第四章 第2节 抛体运动的规律及应用-【导与练】2022高考物理一轮总复习教师用书word（人教版）山东专用

第2节　抛体运动的规律及应用 高考视角 1.平抛运动的规律及应用,为高考必考内容,多以选择题形式命题。 2.通过本节内容的学习可以提高同学们通过将实际问题转化为物理模型的能力,以及应用数学知识解决物理问题的能力。 3.本节主要内容包括:平抛运动的分析方法和规律应用、多体平抛运动问题、斜面上的抛体运动、平抛运动的临界和极值问题。 一、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匀变速直线运动。 5.基本规律(如图所示) 分析思路 过程展示 “化曲为直” 思想——运动 的合成与分解 水平方向 vx=v0,x=v0t 竖直方向 vy=gt,y=gt2 合速度 大小 v== 方向 与水平方向夹角的正切值 tan θ== 合位移 大小 s= 方向 与水平方向夹角的正切值 tan α== 二、斜抛运动 1.定义:将物体以初速度v0沿斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动。 2.性质:加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线。 3.研究方法 斜抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动。 在排球比赛中,你是否曾为排球下网或者出界而感到惋惜?如果运动员沿水平方向击球,在不计空气阻力的情况下,要使排球既能过网,又不出界, (1)需要考虑哪些因素? (2)如何估算球落地时的速度大小? 答案:(1)击球高度、击球速度。 (2)根据击球高度求出落地时的竖直分速度,再由初速度求出合速度。 1.(2020·山西太原模拟)(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,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,关于该实验,下列说法正确的有(　BC　) A.两球的质量应相等 B.两球应同时落地 C.应改变装置的高度,多次实验 D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 解析:小锤打击弹性金属片后,A球做平抛运动,B球做自由落体运动。A球在竖直方向上的运动情况与B球相同,做自由落体运动,因此两球同时落地。实验时,需A、B两球从同一高度开始运动,对质量没有要求,但两球的初始高度应该有变化,实验时要进行3～5次得出结论。本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质,故选项B、C正确,A、D错误。 2.(2020·河南部分重点中学联考)某同学玩飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出时的初速度va>vb,不计空气阻力,则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是(　A　) 解析:两只飞镖a、b都做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则有x=v0t,它们的水平位移大小相等,由于va>vb,所以运动时间关系为ta<tb,由h=gt2知ha<hb,所以插在竖直靶上时a在b的上面,选项C、D错误; 设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与水平方向的夹角为α,则tan α=,因为va>vb,ta<tb,所以有αa<αb,选项A正确,B错误。 3.(2020·广东揭阳模拟)如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,|AB|=2|AD|=2|AA1|,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同方向水平抛出,落点都在A1B1C1D1范围内(包括边界)。不计空气阻力,以A1B1C1D1所在水平面为重力势能参考平面,则小球(　C　) A.抛出速度最大时落在B1点 B.抛出速度最小时落在D1点 C.从抛出到落在B1D1线段上任何一点所需的时间都相等 D.以上说法均错误 解析:由于小球抛出时离地高度相等,故各小球在空中运动的时间相等,则可知水平位移越大,抛出时的速度越大,故落在C1点的小球抛出速度最大,落点靠近A1点的小球速度最小,故A、B、D错误,C正确。 4.如图所示,从地面上A点以初速度v0斜抛一质量为m的小球,小球落至水平地面上的B点,不计空气阻力。则下列说法中正确的是(　B　) A.若仅增加质量m,小球将落至B点左侧 B.若仅增大初速度v0的大小,小球将落至B点右侧 C.若仅增加质量m,小球在空中运动的时间将变短 D.若仅增大抛射角θ,小球一定落到B点右侧 解析:小球做斜抛运动,只受重力,运动情况与质量无关,故A错误;小球水平方向上做匀速直线运动,vx=v0cos θ,x=vxt。竖直方向上做竖直上抛运动,vy=v0sin θ,t==, 小球在空中运动的时间与质量无关,水平位移x=,增大初速度v0的大小,小球落到B点右侧,仅增大抛射角θ,水平位移不一定变大