10 m/s 2).【错解】小球沿斜面运动,则θ sin h =v 0t +21gsin θ•t 2,可求得落地的时间t.【错因】小球应在A 点离开平面做平抛运动,而不是沿斜面下滑. 【正解】落地点与A 点的水平距离x =v 0t =v 0102.0252⨯⨯=gh m =1 m斜面底宽l =hcot θ=0.2×3m =0.35 m因为x>l ,所以小球离开A 点后不会落到斜面,因此落地时间即为平抛运动时间.所以t =102.022⨯=gh s =0.2 s【思维提升】正确解答本题的前提是熟知平抛运动的条件与平抛运动的规律.。
高考物理第一轮复习抛体运动知识要点总结
高考物理第一轮复习抛体运动知识要点总结
对物体以一定的初速度向空中抛出,仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动。
以下是抛体运动知识要点,请大家掌握。
性质编辑
1.物理上提出的抛体运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力。
2.物体在做抛体运动时,只受到重力作用。
3.抛体运动加速度恒为重力加速度g,加速度恒定,则在相等的时间内速度变化的量相等,即△v=g△t。
并且速度变化的方向始终是竖直向下的,抛体运动一定是变速运动,如果初速度的方向和重力方向在同一条直线上,物体将做匀变速直线运动,加速度大小为g,如果速度的方向和重力的方向不在同一条直线上,物体将做曲线运动,物体加速度的大小也为g,因为只受重力,加速度大小恒定为g,且方向竖直向下.
研究方法编辑
研究方法:用运动的合成与分解方法研究平抛运动。
水平方向:匀速直线运动。
竖直方向:自由落体运动。
分解方法编辑
一般的处理方法是将其分解为两个简单的直线运动。
速度变化规律
1.平抛运动的速度大小v=vx+vy=vo+gt
抛体运动知识要点的内容就为大家分享到这里,查字典物理网更多精彩内容请大家持续关注。
【本讲主要内容】平抛运动平抛运动及类平抛运动的特征及解法【知识掌握】 【知识点精析】1、平抛定义:水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动。
广义地说,当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,做类平抛运动。
2、平抛特点:(1)初速度:水平。
(2)运动性质:加速度为g 的匀变速曲线运动。
(3)运动轨迹:抛物线,轨迹方程:22x v g y =,抛物线顶点为抛出点。
问题:人站在平台上平抛一小球,球离开手的速度为v 1,落地时速度为v 2,不计空气阻力,下图中能表示出速度矢量的演变过程的是xCAy解释:平抛运动中,任意两个时刻(或两个位置)间的速度变化量t g v ∆=∆,方向恒为竖直向下,正确答案是C 。
3、研究方法:复杂曲线运动可分解为两个互相垂直方向上的直线运动,一般以初速度或合外力的方向为坐标轴进行分解。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动。
练习:战争和自然灾害造成了大量难民。
一架飞机正在执行一次国际救援行动,空投救援物资。
设飞机做水平匀速直线飞行,从某时刻起,每隔一秒钟投下一只货箱,这样接连投下了4只相同的货箱,每只货箱在离开飞机后的4s 内,由于降落伞还没有打开,可以假设空气阻力不计,则从第一只货箱离开飞机后的4s 内,关于几只货箱在空中的位置关系的下列说法中正确的是A . 在空中总是排成抛物线,落地点是等间距的B . 在空中总是排成抛物线,落地点是不等间距的C . 在空中总是排成直线,位于飞机的正下方,落地点是等间距的D . 在空中总是排成直线,位于飞机的后方,落地点是等间距的E . 在空中总排成直线,位于飞机正下方,相邻货箱间在竖直方向上的距离保持不变 解释:平抛运动的水平分运动是匀速的,且不受竖直方向的运动的影响,所以应选C 。
4、解题思路:两个方向上分别计算最后再合成。
注意合运动、分运动间的同时性。
5、平抛运动的规律:如图,质点从O 处以v 0平抛,经时间t 后到达P 点。
图1 课题:平抛运动知识点一:平抛运动1.定义.将物体以一定的速度水平抛出,物体只在重力作用下的运动,叫做平抛运动. 2.平抛运动的条件.(1)物体具有水平方向的初速度. (2)运动过程中只受重力作用. 3.平抛运动的性质.由于做平抛运动的物体只受重力作用,由牛顿第二定律可知,其加速度恒为g ,是匀变速运动,又重力与初速度方向不在同一直线上,物体做曲线运动,故平抛运动是匀变速曲线运动.4.平抛物体的位置.平抛运动的物体落至地面时,抛出点与落地点间的水平距离为x ,竖直距离为y ,在空中运动的时间为t .(1)在水平方向上,物体做匀速直线运动,所以x =V 0t .(2)在竖直方向上,物体做自由落体运动,所以y =12gt 2.5. 平抛物体的速度. (1)水平速度:v x =V 0. (2)竖直速度:v y =gt . (3)落地速度:v 地=v x 2+v y 2. 要点诠释1.平抛运动有哪些重要规律和结论 (1)运动时间t =2hg,即平抛物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度,与初速度v 0无关.(2)落地的水平距离x =v 02h g,即水平距离与初速度v 0和下落高度h有关,与其他因素无关.(3)落地速度v t =v 02+2gh ,即落地速度也只与初速度v 0和下落高度h 有关. 平抛运动速度偏向角与位移偏向角的关系:设物体运动到某位置时的位移和速度与水平方向的夹角分别为α和θ,如图1.则tan α=y x =12gt 2v 0t =gt 2v 0,tan θ=v y v 0=gtv 0=2tan α.典例强化例1.滑雪运动员以20 m/s 的速度从一平台水平飞出,落地点与飞出点的高度差3.2 m .不计空气阻力,g 取10 m/s 2.运动员飞过的水平距离为s ,所用时间为t ,则下列结果正确的是( )A .s =16 m ,t =0.50 sB .s =16 m ,t =0.80 s图3C .s =20 m ,t =0.50 sD .s =20 m ,t =0.80 s例2.为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破.飞机在河道上空高H 处以速度v 0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标.求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小.(不计空气阻力) 举一反三1.如右图2所示,从倾角为θ的斜面上的A 点,以初速度v 0,沿水平方向抛出一个小球,落在斜面上的B 点.求:(1)小球落到B 点的速度大小; (2)A 、B 间的距离. 知识点二:研究平抛运动1.实验步骤 (1)安装调平①将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平.②用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近.如图3所示.(2)建坐标系把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心所在木板上的投影点O ,O 点即为坐标原点,用重锤线画出过坐标原点的竖直线作为y 轴,画出水平向右的x 轴.(3)确定小球位置: ①将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x 值处的y 值.②让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.③用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置. (4)描点得轨迹取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹. 2.数据处理 (1)计算初速度①在平抛小球运动轨迹上选取A 、B 、C 、D 、E 五个点,测出它们的x 、y 坐标值,记到表格内.②把测到的坐标值依次代入公式y =12gt 2和x =v 0t ,求出小球平抛的初速度,并计算其平均值.(2)验证轨迹是抛物线抛物线的数学表达式为y =ax 2,将某点(如B 点)的坐标x 、y 代入上式求出常数a ,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标近似都成立,则说明所描绘得出的曲线为抛物线.3.误差分析(1)斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动. (2)确定小球运动的位置时不准确.图2图 5图 6图7(3)量取轨迹上各点坐标时不准确. 4.注意事项(1)实验中必须保持斜槽末端水平.(2)要用重锤线检查木板、坐标纸上的竖直线是否竖直. (3)小球必须每次从斜槽上相同的位置自由滚下.(4)实验时,眼睛应平视运动小球,并较准确地确定小球通过的位置.(5)要在斜槽上较大的高度释放小球,使其以较大的水平速度运动,从而减小相对误差. (6)要用平滑的曲线画出轨迹,舍弃个别偏差较大的点.(7)在轨迹上选点时,不要离抛出点过近,并且使所选取的点之间尽量远些. 典例强化例1.在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L =1.25cm ,若小球在平抛运动途中的几个位置如图4中a 、b 、c 、d 所示,则(1)写出小球平抛运动的初速度的计算式(用L 、g 表示),其值是多少? (2)a 点是平抛小球抛出点的位置吗?如果不是,那么抛出点的位置怎样确定? 随堂基础巩固1.如图5所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度Va 和Vb 沿水平方向抛出,经过时间ta 和tb 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )A .ta >tb ,Va <VbB .ta >tb ,Va >VbC .ta <tb ,Va <VbD .ta <tb ,Va >Vb2.以速度v 0水平抛出一球,某时刻其竖直分位移与水平分位 移大小相等,则下列判断中错误( ). A .竖直分速度大小等于水平分速度 B .此时球的速度大小为5v 0C .运动的时间为2v 0gD .运动的位移大小是22v 2g3.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图6中虚线所示,小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )A .tan θB .2 tan θC .1tan θD .12 tan θ4.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图7所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离槽口平移距离图4x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C .若测得木板每次移动距离x =10.00cm ,A 、B 间距离y 1=5.02cm ,B 、C 间距离y 2=14.82cm .请回答以下问题(g =9.8m/s 2)①根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v 0= .(用题中所给字母表示).②小球初速度的值为v 0= m/s . 课后练习1.关于平抛运动,下列说法中正确的是( ) A .平抛运动是一种变加速运动B .做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C .做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D .做平抛运动的物体每秒内位移增量相等2.从离地面h 高处投出A 、B 、C 三个小球,A 球自由下落,B 球以速度v 水平抛出,C 球以速度2v 水平抛出,则它们落地时间t A 、t B 、t C 的关系是( )A .t A <tB <tC B .t A >t B >t C C .t A <t B =t CD .t A =t B =t C3.如图8所示,在光滑的水平面上有一小球A 以初速度v 0运动,同时刻在它的正上方有一小球B 以初速度v 0水平抛出,并落于C 点,忽略空气阻力,则( ) A .小球A 先到达C 点 B .小球B 先到达C 点 C .两球同时到达C 点 D .无法确定4.将一物体从某一高度以初速度v 0水平抛出,落地时速度为v ,则该物体在空中运动的时间为(不计空气阻力)( ) A .(v -v 0)/g B .(v +v 0)/g C .v 2-v 20/g D .v 20+v 2/g 5.将一个物体以初速度v 0水平抛出,经过时间t 其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等,那么t 为( )A .v 0gB .2v 0gC .v 02gD .2v 0g6.如图9所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出,经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )A .t a >t b ,v a <v bB .t a >t b ,v a >v bC .t a <t b ,v a <v bD .t a <t b ,v a >v b7.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图10所示).不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛球时,他可能作出的调整为( )A .减小初速度,抛出点高度不变B .增大初速度,抛出点高度不变C .初速度大小不变,降低抛出点高度D .初速度大小不变,提高抛出点高度 8.平抛一物体,当抛出1 s 后它的速度与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方向成60°角,重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法中正确的是( ) A .初速度为10 m/s B .落地速度为10 3 m/s C .开始抛出时距地面的高度为25 m D .水平射程为20 m图8图9图109.如图11所示,从倾角为θ的斜面上某点先、后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上.当抛出的速度为v 1时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1;当抛出速度为v 2时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2,则( ) A .当v 1>v 2时,α1>α2 B .当v 1>v 2时,α1<α2C .无论v 1、v 2关系如何,均有α1=α2D .α1、α2的关系与斜面倾角θ有关10.如图12所示,以9.8 m/s 的水平初速度v 0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为30°的斜面上,这段飞行所用的时间为(g 取9.8 m/s 2)( )A .23 sB .223 s C . 3 s D .2 s11.(1)下面是通过描点法画小球平抛运动轨迹的一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________.A .通过调节使斜槽的末端切线保持水平B .每次释放小球的位置必须相同C .记录小球位置用的凹槽每次必须严格等距离下降D .每次必须由静止释放小球E .小球运动时不应与木板上的白纸相接触F .将小球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图13所示,其中O 点为平抛运动的起点.根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度v 0=________ m/s .(g 取9.8 m/s 2)12.某同学采用如图14甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验.(1)实验时下列哪些操作是必须的________(填序号). ①将斜槽轨道的末端调成水平 ②用天平称出小球的质量③每次都要让小球从同一位置由静止开始运动(2)实验时此同学忘记在白纸上记录小球抛出点的位置,于是他根据实验中记录的点迹描出运动轨迹曲线后,在该段曲线上任取水平距离均为Δx =20.00 cm 的三点A 、B 、C ,如图乙所示,其中相邻两点间的竖直距离分别为y 1=10.00 cm ,y 2=20.00 cm .小球运动过程中所受空气阻力忽略不计.请你根据以上数据帮助他计算出小球初速度v 0=________ m/s .(g 取10 m/s 2)13.如图15所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在平台前一倾角为α=53°的斜面顶端并刚好沿斜面下滑,已知平台到斜面顶端的高度为h =0.8 m ,取g =10 m/s 2.求小球水平抛出的初速度v 0和斜面顶端与平台边缘的水平距离s 各为多少?(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)14.女排比赛时,某运动员进行了一次跳发球,若击球点恰在发球处底线上方3.04 m 高处,击球后排球以25.0 m/s 的速度水平飞出,球的初速度方向与底线垂直,排球场的有关尺图11图12图13图14图15寸如图16所示,试计算说明:(1)此球能否过网?(2)球是落在对方界内,还是界外?(不计空气阻力,g取10 m/s2图16。
2008年高考物理一轮复习第23讲 平抛运动 抛体运动的规律
考点目标定向:
知识点拨:
1.平抛运动的轨迹为曲线(抛物线),可以把它分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动这两个分运动(直线运动)来解决。
2.能够推导和熟练运用平抛运动的规律,例如求分运动位移,任意时刻的速度,平抛时间,速度变化等等。
3.通过斜抛运动的分析加深理解曲线运动中力和运动的关系,掌握研究问题的方法。
备考训练:
1.做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是 ( ) A .大小相等,方向相同 B .大小不等,方向不同 C .大小相等,方向不同 D .大小不等,方向相同
2.质点做平抛运动,从抛出开始计时,关于质点的运动情况,有 ( ) A .第1秒内、第2秒内、第3秒内…的水平方向的位移是相同的 B .第1秒内、第2秒内、第3秒内…的竖直方向的位移之比是1∶4∶9… C .第1秒内、第2秒内、第3秒内…的位移之比是1∶3∶5… D .第1秒内、第2秒内、第3秒内…的速度增加量是相同的
3.对平抛运动的物体,若g 已知,再给出下列哪组条件,可确定其初速度大小 ( ) A .水平位移 B .下落高度
C .落地时速度的大小和方向
D .落地时位移的大小和方向
4.如图所示,小球a 、b 的质量分别是m 和2m ,a 从倾角为30°的光滑固定斜面的顶端无初速下滑,b 从斜面等高处以初速度v 0
平抛,比较a 、b 落地的运动过程有 ( )
A .所用的时间相同
B .a 、b 都做匀变速运动
C .落地前的速度相同
D .重力对a 、b 做的功相同
5.在距一堵竖直高墙前s 远处的高台上水平抛出A 、B 两球,若两球抛出的初速度v A >v B ,A 、B 两球分别打到高墙上a 、b 两点,则有 ( )
A .a 点在b 点的上方
B .a 点在b 点的下方
C .A 球打到a 点的速率一定大于B 球打到b 点的速率
D .A 球打到a 点的速率一定小于B 球打到b 点的速率
6.一个物体以初速度v 0水平抛出,落地时的速度大小为v ,不计空气阻力,则物体在空中飞行的时间为 ( )
A .
g v v 0- B .g v v 0+ C .g
v v 202- D .g v v 20
2+ 7.一个小球水平抛1s 时的速度方向与水平方向夹角为45°,2m/s 10=g ,则下述正确的是( ) A .小球的初速度为10 m/s
B .抛出后2 s 时,小球的速度大小为20 m/s
C .抛出后2 s 时,小球的速度大小为m/s 510
D .小球2 s 时的位移大小是m 220
8.如图所示,从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个小球,小球的初速度为v 0,最后小球落在斜面上的N 点,则 ( )
A .可求M 、N 之间的距离
B .可求小球落到N 点时速度的大小和方向
C .可求小球到达N 点时的动能
D .可以断定,当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大
9.在距地面高h 处,将一个小球沿水平方向抛出,抛出时小球的速度gh v 2=.设小球在空中飞行到达某一位置的位移与水平方向的夹角为α,速度与水平方向的夹角为β.则可能有 ( )
A .α<β
B .α>β
C .α>30°
D .β>30°
10.柯受良驾驶汽车飞越黄河,汽车从最高点开始到着地为止这一过程的运动可以看作平抛运动。
记者从侧面用照相机通过多次曝
光,拍摄到汽车在经过最高点以后的三副运动照片如图所示,相邻两次曝光时间间隔相等,均为Δt ,已知汽车的长度为l ,则 ( )
A .从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度的大小
B .从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度
C .从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度的大小和汽车曾经到达的最大高度
D .从右边一幅照片可推算出汽车的水平分速度的大小
11.如图所示,一高度为h =0.2m 的水平面在A 点处与一倾角为θ=300的斜面连接,一小球以v 0=5m/s 的速度在平面上向右运动,求小球从A 点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,取g =10m/s 2)某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则
20sin 2
1
sin t g t v h ⋅+=θθ由此可求出落地时间t 问:你同意上述解法吗?若同意,求出所需时间;若不同意,则说明理由并求出你认
为正确的结果。
12.如图所示,长斜面OA 的倾角为θ,放在水平地面上,现从顶点O 以速度v 0平抛一小球,不计空气阻力,重力加速度为g ,求小球在飞行过程中离斜面的最大距离s 是多少?
13.如图所示,水平屋顶高H=5m ,墙高h=3.2m ,墙到房子的距离L=3 m ,墙外马路宽s=10m ,小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上,求小球离开屋顶时的速度。
(取g=10m/s 2)
14.如图所示,点光源S 距墙MN 的水平距离为L ,现从O 处以水平速度v 0平抛一小球P ,P 在墙上形成的影是P ',在球做平抛运动过程中,其影P '的运动速度是多大?
15.如图所示,在竖直平面的xoy 坐标系内,oy 表示竖直向上方向。
该平面内存在沿x 轴正向的匀强电场。
一个带电小球从坐标原点沿oy 方向竖直向上抛出,初动能为4J ,不计空气阻力。
它达到的最高点位置如图中M 点所示。
求: (1)小球在M 点时的动能E 1。
(2)在图上标出小球落回x 轴时的位置N 。
(3)小球到达N 点时的动能E 2。
课时23 平抛运动 抛体运动的规律
1、A
2、AD
3、CD
4、B
5、A
6、C
7、ACD
8、ABD
9、AD 10、AC 11、不同意,t =0.2s 。
解析:小球有水平的初速度,因而作平抛运动,要用平抛运动的规律求解.所以不同意上述做法; 落地点与A 点的水平距离 s =v 0t =10
2
.02520
⨯⨯
=g h v =1m 斜面底宽 L =h ctg θ=0.23⨯=0.35m
小球离开A 点后不会落到斜面,因此落地时间即为平抛运动时间所以 t =
10
2.022⨯=g h =0.2s
12、θ
ϑcos 2sin 22
02
1g v a v s =
=
解析:为计算简便,本题也可不用常规方法来处理,而是将速度和加速度分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向进行分解。
如图,速度v 0沿垂直斜面方向上的分量为v 1= v 0 sin θ,加速度g 在垂直于斜面方向上的分量为a =g cos θ,根据分运动各自独立的原理可知,球离斜面
的最大距离仅由v 1和a
θ
ϑcos 2sin
20g v
=。
13、5m/s ≤v ≤13m/s
解析:设球刚好越过墙时,此时球水平初速度为v 1,则H-h=gt 12/2. ∴t 1= L=v 1t 1 得v 1=5m/s
设球越过墙刚好落在马路右边,此时球水平速度为v 2,则H=gt 22/2. ∴t 2=
g H /2 L+s=v 2t
2 得v 2=13m/s
∴小球离开屋顶时的速度5m/s ≤v ≤13m/s 14、
2v gL
解析:设小球经过一段时间运动到某一位置时的水平位移为x ,竖直位移为y ,对应的影的长度为h ,由图知:
x
L
y h =,而x = v 0 t ,y=
21g
t 2;所以t v gL L x y h 02==
,由此看出影子的运动是匀速直线运动,其速度为0
2v gL。
本题将平抛运动与光学有机结合起来,注意抓住
影子是由于光的直线传播形成的。
15.(1)E 1=9J , (2)N 点的横坐标为12, (3)E 2=40J
解析:(1)在竖直方向小球只受重力,从O →M 速度由v 0减小到0;在水平方向小球只受电场力,速度由0增大到v 1,由图知这两个分
v 0 h
g h H /)(2-
运动平均速度大小之比为2∶3,因此v0∶v1=2∶3,所以小球在M点时的动能E1=9J。
(2)由竖直分运动知,O→M和M→N经历的时间相同,因此水平位移大小之比为1∶3,故N点的横坐标为12。
(3)小球到达N点时的竖直分速度为v0,水平分速度为2v1,由此可得此时动能E2=40J。
N。