第16讲 斜面上的平抛运动模型及类平抛运动模型-2023届高三物理高考复习101微专题模型精讲精练

第16讲 斜面上的平抛运动模型及类平抛运动模型 一.知识总结 斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型，在解答这类问题时除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。 1．从斜面上某点水平抛出，又落到斜面上的平抛运动的五个规律（推论） (1)位移方向相同，竖直位移与水平位移之比等于斜面倾斜角的正切值。 (2)刚落到侧面时的末速度方向都平行，竖直分速度与水平分速度(初速度)之比等于斜面倾斜角正切值的2倍。 (3)运动的时间与初速度成正比。 (4)位移与初速度的二次方成正比。 (5)当速度与斜面平行时，物体到斜面的距离最远，且从抛出到距斜面最远所用的时间为平抛运动时间的一半。 2．常见的模型 模型 方法 分解速度，构建速度三角形，找到斜面倾角θ与速度方向的关系 分解速度，构建速度的矢量三角形 分解位移，构建位移三角形，隐含条件：斜面倾角θ等于位移与水平方向的夹角 基本 规律 水平：vx＝v0 竖直：vy＝gt 合速度： v＝ 方向：tanθ＝ 水平：vx＝v0 竖直：vy＝gt 合速度： v＝ 方向：tanθ＝ 水平：x＝v0t 竖直：y＝gt2 合位移： s＝ 方向：tanθ＝ 运动 时间 由tanθ＝＝得t＝ 由tanθ＝＝得t＝ 由tanθ＝＝得t＝ 3.类平抛运动模型 （1）模型特点： 物体受到的合力恒定，初速度与恒力垂直，这样的运动叫类平抛运动。如果物体只在重力场中做类平抛运动，则叫重力场中的类平抛运动。学好这类模型，可为电场中或复合场中的类平抛运动打基础。 （2）.类平抛运动与平抛运动的区别 做平抛运动的物体初速度水平，物体只受与初速度垂直的竖直向下的重力，a＝g； 做类平抛运动的物体初速度不一定水平，但物体所受合力与初速度的方向垂直且为恒力，a＝。 （3）求解方法 (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。 (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a分解为ax、ay，初速度v0分解为vx、vy，然后分别在x、y方向上列方程求解。　　　 （4）求解类平抛运动问题的关键 (1)对研究对象受力分析，找到物体所受合力的大小、方向，正确求出加速度。 (2)确定是研究速度，还是研究位移。 (3)把握好分解的思想方法，例题中研究位移，把运动分解成沿斜面的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动，然后将两个方向的运动用时间t联系起来。 二.例题精讲 题型一：分解速度 例1．如图所示，以10m/s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θ＝30°的斜面上，g取10m/s2，这段飞行所用的时间为（　　） A．s B．s C．s D．2s 【解答】解：物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为θ的斜面上时，把物体的速度分解如图所示，tanθ 代入数据解得：ts； 故ABD错误，C正确； 故选：C。 题型二：分解位移 例2．如图所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（重力加速度为g）（　　） A．v0tanθ B． C． D． 【解答】解：小球到达斜面的位移最小，可知位移的方向与斜面垂直，如图所示， 根据几何关系有：， 解得飞行的时间：t，故D正确，A、B、C错误。 故选：D。 题型三：分解速度与分解位移相结合 例3．如图所示，小球由倾角为45°的斜坡底端P点正上方某一位置Q处自由下落，下落至P点的时间为t1，若小球从同一点Q处以速度v0水平向左抛出，恰好垂直撞在斜坡上，运动时间为t2，不计空气阻力，则t1：t2等于（　　） A．1：2 B．：1 C．1： D．1： 【解答】解：小球做平抛运动时，恰好能垂直落在斜坡上，有： tan45° 又 vy＝gt2，则得 t2 又 水平位移 s＝v0t2 竖直位移 hQgt22 由上得到： 小球做自由落体运动时，由几何关系可知小球下落的高度为： hQ+sgt12 联立以上各式解得：．故B正确，A、C、D错误。 故选：B。 题型四：类平抛运动 例（多选）4．如图所示，一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h．现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下面说法中正确的是（　　） A．小球的运动轨迹为抛物线 B．小球的加速度为gsinθ C．小球到达B点的时的速度为 D．小球到达B点时小球的水平位移为 【解答】解：A、小球受重力和支持力两个力作用，合力沿斜面向下，与初速度垂直，做类平抛运动，轨迹为抛物线。故A正确。 B、根据牛顿第二定律知，小球的加速度agsinθ．故B正确。 C、根据机械能守恒定律，则有：，解得：