2022年高中物理必修二--抛体运动--最全讲义及习题及答案详解.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载其次节 抛体运动【学问清单】1、 抛体运动是指 _ 时,物体所做的运动;2、 物体做抛体运动需具备两个条件(1)_ ;(2)_ ;3、平抛运动是指 _ ;4、平抛运动的特点是(1)_ ;(2)_;5、用试验探究平抛物体在水平方向上的规律思路是:( 1)设法通过试验得到_ ;(2)在平抛运动轨迹上找到每相隔相等时间,物体所到达的位置;(3)_ ;6、平抛运动可以分解为_ 和_;7、平抛运动的轨迹是一条抛物线;8、斜向上或斜向下抛出的物体只在重力作用下的运动叫做斜抛运动;9、斜抛运动可以看做是【考点导航】_和_的合运动;一、平
2、抛运动的处理方法O V OX 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用,是匀变速曲线运动;争论平抛运动的方法是利用运动的合成与分解,将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;其运动规律为:Vo (1)水平方向: ax=0,vx=v0,x= v 0t;Y V y(2)竖直方向: ay=g,vy=gt,y= gt2/2;(3)合运动: a=g,vtvx2vy2,sx2y2;vt与 v0方向夹角为 ,tan = gt/ v0,s 与 x 方向夹角为 ,tan = gt/ 2v 0;平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来打算,即 t 2 h,与 v 0无关;水g平射程 s=
3、 v0 2 h;g在这种问题当中,时间是联系两个分运动的桥梁,并且时间仅由下落的高度来打算,其他的像位移、速度、速度和位移的方向等均是由时间和水平初速度共同来打算;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载一、平抛运动1、定义 :将物体以肯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,叫做平抛运动2、性质 :平抛运动是加速度为重力加速度 3、平抛运动的争论方法g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线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二、平抛运动的规律1、
4、 位移关系:2、速度关系:3、平抛运动的基本特点飞行时间:t2h,取决于物体下落的高度h,与初速度v0 无关;g水平射程:xv tv 02h,由平抛初速度v0 和下落高度h 共同打算;g4、平抛运动速度、位移变化规律平抛运动的 速度 变化规律:水平方向分速度保持 vx v0;竖直方向,加速度恒为 g,速度 vygt,从抛出点起, 每隔 t 时间的速度的矢量关系如下列图;这一矢量关系有两个特点: 任意时刻的速度水平重量均等于初速度 v0 任意相等时间间隔 t 内的速度转变量均竖直向下,且 v vy g t;因此平抛运动是典型的匀变速曲线运动;平抛运动 位移 变化规律:名师归纳总结 任意相等时间间
5、隔内,水平位移相等,即 xv0 t; y g t 2;第 2 页,共 17 页连续相等的时间间隔 t 内,竖直方向上的位移差不变,即- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载三、平抛运动的推论推论:做平抛 或类平抛 运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为 ,位移与水平方向的夹角为 ,就 tan 2tan . 推论 :做平抛 或类平抛 运动的物体, 任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线肯定通过此时水平位移的中点推论:以不同的初速度,从倾角为 的斜面上沿水平方向抛出的物体,再次落到斜面上时速度与斜面的夹角 相同,与初速
6、度无关飞行的时间与速度有关,速度越大,时间越长 四、类平抛运动有时候物体的运动与平抛运动很相像,也是在某方向上做匀速直线运动,另一垂直方向上做V O F Vy Vx X 初速度为零的匀加速直线运动;对于这种运动,像平抛运动但又不是平抛运动,通常称为类平抛运动;处理方法与平抛运动一样,只是加速度不同而已;例如某质点具有竖直向下的初速度Y Vy 同时受到恒定的水平向右的合外力,就质点做沿x 轴的匀速直线运动和沿y 轴的初速度为零的匀加速直线运动,运动规律与平抛运动相同;五、一般的抛体运动(斜抛)1定义:物体以肯定的初速度斜向上或斜向下抛出,只受重力作用的运动;2规律:水平方向:以 vxv0cos
7、做匀速直线运动;竖直方向:以 vyv0sin 为初速度,做竖直上抛或竖直下抛运动;关键一点 一般的抛体运动和平抛运动的处理方法相同,均将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动;名师归纳总结 推论:初速度肯定时,45 度角抛得最远第 3 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载六、争论平抛运动的试验 、试验目的: ()描出平抛运动的轨迹;()求平抛物体的初速度 、试验原理: 利用平抛运动的特点和两个方向的中间桥梁时间,列出两个方向的 运动学方程,消去时间得到初速度的表达式;、试验器材:斜槽、白纸、图钉、
8、方木板、小球、刻度尺、重锤、三角尺、铅笔、铁 架台 、试验步骤:()安装、调整斜槽:斜槽末端切线水平;()调整木板,确定坐标原点:原点应为小球在斜槽末端时,球心在木板上的投影;()描点,划轨迹:让小球多次从同一位置由静止滚下,用铅笔描点,并用平滑的曲 线连起来;()运算初速的:选几个不同的点,测出不同点的、,用公式算出,再求平均值;【例】 如图是小球在某一星球上做平抛运动的闪光照片,图中每个小方格的边长都是 0.5cm;已知闪光频率是 Hz,那么重力加速度 g 是 m/s 2,小球的初速度是m/s,小球通过 A 点时的速率是 m/s;【解析】 这种题肯定要留意第一个点并不肯定就是初位置;从图中
9、可以看出, 相邻两个点之 间的水平距离相等,可知相邻两个点之间的时间间隔相等;在水平方向上: 在竖直方向上: ,频率为 Hz,就 .,故 m/s 2,V O=0.75 m/s ;由匀变速直线运动的推论可知,A 点在竖直方向上的速度为 V YA=8L / 2t =1 m/s ,故 V A = V O 2+V yA 2 =1.25 m/s 【例 1】关于平抛运动,下面的几种说法正确选项(CD)A. 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动 B. 平抛运动是曲线运动,它的速度方向不断转变,不行能是匀变速运动 C. 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 D. 平抛运动的落地时间
10、与初速度大小无关,而落地时的水平位移与抛出点的高度有关【例 2】关于做平抛运动的物体,说法正确选项B A 速度始终不变B加速度始终不变名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载C受力始终与运动方向垂直D受力始终与运动方向平行【例 3】如下列图,将一小球以 10 m/s 的速度水平抛出,落地时的速度方向 与水平方向的夹角恰为 45 ,不计空气阻力,求:(1)小球抛出点离地面的高度?(2)小球飞行的水平距离?(g 取 10 m/s 2答案( 1)5m (2)10m 【例 4】如图 422 所示, P 是水
11、平地面上的一点,A、B、C、 D 在一条竖直线上, 且 ABBC CD. 从 A、B、C三点分别水平抛出一个物体,这三个物体都落在水平地面上的P 点就三个物体抛出时速度大小之比 vAvB vC为 A 图 422 A. 236 B123 C123 D111 1 1解析 由题意及题图可知 DPvAtAvBtBvCtC,所以 vt;又由 h2gt 2,得 t h,因此有 v1,由此得 vAvBvC236. h【例 5】如下列图,由 A 点以水平速度 V 0 抛出小球,落在倾角为 的斜面上的 B 点时,速度方向与斜面垂直,不计空气阻力,就此时速度大小 V B= 飞行时间 t= 答案: V0 /sin
12、、V0/gtan 【例 6】如图, x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向图中画出了从 y 轴上沿 x 轴正向抛出的三个小球 a、b 和 c 的运动轨迹,其中 b 和 c 是从同一点抛出的不计空气阻力,就 A a 的飞行时间比 b 的长Bb 和 c 的飞行时间相同名师归纳总结 Ca 的水平初速度比b 的小第 5 页,共 17 页Db 的水平初速度比c 的大答案BD - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析依据平抛运动的规律优秀学习资料欢迎下载h1 2gt2,得 t2h g,因此平抛运动的时间只由高度打算,由于 hbhcha,所以 b 与 c 的飞行时间相同
13、,大于 a 的飞行时间,因此选项 A 错误,选项 B 正确;又由于 xax b,而 tavc,即 b 的水平初速度比 c 的大,选项 D 正确【例 7】如图,从半径为 R1 m 的半圆 AB 上的 A 点水平抛出一个可视为质点的小球,经 t0.4 s 小球落到半圆上,已知当地的重力加速度 g10 m/s 2,就小球的初速度 v0 可能为 A 1 m/s B 2 m/ s C3 m/s D4 m/ s 解析 由于小球经 0.4 s 落到半圆上,下落的高度 h1 2gt 2 0.8 m,位置可能有两处,如图所示第一种可能:小球落在半圆左侧,v 0tRR2h2 0.4 m,v 01 m/s 其次种可
14、能:小球落在半圆右侧,v 0tRR 2h 2, v0 4 m/s,选项 A、D 正确答案 AD 【例 8】如下列图,有一倾角为 30的光滑斜面,斜面长L 为 10m,一小球从斜面顶端以 10m/s 的速度沿水平方向抛出, g 取 10 m/s 2,求:( 1)小球沿斜面滑究竟端时水平位移 s;( 2)小球到达斜面底端时的速度大小名师归纳总结 答案: 小球沿水平方向作匀速运动,沿斜面对下方第 6 页,共 17 页向作匀变速直线运动,加速度a= gsin300 故 L=1gsin300t 2,解之得: t=2L=2s 2g小球沿斜面滑究竟端时水平位移x=v 0t=10 2=20m vx=v0=10
15、m/s vy= gsin300t=10m/s 小球到达斜面底端时的速度大小为v=v2v2=102 m/s xy- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载【例 9】如右图所示,在高度分别为 hA、hB(hA hB)的两处以 v A、v B 相向水平抛出A、B 两个小物体,不计空气阻A vA vb B hB 力,已知它们的轨迹交于C 点,如使 A 、B 两物体能在C 处相遇,应当是(B )hA C A. v A必需大于 vBB. A 物体必需先抛C. vB必需大于 vAD. A 、B 必需同时抛答案:由于hA hB,要是、同时到达点,必需让先
16、下落,但是对二者的初速度没有限制,只要二者的水平位移大于、之间的水平距离即可,故应选;【例 10】倾角为 的斜面,长为 么,小球的初速度 V 0 为多大;L ,在顶端水平抛出一小球,小球刚好叠在斜面底端,那【例 11】一 水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图 4 23 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 D 图 4 231 2 2gtv0tAtan B2tan C.1 tan D.12tan v0 gttan . 故有解析设小球的初速度为v0,飞行时间为t . 由速度三角形可得1 2 tan ,答案为 D. V O【例 12】如
17、右图,小球被悬挂在距离地面A 的高度处,有一水平放置的手枪指向小球射击,枪口与的距离为,假如在发射子弹时,小 P 球同时下落,争论子弹的速度至少多大时,才能击中小球;答案:由于子弹在竖直方向上和小球同时做自由落体运动,即在同一时刻,二者在同名师归纳总结 一水平线上,所以,只要子弹的水平射程XS 即可;第 7 页,共 17 页由 H=1/2gt2得, t=2H/g ;即 V otS V oSg/2H - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载故子弹的速度至少为 Sg/2H 时,才能击中小球;【例 13】2022江苏 6如图 19 所示,相距
18、l 的两小球 A、B 位于同一高度hl、h 均为定值 将 A 向 B 水平抛出的同时,B 自由下落A、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,就 图 19 A A、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度BA、B 在第一次落地前如不碰,此后就不会相碰CA、B 不行能运动到最高处相碰DA、B 肯定能相碰答案 AD 解析 由题意知 A 做平抛运动, 即水平方向做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动;B 为自由落体运动,A、B 竖直方向的运动相同,二者与地面碰撞前运动时间 t1相同,且t12hg,如第一次落地前相碰,只要满意 A 运动
19、时间 tl v l t1,所以选项 A正确;由于 A、B 在竖直方向的运动同步,始终处于同一高度,且 A 与地面相碰后水平速度不变,所以 A 肯定会经过 B 所在的竖直线与 B 相碰碰撞位置由 A 的初速度打算,应选项 B、C 错误,选项 D 正确【例 14】如图 8 所示,一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O 点水平飞出,经过 3 s落到斜坡上的 A 点已知 O 点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角 37,运动员的质量 m50 kg. 不计空气阻力 sin 37 0.6,cos 37 0.8;g 取 10 m/s 2求:1A 点与 O 点的距离 L;图 8 2运动员离开 O 点时的速度大小
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