内容正文:
考点16 抛体运动
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
平抛运动
2023·湖北卷·T14
2023·广东卷·T15
2022·广东卷·T6
2022·北京卷·T17
2021·山东卷·T11
2021·山东卷·T16
2020·全国卷Ⅱ·T16
2020·江苏卷·T8
2020·浙江1月选考·T5
斜抛运动
2023·湖南卷·T2
2023·江苏卷·T15
2022·山东卷·T11
2021·浙江1月选考·T9
2020·山东卷·T16
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:平抛运动的规律及应用,斜抛运动的规律及应用,抛体运动与能量相结合的问题是高考的高频考点。
【备考策略】
1.掌握平抛运动的规律,学会运用运动的合成与分解处理类平抛、斜抛运动问题.
2.学会处理斜面或圆弧面约束下的平抛运动问题.
3.会处理平抛运动中的临界、极值问题.
【命题预测】
抛体运动与能量相结合的问题仍今后是高考的高频考点。还要注意抛体运动与生活实际相结合问题。
考向1 平抛运动的规律及应用
平抛运动
1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,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,运动轨迹是抛物线.
3.研究方法:化曲为直
(1)水平方向:匀速直线运动;
(2)竖直方向:自由落体运动.
4.基本规律
如图,以抛出点O为坐标原点,以初速度v0方向(水平方向)为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,建立平面直角坐标系xOy.
5.关于平抛运动必须掌握的四个物理量
物理量
相关分析
飞行时间(t)
t= ,飞行时间取决于下落高度h,与初速度v0无关
水平射程(x)
x=v0t=v0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关
落地速度(v)
v==,以θ表示落地时速度与水平方向间的夹角,有tan θ==,所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关
速度的改变量(Δv)
因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt相同,方向恒为竖直向下,如图所示
6.平抛运动的两个重要推论
(1)做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,如图甲所示。其推导过程为tan θ===。
(2)做平抛运动的物体在任一时刻任一位置处,设其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。如图乙所示。其推导过程为tan θ====2tan α。
(多选)(2021·广东·高考真题)长征途中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡销的山头,居高临下向敌方工事内投掷手榴弹,战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹,手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h,在空中的运动可视为平抛运动,轨迹如图所示,重力加速度为g,下列说法正确的有( )
A.甲在空中的运动时间比乙的长
B.两手榴弹在落地前瞬间,重力的功率相等
C.从投出到落地,每颗手榴弹的重力势能减少
D.从投出到落地,每颗手榴弹的机械能变化量为
(2023·安徽合肥·合肥一六八中学校考模拟预测)如图所示,在立方体的塑料盒内,其中AE边竖直,质量为m的带正电小球(可看作质点),第一次小球从A点以水平初速度沿AB方向抛出,小球在重力作用下运动恰好落在F点。M点为BC的中点,小球与塑料盒内壁的碰撞为弹性碰撞,落在底面不反弹。则下列说法正确的是( )
A.第二次将小球从A点沿AM方向,以的水平初速度抛出,撞上FG的中点
B.第二次将小球从A点沿AM方向,以水平初速度抛出,落在H点
C.若又在空间增加沿AD方向的匀强电场,第三次将小球从A点沿AB方向水平抛出,要使小球落在G点初速度为v0
D.若又在空间增加沿AD方向的匀强电场,第三次将小球从A点沿AB方向水平抛出,要使小球落在G点电场力大小为2mg
考向2 与斜面或圆弧面有关的平抛运动
与斜面或圆弧面有关的平抛运动
已知条件
情景示例
解题策略
已知速度方向
从斜面外平抛,垂直落在斜面上,如图所示,已知速度的方向垂直于斜面
分解速度tan θ==
从圆弧形轨道外平抛,恰好无碰撞地进入圆弧形轨道,如图所示,已知速度方向沿该点圆弧的切线方向
分解速度tan θ==
已知位移方向
从斜面上平抛又落到斜面上,如图所示,已知位移的方向沿斜面向下
分解位移tan θ===
在斜面外平抛,落在斜面上位移最小,如图所示,已知位移方向垂直斜面
分解位移tan θ===
利用位移关系
从圆心处水平抛出,落到半径为R的圆弧上,如图所示,已知位移大小等于半径R
从与圆心等高的圆弧上水平抛出,落到半径为R的圆弧上,如图所示