内容正文:
第2讲 抛体运动
本讲关联考题
试题命制情境
本讲考情分析
2021·河北卷,T2
平抛运动和竖直上抛运动的对比应用
(学习探索问题情境)
抛体运动是生活中常见的运动形式,也是运动的合成与分解的具体应用,是高考必考内容。单独命题多考查抛体运动的基本规律,题型多为选择题,难度中等;平抛运动与其他知识的综合,多与生产、生活、科技相结合,常以计算题形式命题,考查学生应用规律解决实际问题的能力。
2021·广东卷,T9
以战士在山头投掷手榴弹为背景考查平抛运动的基本规律(生活实践问题情境)
2021·山东卷,T11
以载有物资的热气球将物资水平投出为背景考查平抛运动和类平抛运动的基本规律(生活实践问题情境)
2021·山东卷,T16
以海鸥将外壳坚硬的鸟蛤从空中丢下为背景考查平抛运动的应用(生活实践问题情境)
2020·山东卷,16
以单板滑雪U型池比赛为背景考查斜抛运动的应用
(生活实践问题情境)
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的匀变速曲线运动,其运动轨迹是抛物线。
3.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自由落体运动。
4.基本规律
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θ的正切值
tan θ==
合位移
大小
s=
方向
与水平方向夹角α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.研究方法:
斜抛运动可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。
(1)水平方向:v0x=v0cos θ,F合x=0;
(2)竖直方向:v0y=v0sin θ,F合y= mg。
1.一架投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空水平匀速飞行,从飞机上每隔1 s投下1包救援物资,先后共投下4包。若不计空气阻力,则4包物资落地前( C )
A.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点不是等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线,它们的落地点不是等间距的
解析:匀速飞行的飞机上落下的物资做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,且与飞机的速度相同,因此,4包物资在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直线,因各物资落地间隔时间相等,则落地点是等间距的,故C正确,A、B、D错误。
2.
(2021·江苏新高考适应性考试)某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的( B )
A. B. C. D.
解析:由题意可知,水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为原来的,则有h=gt2,得t=,所以时间变为实际的,则水流出的速度v=,由于水平位移变为实际的,时间变为实际的,则水流出的速度为实际的,故选项B正确。
考点一 平抛运动基本规律的应用
1.平抛(类平抛)运动所涉及物理量的特点
物理量
公式
决定因素
飞行时间
t=
取决于下落高度h和重力加速度g,与初速度v0无关
水平射程
x=v0t=v0
由初速度v0、下落高度h和重力加速度g共同决定
落地速度
v=
=
与初速度v0、下落高度h和重力加速度g有关
2.平抛运动的两个重要推论
(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,如图中A点和B点所示,即xB=。
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任意位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tan θ=2tan α。
[例1] (2020·江苏卷,8)(多选)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,则( AD )
A.A和B的位移大小相等
B.A的运动时间是B的2倍
C.A的初速度是B的
D.A的末速度比B的大
解析:由题意可知,落地后,小球A的位移大小为sA===l,小球B的位移大小为sB===l,显然小球A、B的位移大小相等,A正确;小球A的运动时间为tA==,小球B的运动时间为tB==,则tA∶tB=∶1,B错误;小球A的初速度为vxA===,小球B的初速度为vxB===,则vA∶vB=1∶2,C错误;落地瞬间,