内容正文:
平抛运动常见题型总结(一)
类型一、平抛运动的基本规律
1.性质:平抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
2.研究方法:运动的合成与分解
(1)水平方向:匀速直线运动。
(2)竖直方向:自由落体运动。
3.基本规律(如图)
(1)速度
合速度的大小
设合速度的方向与水平方向的夹角为θ,有
(2)位移
合位移的大小
设合位移的方向与水平方向的夹角为α,有
(3)三个重要结论:①合速度方向与水平方向的夹角θ和合位移方向与水平方向的夹角α的关系,tan θ=2tan α。
②做平抛(或类平抛)运动的物体任一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,即xOC=。
③速度变化:平抛运动是匀变速曲线运动,故在相等的时间内,速度的变化量(Δv=gΔt)相等,且必沿竖直方向,如图所示。任意两时刻的速度与速度的变化量Δv构成三角形,Δv沿竖直方向。
例题1.如图所示,某一小球以v0=10 m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计,g=10 m/s2).以下判断中正确的是( )
A.小球经过A、B两点间的时间t=s
B.小球经过A、B两点间的时间t=1 s
C.A、B两点间的高度差h=10 m
D.A、B两点间的高度差h=15 m
解析:根据平行四边形定则知 vyA=v0=10 m/s
vyB=v0tan 60°=v0=10m/s
则小球由A到B的时间间隔
故AB错误;
CD.A、B的高度差
练习:
1.如图所示,从地面上方某点将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出。小球经过1s落地。不计空气阻力,取g=10m/s2,则可求出( )
A.小球抛出时离地面的高度是5m
B.小球从抛出点到落地点的水平距离是20m
C.小球落地时速度的大小是20m/s
D.小球落地时速度的方向与水平地面成60°角
2.一小球从某高处以初速度水平抛出,落地时与水平地面夹角为,不计空气阻力,则小球在空中运动的时间为( )
A. B. C. D.
3.物体以的速度水平抛出,当其竖直分位移与水平分位移大小相等时,下列说法中不正确的是( )
A.运动时间为 B.瞬时速度的大小为
C.竖直分速度是水平分速度2倍 D.运动位移的大小为
4.以速度v0水平抛出一球,某时刻其竖直分速度等于水平分速度,则下列判断不正确的是( )
A.此时竖直分位移等于水平分位移的一半 B.此时球的速度大小为2v0
C.球运动的时间为 D.球运动的位移是
5.某人在距地面某一高处以初速度v0水平抛出一物体,落地速度大小为2v0,重力加速度为g,不计空气阻力,则它在空中的飞行时间及抛出时距地面的高度分别为( )
A., B., C., D.,
6.如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达一竖直墙面时,速度与水平方向的夹角为θ。不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.小球水平抛出时的初速度大小为gtcotθ
B.小球到达竖直墙时的速度大小为gtcosθ
C.小球在时间t内的位移大小为
D.小球在时间t内的位移方向与水平方向的夹角为
类型二、 打网球(临界问题)
常见问题:离网距离一定,正对网前将球垂直与网击出,击球速度在什么范围,球既不触网,也不出界
特点:1. 已知平抛运动部分参数 2. 求恰好触网的速度
重点强调:1.确定临界状态并画轨迹示意图 2.运用平抛运动位移公式求解
例题1.2019年女排世界杯,中国女排以十一连胜夺冠。如图所示为排球比赛场地示意图, 其长度为L,宽度s,球网高度为h。现女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球, 发球点高度为1.5h,排球做平抛运动(排球可看做质点,忽略空气阻力),重力加速度为g,则排球( )
A.能过网的最小初速度为
B.能落在界内的最大位移为
C.能落在界内的最大末速度为
D.能过网而不出界的最大初速度为
解析:A.排球做平抛运动,能过网的最小初速度为v1,此种情况下,水平方向
竖直方向
联立解得 故A正确;
BD.排球过网而不出界的最大初速度为v2,此种情况下,排球落到对角线的顶点处,水平位移
竖直方向
解得
能落在界内的最大位移
排球做平抛运动,落地时竖直分速度
能落在界内的最大末速度 故BCD错误。故选A。
练习:
1.如图所示,球网高出桌面H,网到桌边的距离为L,某人在乒乓球训练中,从左侧处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧边缘,设乒乓球的运动为平抛运动,下列判断正确的是( )
A.击球点的高度与网高度