第10讲 力学中的抛体运动-2023届高三重难点突破十五讲

第十讲 力学中的抛体运动 【基础回顾】 ( 平抛运动：水平方向匀速运动 竖直方向自由落体 斜抛运动：水平方向匀速运动 竖直方向竖直上抛 动能定理分析 运动的分解分析 两种分析方法 ) 【典型例题】 例1.判断下列关于抛体运动的叙述： （1）平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动（ ） （2）平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变（ ） （3）平抛运动的速度大小是时刻变化的（ ） （4）平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小（ ） （5）做平抛运动的物体的速度方向时刻在变化，加速度方向也时刻在变化 ( ) （6）无论平抛运动还是斜抛运动，都是匀变速曲线运动 ( ) （7）做平抛运动的物体，在任意相等的时间内速度的变化量是相同的 ( ) 例2.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、向上、斜向上方向抛出。不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小(　　) A．一样大　　　　　　　 B．水平抛出的最大 C．斜向上抛出的最大 D．斜向下抛出的最大 例3．《愤怒的小鸟》是一款非常流行的游戏。故事也相当有趣，如图甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。该游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，支架高度为h=0.8m，支架到肥猪堡垒的水平距离为=1.6m，不计空气阻力。设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示。若还已知小鸟的质量m＝0.2kg，则在弹出小鸟前弹弓的弹性势能至少是（　　） A．1J B．1.2J C．1.6J D．1.8J 例4.游戏“愤怒的小鸟”中，通过调节发射小鸟的力度和角度去轰击肥猪的堡垒，现将其简化为图乙的模型，小鸟从离地高度为h=2m处用弹弓弹出,初速度为5m/s斜向上且水平方向成α=37o角，处于地面上的肥猪的堡垒到抛出点的水平距离为L=4m，不考虑其他作用,取地面为零势面,将小鸟和堡垒均视为质点； （1）小鸟在空中运动的时间t； （2）小鸟到最高点时的速度v1； （3）小鸟落地时的速度v2； （4）若小鸟的质量为m，写出小鸟从开始到上升到最高点的过程中重力势能变化量的表达式（用、α、m）； （5）若α=0°，则要想击中目标，初速度应满足的条件。 【要点再练】 1.小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上。假设三个石子质量相同，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　） A． 沿轨迹3运动的石子落水时速度最小 B．三个石子在最高点时速度相等 C.小孩抛出时对三个石子做的功相等 D.沿轨迹3运动的石子在落水时重力的功率最大 2．如图所示，某探究小组的同学们利用课外活动时间在一起做探究实验：将一物块放在光滑水平面上，用一水平恒力F拉物块。第一次水平恒力F作用时间t，第二次作用时间2t（水平恒力作用期间物块未离开水平面）。第一次物块离开水平面后落在地面上P点，则（　　） A．第二次物块仍落在P点 B．第二次物块落地瞬间重力的功率大 C．第二次物块平抛过程重力的冲量大 D．第二次物块落在地面上原水平位移的2倍处 3．若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出，网球击中D点；另一运动员将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同。忽略空气阻力，则（　　） A．网球在两个过程中飞行时间相等 B．网球在后一个过程中击中D点时速度较大 C．运动员在两个过程中对网球所做功可能相等 D．网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大 4．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，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点的时间等于由b点运动到d点的时间 5.高度为d的仓库起火，现需要利用仓库前方固定在地面上的消防水炮给它灭火。如图所示，水炮与仓库的距离为d，出水口的横截面积为S。喷水方向可自由调节，功率也可以变化，火势最猛的那层楼窗户上、下边缘离地高度分别为0.75d和0.25d，（要使灭火效果最好）要求水喷入时的方向与窗户面垂直，已知水炮的效率为η，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，忽略水炮离地高度。 （1）若水从窗户上边缘进入，求进入时的速度大小； （2）若水从窗户下边缘进入，求进入时的速度大小； （3）求从何处进入时水炮功率最