物理第四章 曲线运动 万有引力与航天 基础课2 平抛运动 新人教版.ppt

基础课基础课2 2平抛运动平抛运动知识点一、平抛运动知识点一、平抛运动1定定义义：以以一一定定的的初初速速度度沿沿水水平平方方向向抛抛出出的的物物体体只只在在_作作用下的运用下的运动。2性性质质：平平抛抛运运动是是加加速速度度为g的的_曲曲线运运动，其其运运动轨迹是迹是_。3平平抛抛运运动动的的条条件件：(1)v00，沿沿_；(2)只只受受_作用。作用。4研研究究方方法法：平平抛抛运运动可可以以分分解解为水水平平方方向向的的_运运动和和竖直方向的直方向的_运运动。重力重力匀加速匀加速抛物抛物线水平方向水平方向重力重力匀速直匀速直线自由落体自由落体5基本规律基本规律(如如图所示所示)(1)速度关系速度关系(2)位移关系位移关系(3)轨迹方程：迹方程：y_gtv0t知识点二、斜抛运动知识点二、斜抛运动1定定义义：将将物物体体以以初初速速度度v0沿沿_或或_抛抛出出，物体只在物体只在_作用下的运作用下的运动。2性性质质：加加速速度度为_的的匀匀变速速曲曲线运运动，轨迹迹是是_。3研研究究方方法法：斜斜抛抛运运动可可以以看看做做水水平平方方向向的的_运运动和和竖直方向的直方向的_运运动的合运的合运动。斜向上方斜向上方斜向下方斜向下方重力重力重力加速度重力加速度g抛物抛物线匀速直匀速直线匀匀变速直速直线思考判断思考判断(1)平抛运动是匀变速曲线运动。平抛运动是匀变速曲线运动。()(2)平抛运动的加速度方向时刻在变化。平抛运动的加速度方向时刻在变化。()(3)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。()(4)平平抛抛运运动动的的物物体体任任意意时时刻刻速速度度方方向向与与水水平平方方向向的的夹夹角角保保持持不不变变。()(5)平平抛抛运运动动的的物物体体在在任任意意相相等等的的两两段段时时间间内内的的速速度度的的变变化化相相同同。()(6)对对于于在在相相同同高高度度以以相相同同速速度度平平抛抛的的物物体体，在在月月球球上上水水平平位位移移与与在地球上水平位移相等。在地球上水平位移相等。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)平抛运动的规律及其应用平抛运动的规律及其应用4速速度度改改变变量量：物物体体在在任任意意相相等等时间内内的的速速度度改改变量量vgt相同，方向恒相同，方向恒为竖直向下，如直向下，如图1所示。所示。图1图2(2)做做平平抛抛(或或类平平抛抛)运运动的的物物体体在在任任一一时刻刻，设其其速速度度方方向向与与水水平平方方向向的的夹角角为，位位移移与与水水平平方方向向的的夹角角为，则tan 2tan。如。如图2所示。所示。推推导：1对对平平抛抛运运动动的的理理解解(多多选选)对于于平平抛抛运运动，下下列列说法法正正确确的的是是()A落地落地时间和落地和落地时的速度只与抛出点的高度有关的速度只与抛出点的高度有关B平平抛抛运运动可可以以分分解解为水水平平方方向向的的匀匀速速直直线运运动和和竖直直方方向的自由落体运向的自由落体运动C做做平平抛抛运运动的的物物体体，在在任任何何相相等等的的时间内内位位移移的的增增量量都都是相等的是相等的D平抛运平抛运动是加速度大小、方向不是加速度大小、方向不变的曲的曲线运运动答案答案BD2平平抛抛规规律律的的应应用用(多多选选)某某人人向向放放在在水水平平地地面面上上正正前前方方的的小小桶桶中中水水平平抛抛球球，结果果球球划划着着一一条条弧弧线飞到到小小桶桶的的前前方方，如如图3所所示示。不不计空空气气阻阻力力，为了了能能把把小小球球抛抛进小小桶桶中中，则下下次次再再水平抛球水平抛球时，可能做出的，可能做出的调整整为()图3A减小初速度，抛出点高度不减小初速度，抛出点高度不变B增大初速度，抛出点高度不增大初速度，抛出点高度不变C初速度大小不初速度大小不变，降低抛出点高度，降低抛出点高度D初速度大小不初速度大小不变，增大抛出点高度，增大抛出点高度答案答案AC3多多体体的的平平抛抛运运动动如如图4所所示示，在在同同一一平平台台上上的的O点点水水平平抛抛出出的的三三个个物物体体分分别落落到到a、b、c三三点点，不不计空空气气阻阻力力，则三三个个物物体体运运动的的初初速速度度va、vb、vc的的关关系系和和三三个个物物体体运运动的的时间ta、tb、tc的关系分的关系分别是是()图4Avavbvc；tatbtcBvavbvc；tatbtcCvavbvc；tatbtcDvavbvc；tatbtc答案答案C“化曲为直化曲为直”思想在平抛运动中的应用思想在平抛运动中的应用(1)根根据据运运动动效效果果的的等等效效性性，利利用用运运动动分分解解的的方方法法，将将其其转转化化为我们所熟悉的两个方向上的直线运动：为我们所熟悉的两个方向上的直线运动：水平方向的匀速直线运动；水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动。竖直方向的自由落体运动。(2)运用运动合成的方法求出平抛运动的速度、位移等。运用运动合成的方法求出平抛运动的速度、位移等。反思总结反思总结与斜面相关联的平抛运动与斜面相关联的平抛运动【典典例例】(2017信信阳阳一一模模改改编编)如如图5所所示示，一一名名跳跳台台滑滑雪雪运运动员经过一一段段时间的的加加速速滑滑行行后后从从O点点水水平平飞出出，经过3 s落落到到斜斜坡坡上上的的A点点。已已知知O点点是是斜斜坡坡的的起起点点，斜斜坡坡与与水水平平面面的的夹角角37，不不计空空气气阻阻力力(sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2)。则运运动员落落到到斜斜坡坡上上时速速度度方方向向与与水水平平方方向向的的夹角角满足足()图5Atan 1.33 Btan 1.44Ctan 1.50 Dtan 2.00答案答案C【思考思考延伸】延伸】在在【典典例例】中中，若若运运动员从从O点点飞出出的的初初速速度度为20 m/s，则运运动员离开离开O点后离斜坡的最点后离斜坡的最远距离距离为()A30 m B15 m C18 m D9m解解析析将将运运动动员员的的初初速速度度v0和和加加速速度度g分分别别沿沿垂垂直直于于斜斜面面和和平平行行于于斜斜面面方方向向进行分解，如图所示，初速度进行分解，如图所示，初速度v0沿垂沿垂直直斜斜面面方方向向上上的的分分量量为为v1v0sin，加加速速度度g在在垂垂直直于于斜斜面面方方向上的分量为向上的分量为a1gcos，根据分运动各自独立的原理可知，根据分运动各自独立的原理可知，答案答案D平抛运动的分解方法与技巧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。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。如果知道位移的大小或方向，应首先考虑分解位移。(3)两种分解方法：两种分解方法：沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动；沿水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动；沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动。沿斜面方向的匀加速运动和垂直斜面方向的匀减速运动。技巧点拨技巧点拨1将将一一挡挡板板倾倾斜斜地地固固定定在在水水平平面面上上，倾角角为30，如如图6所所示示。现有有质量量为m的的小小球球由由挡板板上上方方的的A点点以以v0的的初初速速度度水水平平向向右右抛抛出出，小小球球落落在在挡板板上上的的B点点时，小小球球速速度度方方向向刚好好与与挡板板垂垂直直，小小球球与与挡板板碰碰前前后后的的速速度度方方向向相相反反、速速度度大大小小之之比比为43。下列有关小球的运。下列有关小球的运动描述正确的是描述正确的是()图6解析解析小球在碰撞挡板前做平抛运动。设刚小球在碰撞挡板前做平抛运动。设刚要碰撞斜面时小球速度为要碰撞斜面时小球速度为v。由题意，速度。由题意，速度v的方向与竖直方向的夹角为的方向与竖直方向的夹角为30且水平分量仍且水平分量仍为为v0，如图。由此得，如图。由此得v2v0，碰撞过程中，碰撞过程中，答案答案D2分分解解速速度度和和位位移移的的综综合合应应用用(多多选选)如如图7所所示示，一一固固定定斜斜面面倾角角为，将将小小球球A从从斜斜面面顶端端以以速速率率v0水水平平向向右右抛抛出出，击中中了了斜斜面面上上的的P点点；将将小小球球B从从空空中中某某点点以以相相同同速速率率v0水水平平向向左左抛抛出出，恰恰好好垂垂直直斜斜面面击中中Q点点。不不计空空气气阻阻力力，重重力力加加速速度度为g，下列，下列说法正确的是法正确的是()图7A若若小小球球A在在击中中P点点时速速度度方方向向与与水水平平方方向向所所夹锐角角为，则tan 2tan B若若小小球球A在在击中中P点点时速速度度方方向向与与水水平平方方向向所所夹锐角角为，则tan 2tan C小球小球A、B在空中运在空中运动的的时间比比为2tan21D小球小球A、B在空中运在空中运动的的时间比比为tan21答案答案BC平抛运动中的临界问题平抛运动中的临界问题常见的常见的“三种三种”临界特征临界特征(1)有有些些题目目中中有有“刚好好”、“恰恰好好”、“正正好好”等等字字眼眼，明明显表表明明题述的述的过程中存在着程中存在着临界点。界点。(2)若若题目目中中有有“取取值范范围”、“多多长时间”、“多多大大距距离离”等等词语，表表明明题述述的的过程程中中存存在在着着“起起止止点点”，而而这些些起起止止点点往往往往就就是是临界界点。点。(3)若若题目目中中有有“最最大大”“”“最最小小”“”“至至多多”“”“至至少少”等等字字眼眼，表表明明题述述的的过程中存在着极程中存在着极值，这个极个极值点往往是点往往是临界点。界点。【典典例例】(2016浙浙江江理理综综，23)在在真真空空环境境内内探探测微微粒粒在在重重力力场中中能能量量的的简化化装装置置如如图8所所示示。P是是一一个个微微粒粒源源，能能持持续水水平平向向右右发射射质量量相相同同、初初速速度度不不同同的的微微粒粒。高高度度为h的的探探测屏屏AB竖直直放放置置，离离P点点的的水水平平距距离离为L，上上端端A与与P点点的的高高度度差差也也为h。图8(1)若微粒打在探若微粒打在探测屏屏AB的中点，求微粒在空中的中点，求微粒在空中飞行的行的时间；(2)求能被屏探求能被屏探测到的微粒的初速度范到的微粒的初速度范围；(3)若打在探若打在探测屏屏A、B两点的微粒的两点的微粒的动能相等，求能相等，求L与与h的关系。的关系。1处理平抛运动中的临界问题要抓住两点处理平抛运动中的临界问题要抓住两点(1)找出临界状态对应的临界条件；找出临界状态对应的临界条件；(2)要要用用分分解解速速度度或或者者分分解解位位移移的的思思想想分分析析平平抛抛运运动动的的临临界界问题。问题。2平抛运动临界极值问题的分析方法平抛运动临界极值问题的分析方法(1)确定研究对象的运动性质；确定研究对象的运动性质；(2)根据题意确定临界状态；根据题意确定临界状态；(3)确定临界轨迹，画出轨迹示意图；确定临界轨迹，画出轨迹示意图；(4)应用平抛运动的规律结合临界条件列方程求解。应用平抛运动的规律结合临界条件列方程求解。方法技巧方法技巧1生生活活中中的的临临界界问问题题2016广广东东广广州州综综合合测测试试(一一)如如图9，窗窗子子上上、下下沿沿间的的高高度度H1.6 m，墙的的厚厚度度d0.4 m，某某人人在在离离墙壁壁距距离离L1.4 m、距距窗窗子子上上沿沿h0.2 m 处的的P点点，将将可可视为质点点的的小小物物件件以以v的的速速度度水水平平抛抛出出，小小物物件件直直接接穿穿过窗窗口口并并落落在在水水平平地地面面上上，取取g10 m/s2。则v的的取取值范范围是是()Av7 m/s Bv2.3 m/sC3 m/sv7 m/s D2.3 m/sv3 m/s图9答案答案C2平平抛抛运运动动与与斜斜面面有有关关的的临临界界问问题题如如图10为湖湖边一一倾角角为30的的大大坝横横截截面面示示意意图，水水面面与与大大坝的的交交点点为O。一一人人站站在在A点点以以速速度度v0沿沿水水平平方方向向扔扔一一小小石石子子，已已知知AO40 m，不不计空气阻力，空气阻力，g取取10 m/s2。下列。下列说法中正确的是法中正确的是()图10A若若v018 m/s，则石子可以落入水中石子可以落入水中B若若v020 m/s，则石子不能落入水中石子不能落入水中C若若石石子子能能落落入入水水中中，则v0越越大大，落落水水时速速度度方方向向与与水水平平面面的的夹角越大角越大D若若石石子子不不能能落落入入水水中中，则v0越越大大，落落到到斜斜面面上上时速速度度方方向向与与斜面的斜面的夹角越大角越大答案答案A生活中的平抛运动问题生活中的平抛运动问题平抛运平抛运动与日常生活与日常生活紧密密联系，如系，如乒乓球、足球、排球等运球、足球、排球等运动模型，模型，飞镖、射、射击、飞机投机投弹模型等。模型等。这些模型些模型经常受到常受到边界界条件的制条件的制约，如网球是否触网或越界、，如网球是否触网或越界、飞镖是否能是否能击中靶心、中靶心、飞机投机投弹是否能命中目是否能命中目标等。解等。解题的关的关键是能准确地运用平抛是能准确地运用平抛运运动规律分析律分析对应的运的运动特征。特征。图11A击球点的高度与网高度之比球点的高度与网高度之比为21B乒乓球在网左右两球在网左右两侧运运动时间之比之比为21C乒乓球球过网网时与落到右与落到右侧桌桌边缘时速率之比速率之比为12D乒乓球在左、右两球在左、右两侧运运动速度速度变化量之比化量之比为12答案答案D图12答案答案B处理此类问题的方法处理此类问题的方法(1)阅阅读读试试题题，提提炼炼关关键键信信息息；(2)通通过过迁迁移移、联联想想、类类比比，建建立立物物理理模模型型；(3)找找出每个物理过程所满足的规律，应用所出每个物理过程所满足的规律，应用所反思总结反思总结学知识列方程，进行推理计算，得出结论。学知识列方程，进行推理计算，得出结论。体体育育运运动动中中许许多多运运动动都都可可简简化化为为平平抛抛运运动动的的模模型型，在在分分析析此此类类问问题题时时一一定定要要注注意意从从实实际际出出发发寻寻找找一一些些临临界界点点，画画出出物物体体运运动动的的草草图图，找找出出临临界界条条件件，如如图图所所示示的的网网球球刚刚好好过过网网和和刚刚好压线的情况。好压线的情况。1(2016海海南南单单科科，1)在在地地面面上上方方某某一一点点将将一一小小球球以以一一定定的的初初速速度度沿沿水水平平方方向向抛抛出出，不不计空空气气阻阻力力，则小小球球在在随随后后的的运运动中中()A速度和加速度的方向都在不断速度和加速度的方向都在不断变化化B速度与加速度方向之速度与加速度方向之间的的夹角一直减小角一直减小C在相等的在相等的时间间隔内，速率的改隔内，速率的改变量相等量相等D在相等的在相等的时间间隔内，隔内，动能的改能的改变量相等量相等答案答案B2(全全国国卷卷)(多多选选)如如图13所所示示，x轴在在水水平平地地面面内内，y轴沿沿竖直直方方向向。图中中画画出出了了从从y轴上上沿沿x轴正正向向抛抛出出的的三三个个小小球球a、b和和c的的运运动轨迹迹，其其中中b和和c是是从从同同一一点点抛抛出出的的。不不计空空气气阻力，阻力，则()图13Aa的的飞行行时间比比b的的长 Bb和和c的的飞行行时间相同相同Ca的水平速度比的水平速度比b的小的小 Db的初速度比的初速度比c的大的大答案答案BD3(2015全全国国卷卷，18)一一带有有乒乓球球发射射机机的的乒乓球球台台如如图14所所示示。水水平平台台面面的的长和和宽分分别为L1和和L2，中中间球球网网高高度度为h。发射射机机安安装装于于台台面面左左侧边缘的的中中点点，能能以以不不同同速速率率向向右右侧不不同同方方向向水水平平发射射乒乓球球，发射射点点距距台台面面高高度度为3h。不不计空空气气的的作作用用，重重力力加加速速度度大大小小为g。若若乒乓球球的的发射射速速率率v在在某某范范围内内，通通过选择合合适适的的方方向向，就就能能使使乒乓球球落落到到球球网网右右侧台台面上，面上，则v的最大取的最大取值范范围是是()图14答案答案D图15 答案答案D