第五章 课程阶段总结(五)　抛体运动（课件）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（人教版2019）

2022版·物理必修第二册 2022版·物理必修第二册 课程总结（五）抛体运动 　知识体系建构·关键理清 　学科素养提升·整合培优 　一、投掷飞镖 投掷飞镖的靶上共标有10环，第10环的半径最小。现有一靶的第10环的半径为1cm，第9环的半径为2 cm……依次类推。 [例1] 若靶的半径为10 cm，在进行飞镖训练时，当人离靶的距离为5 m，将飞镖对准第10环中心以水平速度v投出，不计空气阻力，g取10 m/s2。则下列说法中正确的是(　　 ) A．当v>50 m/s时，飞镖将射中第8环线以内 B．当v＝50 m/s时，飞镖将射中第5环线 C．若要击中靶子，飞镖的速度v至少为25 eq \r(2) m/s D．若要击中第10环的线内，飞镖的速度v至少为50 eq \r(2) m/s 解析：选C。当v＝50 m/s时，飞镖运动的时间t1＝ eq \f(x,v) ＝0.1 s，则飞镖在竖直方向上的位移y＝ eq \f(1,2) gt12＝0.05 m＝5 cm，飞镖将射中第6环线，当v>50 m/s时，飞镖将射中第6环的线以内，故A、B错误；若要击中靶子，飞镖运动过程中下降的高度不能超过0.1 m，根据h＝ eq \f(1,2) gt2得最长运动时间t2＝ eq \f(\r(2),10) s，则飞镖的速度至少为v＝ eq \f(5,\a\vs4\al(\f(\r(2),10))) m/s＝25 eq \r(2) m/s，C正确； 若要击中第10环的线内，则飞镖运动过程中下降的高度不能超过0.01 m，根据h＝ eq \f(1,2) gt2得，最长运动时间t3＝ eq \f(\r(5),50) s，则飞镖的速度至少为v＝ eq \f(5,\a\vs4\al(\f(\r(5),50))) m/s＝50 eq \r(5) m/s，D错误。 二、排球运动 排球(volleyball)是球类运动项目之一，球场为长方形，中间隔有高网，比赛双方(每方六人)各占球场的一方，球员用手把球从网上空打来打去。 [例2] 排球场总长18 m，网高2 m，如图所示。设对面飞来一球，刚好在3 m线正上方被我方运动员后排强攻击回。假设排球被击回的初速度方向是水平的，可以认为排球被击回时做平抛运动，g取10 m/s2。若击球的高度h=2.5 m，球击回的水平速度与底线垂直，球既不能触网又不能出底线或压线，则球被击回的水平速度应在什么范围内? 解析：如图所示,设球刚好触网,此过程球的水平射程x1=3 m 球下落高度∆h=h－h1=(2.5－2) m=0.5 m，竖直方向∆h=gt12 所以球飞行时间t1== s，水平方向x1=v1t1，得v1==3 m/s； 设球恰好落在底线上,此过程球的水平射程x2=12 m，球下落高度h=2. 5 m，竖直方向h=gt22，球飞行时间t2=== 水平方向x2=v2t2，得v2= =12 m/s。 欲使球既不触网也不出底线或压线，则球被击回时的水平速度应满足： 3 m/s<v0<12 m/s。 答案：3 m/s<v0<12 m/s 三、单板滑雪 单板滑雪场地为U形滑道，比赛时运动员在U形滑道内边滑行边利用滑道做各种旋转和跳跃动作。 [例3] 单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM＝10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 72.8°＝0.96，cos 72.8°＝0.30。求： (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 解析： (1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得v1＝vM sin 72.8° ①，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得mg cos 17.2°＝ma1 ②，由运动学公式得d＝ eq \f(v12,2a1) ③，联立①②③式，代入数据得d＝4.8 m ④； (2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规律得v2＝vM cos 72.8° ⑤，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得mg sin 17.2°＝ma2 ⑥，设腾空时间为t，由运动学公式得t＝ eq \f(2v1,a1) ⑦，L＝v2t＋ eq \f(1,2) a2t2 ⑧，联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得L＝12 m