第17讲 平抛运动中的临界问题- 《知识提炼 能力训练》2023-2024学年高一物理必修第二册同步讲解

第十七讲 平抛运动中的临界问题 一、知识导航 处理平抛运动中的临界问题要抓住两点 (1)找出临界状态对应的临界条件． (2)要用分解速度或者分解位移的思想分析平抛运动中的临界问题． 二、典例剖析 命题点1　用极端分析法分析临界问题 1.如图所示，排球场总长为18 m，设球网高度为2 m，运动员站在离网3 m的线上(图中虚线所示)正对网前跳起将球水平击出．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2) (1)设击球点在3 m线正上方高度为2.5 m处，试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不越界？ (2)若击球点在3 m线正上方的高度小于某个值，那么无论击球的速度多大，球不是触网就是越界，试求这个高度． 命题点2　用对称法分析临界问题 2.一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出．第一只球飞出时的初速度为v1，落在自己一方场地上后，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点处．如图所示，第二只球飞出时的初速度为v2，直接擦网而过，也落在A点处．设球与地面碰撞时没有能量损失，且不计空气阻力，求： (1)网球两次飞出时的初速度之比v1∶v2； (2)运动员击球点的高度H与网高h之比H∶h. 3.如图，从半径为R＝1 m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4 s小球落到半圆上．已知当地的重力加速度g＝10 m/s2，则小球的初速度v0可能为(　　) A．1 m/s B．2 m/s C.3 m/s D．4 m/s 4.(2019·课标卷Ⅰ，18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是(　　) A.＜v＜L1 B.＜v＜ C.＜v＜ D.＜v＜ 5．(2018·山东师大附中高三模拟)如图所示，A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，A在竖直平面内运动，落地点为P1；B沿光滑斜面运动，落地点为P2，P1和P2在同一水平面上，不计阻力，则下列说法正确的是(　　) A．A、B的运动时间相同 B．A、B沿x轴方向的位移相同 C．A、B运动过程中的加速度大小相同 D．A、B落地时速度大小相同 6.(2018·山东烟台高三期中)如图所示，斜面倾角为θ，从斜面上的P点以v0的速度水平抛出一个小球，不计空气阻力，当地的重力加速度为g，若小球落到斜面上，则此过程中(　　) A．小球飞行时间为 B．小球的水平位移为 C．小球下落的高度为 D．小球刚要落到斜面上时的速度方向可能与斜面垂直 7．(2018·山东淄博一中高三上学期期中)如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为45°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则A、B到达C点的速度之比为(　　) A．2∶1 B．1∶1 C.∶ D．∶2 8.一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m，一小球以水平速度v飞出，g取10 m/s2，欲打在第四台阶上，则v的取值范围是(　　) A. m/s<v≤2 m/s B．2 m/s<v≤3.5 m/s C. m/s<v< m/s D．2 m/s<v< m/s 9．一带有乒乓球发射机的乒乓球台水平台面的长是宽的2倍，中间球网高h，发射机安装于台面左侧边缘的中点，发射点的高度可调，发射机能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，不计空气阻力，当发射点距台面高度为3h且发射机正对右侧台面的外边角以速度v1发射时，乒乓球恰好击中边角，如图所示；当发射点距台面高度调为H且发射机正对右侧台面以速度v2发射时，乒乓球恰好能过球网且击中右侧台面边缘，则(　　) A.＝，＝ B．＝，＝ C.＝，＝ D．＝，＝ 10.如图所示，在距地面高为H＝45 m处，有一小球A以初速度v0＝10 m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计(取g＝10 m/s2)．下列说法正确的是(　　) A．小球A落地时间为3 s B．物块B运动时间为3 s C．物块B运动12.5 m后停止 D．A球落地时，A、B相距17.5 m 三、课堂练习 1.为践行新形势下的强军目标，在某次军事演习中，水平匀速飞行的无人机在斜坡底端A的正上方投弹，炸弹垂直击中倾角θ＝37°、长L＝300 m的斜坡的中点P，如图所示，若sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10