第4讲抛体运动章节复习 讲义--高一下学期物理人教版(2019)必修第二册.docx
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1、第4讲 抛体运动章节复习知识体系曲线运动(复习)知识精讲 基础回顾一、曲线运动1速度方向:质点在某点的速度,沿曲线上该点的切线方向。2运动性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动,即必然具有加速度。3曲线运动的条件:物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上。二、运动的合成与分解1分解原则:根据运动的实际效果分解,也可采用正交分解。2运算法则:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。4合运动和分运动的关系(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等。(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动时,各分运动独立进行,不受其他分运动的影响。
2、(3)等效性:各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果。 规律总结一、物体做曲线运动的条件与轨迹分析二、小船渡河问题1小船渡河问题的速度(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动。(2)三种速度:v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度)。2小船渡河的三种情景(1)过河时间最短:船头正对河岸时,渡河时间最短, (d为河宽)。(2)过河路径最短(v2v1时):合速度垂直于河岸时,航程最短,s短d。船头指向上游与河岸夹角为,。(3)过河路径最短(v2v1时):合速度不可能垂直于河岸,无法垂直渡河。由图可知:,最短航程:。【易错警示】(1)渡河时间只与船垂直于河岸方
3、向的分速度有关,与水流速度无关。(2)船渡河位移最小值与v船和v水大小关系有关,v船v水时,河宽即为最小位移,v船v水时,应利用图解法求极值的方法处理。三、关联速度问题1问题特点:沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等。2思路与原则(1)思路明确合速度物体的实际运动速度v。 (2)原则:v1与v2的合成遵循平行四边形定则。3解题方法把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量,根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解。常见的模型如图所示。曲线运动例题1、多选题 关于运动的合成与分解,下列说法不正确的是( )A.两个直线运动的合运动一定是直线运动B.两个互成角度的匀速直线运动的合运动一
4、定是直线运动C.两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动D.两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定是匀加速直线运动随练1、 关于曲线运动,下列说法正确的是()A.曲线运动一定是变速运动,速度大小一定要变化B.曲线运动中的加速度一定不为零C.曲线运动中的物体,不可能受恒力作用D.在平衡力作用下的物体,可以做曲线运动随练2、多选题 如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救起了伤员B。直升机A和伤员B以相同水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,在某一段时间内,A、B之间的距离l与时间t的关系为lHbt2(式中l表示伤员到直升机的距离,H表示开
5、始计时时伤员与直升机的距离,H表示开始计时时伤员与直升机的距离,b是一常数,t表示伤员上升的时间),不计伤员和绳索受到的空气阻力。这段时间内从地面上观察,下面判断正确的是: ()A.悬索始终保持竖直B.伤员做直线运动C.伤员做曲线运动D.伤员的加速度大小、方向均不变随练3、 在长约1.0m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,并迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。将此玻璃管倒置安装在小车上,并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体,小车从A位置由静止开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后,小
6、车运动到虚线表示的B位置,如图所示。按照如图建立坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是选项中的()A.B.C.D.运动的合成与分解例题1、 汽车以速度v0沿平直的水平面向右匀速运动,通过定滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)把质量为M的重物向上提起,某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为,如图所示。则下列说法正确的是()A.此时重物的速度大小为vv0sinB.重物上升的速度越来越小C.由于汽车做匀速运动,所以重物也是匀速上升D.绳子中的拉力大于重物的重力随练1、 如图所示,人在岸上用轻绳拉船,若使船匀速行进,则人将做( )A.匀速运动B.减速运动C.加速运动D.匀加速运动随练2、 某小船在一条
7、水流速度恒为v1、宽度为d的河上渡河,小船相对于水的速度大小v2恒定。且v2v1。下列说法正的是()A.若船头朝下游并与河岸成一定夹角,则小船的轨迹为曲线B.若船头朝上游并与河岸成一定夹角,则有可能使渡河时间最短,且最短时间为C.若船头垂直于河岸,有可能使航线最短,且最短航线为dD.若船头朝上游并与河岸成一定夹角,则有可能使航线最短,且最短航线为d随练3、 如图所示,不计所有接触面之间的摩擦,斜面固定,两物体质量分别为m1和m2,且m1m2若将m2由位置A从静止释放,当落到位置B时,m2的速度为v2,且绳子与竖直方向的夹角为,则这时m1的速度大小v1等于( )A.v2sinB.C.v2cosD
8、.平抛运动(复习)知识精讲 基础回顾一、平抛运动1定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫平抛运动。2性质:平抛运动是加速度恒为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。二、平抛运动的规律以抛出点为原点,以水平方向为x轴,以竖直向下的方向为y轴建立平面直角坐标系。1水平方向:做匀速直线运动,速度:,位移:。2竖直方向:做自由落体运动,速度:,位移:。3合运动(1)合速度:,方向与水平方向夹角为,则。(2)合位移:,方向与水平方向夹角为,则。三、斜抛运动1定义:将物体以一定的初速度沿斜向上或斜向下抛出,物体仅在重力的作用下所做的运动,叫做斜抛运
9、动。2性质:加速度恒为g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线3基本规律(以斜向上抛为例说明)(1)水平方向:,a0,做匀速直线运动。(2)竖直方向:,a=g,做匀变速直线运动。因此斜抛运动可以看做是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上(下)抛运动的合运动。 规律总结一、平抛运动的基本规律1飞行时间:由知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关。2水平射程:xv0tv0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关3落地速度:, (表示与x轴正方向的夹角),所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关。4速度改变量:因为平抛运动的加速度为重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时
10、间间隔t内的速度改变量vgt相同,方向恒为竖直向下,如图甲所示。5两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一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,如图乙中A点和B点所示。(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则tan 2tan 。【方法技巧】分解思想在平抛运动中的应用(1)解答平抛运动问题时,一般的方法是将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解,这样分解的优点是不用分解初速度也不用分解加速度。(2)画出速度(或位移)分解图,通过几何知识建立合速度(或合位移)、分速度(或分位移)及其方向间的关系,通过速度
11、(或位移)的矢量三角形求解未知量。二、类平抛运动1受力特点:物体所受合力为恒力,且与初速度的方向垂直。2运动特点:在初速度v0方向做匀速直线运动,在合力方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度。3求解技巧(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性。(2)特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解。三、多体平抛问题1多体平抛运动问题是指多个物体在同一竖直平面内平抛时所涉及的问题
12、2三类常见的多体平抛运动(1)若两物体同时从同一高度(或同一点)抛出,则两物体始终在同一高度,二者间距只取决于两物体的水平分运动。(2)若两物体同时从不同高度抛出,则两物体高度差始终与抛出点高度差相同,二者间距由两物体的水平分运动和竖直高度差决定。(3)若两物体从同一点先后抛出,两物体竖直高度差随时间均匀增大,二者间距取决于两物体的水平分运动和竖直分运动。四、斜面上的平抛运动与斜面相关的平抛运动,其特点是做平抛运动的物体落在斜面上,包括两种情况:1物体从空中抛出垂直落在斜面上。2从斜面上抛出落在斜面上。在解答这类问题时,除了要运用平抛运动的位移和速度规律,还要充分运用斜面倾角,找出斜面倾角同位
13、移和速度与水平方向夹角的关系,从而使问题得到顺利解决。两种模型对比如下:方法内容斜面总结分解速度水平:vxv0竖直:vygt合速度:分解速度,构建速度三角形分解位移水平:xv0t竖直:合位移:分解位移,构建位移三角形【方法技巧】(1)物体的竖直位移与水平位移之比是同一个常数,这个常数等于斜面倾角的正切值。(2)当物体的速度方向与斜面平行时,物体离斜面最远。平抛运动例题1、多选题 物体以速度水平抛出,若不计空气阻力,则当其竖直分位移与水平位移相等时,以下说法中正确的是()A.瞬时速度大小为B.竖直分速度等于水平分速度C.运动的位移为D.运动的时间为例题2、 如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后
14、从点水平飞出,经过一段时间落到斜坡上的点。已知点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角,点与点的距离为,运动员的质量。不计空气阻力。(取,;取)求:(1)运动员从点到点的时间?(2)运动员离开点时的速度大小?(3)运动员落到点时的速度的大小?随练1、 从距地面高h处水平抛出一小石子,空气阻力不计,下列说法正确的是()A.石子的运动速度与时间成正比B.石子抛出时的速度越大,石子在空中的飞行时间越长C.抛出点的高度越大,石子在空中的飞行时间越长D.石子落地时的速度方向与抛出时的初速度无关随练2、 如图所示,以的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是(
15、)A.B.C.D.随练3、 如图所示,在同一竖直面内,小球ab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.tatb,vavbB.tatb,vavbC.tatb,vavbD.tatb,vavb随练4、 中国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“山西刀削面”堪称天下一绝,传统的操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,将削出的小面圈的运动视为平抛运动,且小面圈都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所
16、有小面圈在空中运动的描述错误的是()A.运动的时间都相同B.速度的变化量都相同C.落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍D.若初速度为v0,则随练5、 无人机在距离水平地面高度处,以速度水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为。(1)求包裹释放点到落地点的水平距离;(2)求包裹落地时的速度大小;(3)以释放点为坐标原点,初速度方向为轴方向,竖直向下为轴方向,建立平面直角坐标系,写出该包裹运动的轨迹方程。斜抛运动例题1、 如图所示为一个从A到E做斜抛运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度沿水平方向且与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(不计空气阻力)()A.A点的加速度与速度的夹角
17、小于90B.D点的速率比C点的速率大C.从B到E质点的水平分速度逐渐变大D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小随练1、 由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点,其中O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是()A.到达b点时,炮弹的速度为零B.到达b点时,炮弹的加速度为零C.炮弹经过a点时的速度大于经过c点时的速度D.炮弹由O点运动到b点的时间大于由b点运动到d点的时间随练2、多选题 运动员在
18、同一位置分别沿与地面成和的方向踢出一只橄榄球,两次球落在同一地点,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,则橄榄球()A.两次运动位移相等B.沿轨迹运动时间长C.在最高点时沿轨迹运动速度小D.两次最高点位置一定在同一竖直线上随练3、 某人在离地面的高度,将质量为的小球以的速度斜向上抛出,小球的初速度方向与水平方向之间的夹角为,不计空气阻力,取求(1)小球从抛出点上升的最大高度;(2)小球落地点与抛出点的水平距离平抛运动实验例题1、 (1)为了探究平抛运动规律,老师做了如下两个演示实验:为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图1所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B 球被松
19、开自由下落。关于该实验,下列说法正确的有_。A所用两球的质量必须相等B只做一次实验发现两球同时落地,即可以得到实验结论C应改变装置的高度多次实验D本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动如图2所示,两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内,其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q,以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出,观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度,多次重复实验,仍能观察到相同的现象。这说明:_。(2)为了进一步研究平抛运动,某同学用如图3所示的装置进行实验。为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是_。A小球每次必须从斜槽上同一位
20、置由静止释放B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端必须水平D本实验必需的器材还有刻度尺和秒表甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系,如图4所示。从运动轨迹上选取多个点,根据其坐标值可以验证轨迹是符合yax2的抛物线。若坐标纸中每小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,可以求出a_,小球平抛运动的初速度v0_。(重力加速度为g)乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损,导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点O为坐标原点,建立xOy坐标系(x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向),如图5所示。在轨迹中选取A、B两点,坐标纸中每小方格的边长仍为L,
21、重力加速度为g。由此可知:小球从O点运动到A点所用时间t1与从A点运动到B点所用时间t2的大小关系为:t1_t2(选填“”、“”或“”);小球平抛运动的初速度v0_,小球平抛运动的初始位置坐标为(_,_)。如图6丙同学将实验方案做了改变,他把桌子搬到墙的附近,调整好仪器,使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上,把白纸和复写纸附在墙上,记录小球的落点。然后等间距地改变桌子与墙的距离,就可以得到多个落点。如果丙同学还有一把刻度尺,他是否可以计算出小球平抛时的初速度?请简要阐述理由。随练1、 (1)为了验探究平抛运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落
22、。关于该实验,下列说法中正确的是_A两球的质量应相等B两球应同时落地C实验只能说明A球在竖直方向上做自由落体运动D实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动(2)如图所示是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片。如果图中每个方格的边长表示的实际距离L和闪光周期T为已知量,请写出计算平抛初速度v0的表达式:v0_;计算当地重力加速度值g的表达式g_。随练2、 “研究平抛物体的运动”的实验装置如图所示,让小球多次沿同一平抛轨迹运动,通过指点法画出小球做平抛运动的轨迹。(1)为了能较准确描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_A斜槽
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