内容正文:
习题课1 平抛运动的三类模型
平抛运动与斜面结合模型
[知识贯通]
1.模型构建
eq \a\vs4\al(两类与斜面结合的平抛运动)
(1)物体从斜面上某一点水平抛出以后又重新落在斜面上,此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。
(2)做平抛运动的物体垂直打在斜面上,此时物体的合速度与竖直方向的夹角等于斜面的倾角。
已知信息 实例 处理思路
速度方向 垂直打到斜面上的平抛运动 (1)确定速度与竖直方向的夹角θ,画出速度分解图。
(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析vx、vy。
(3)根据tan θ= 列式求解。
位移方向 从斜面上一点水平抛出后落回在斜面上的平抛运动 (1)确定位移与水平方向的夹角θ,画出位移分解图。
(2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析x、y。
(3)根据tan θ= 列式求解。
2.求解思路
eq \f(vx,vy)
eq \f(y,x)
[集训联通]
eq \a\vs4\al([典例1]) [多选]如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta小球恰好落在斜面底端P处;今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点q处。若不计空气阻力,下列关系式正确的是 ( )
A.va=vb
B.va=eq \r(2)vb
C.ta=tb
D.ta=eq \r(2)tb
[解析] 做平抛运动的小球的运动时间由竖直方向的高度决定,即t=eq \r(\f(2h,g)),从a处抛出的小球下落的高度是从b处抛出的小球的2倍,有ta=eq \r(2)tb,选项C错误,D正确;水平方向的距离由下落的高度和初速度共同决定,即x=v0eq \r(\f(2h,g)),由题意得从a处抛出的小球的水平位移是从b处抛出的小球的2倍,可知va=eq \r(2)vb,选项A错误,B正确。
[答案] BD
eq \a\vs4\al([即时训练])
1.(2019·威海高一检测)如图所示,在斜面顶端
的A点以速度v平抛一小球,经t1时间落到斜
面上B点处,若在A点将此小球以速度0.5 v水平抛出,经t2
落到斜面上的C点处,以下判断正确的是 ( )
A.t1∶t2=4∶1
B.AB∶AC=4∶1
C.AB∶AC=2∶1
D.t1∶t2=eq \r(2)∶1
解析:平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值tan θ=eq \f(y,x)=eq \f(\f(1,2)gt2,v0t)=eq \f(gt,2v0),则t=eq \f(2v0tan θ,g)。知运动的时间与初速度成正比,所以t1∶t2=2∶1;竖直方向上下落的高度h=eq \f(1,2)gt2,知竖直方向上的位移之比为4∶1;斜面上的距离s=eq \f(h,sin θ),知AB∶AC=4∶1,故B正确,A、C、D错误。
答案:B
2.一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
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 θ
B.2tan θ
C.eq \f(1,tan θ)
D.eq \f(1,2tan θ)
解析: 如图所示,设小球抛出时的初速度为v0,运动时间为t,则vx=v0,vy=eq \f(v0,tan θ),vy=gt,
x=v0t,y=eq \f(vy2,2g),联立以上各式得eq \f(y,x)=eq \f(1,2tan θ),D正确。
答案:D
3.如图所示,水平面上固定一个斜面,从斜面
顶端向右平抛一只小球,当初速度为v0时,
小球恰好落到斜面底端,飞行时间为t0。现用不同的初速度v
从顶端向右平抛这只小球,以下能正确表示平抛的飞行时间t
随v变化的关系是 ( )
解析:当小球落在斜面上时,有:tan θ=eq \f(h,x)=eq \f(\f(1,2)gt2,vt)=eq \f(gt,2v),解得:t=eq \f(2vtan θ,g),与速度v成正比。当小球落在地面上,根据h=eq \f(1,2)gt2,解得:t=eq \r(\f(2h,g)),可知运动时间不变。所以t与v的关系图线先是过原点的一条倾斜直线,然后是平行于横轴的直线,故A正确,B、C、D错误。
答案:A
类平抛运动模型
[知识贯通]
1.运动建模
当一种运动和平抛运动特点相似,即合外力恒定且与初速度方向垂直的运动都可以称为类平抛运动。
2.模型特点
3.分析方法
与平抛运动的处理方法一致,将运动分解成沿初速度方向的匀速直线运动和垂直初速度