第一板块 专题三 主题一 抛体运动常见的四类落点问题（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

力与曲线运动 专题三 力与曲线运动专题包含抛体运动、圆周运动、天体运动三个方面的考查主题。抛体运动部分重点考查抛体运动的特点、规律及其处理方法，命题多与生活、体育、军事等实际相联系。圆周运动知识的考查，命题多集中在圆周运动规律的应用及与生活、生产相联系，涉及有关物理量的临界和极值状态求解；竖直平面内的圆周运动常与平抛运动相结合，综合能量知识命题；匀速圆周运动结合磁场相关知识命题是考查热点，历年均有相关选择题或计算题出现。天体运动部分多以航空航天科技为背景，考查牛顿运动定律与万有引力定律的理解与应用，通常以选择题的形式出现，难度中等。 　本专题共设计3个教学主题，建议用时2课时 主题一　抛体运动常见的四类落点问题 [例1]　(2023·常州高三9月检测)如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则(　 ) A．a的飞行时间比b的长 B．b和c的飞行时间不相同 C．b的初速度比c的大 D．a的初速度比b的小 类型1　落点在水平面上 [答案]　C [思维建模]　“化曲为直”思想的应用 用“化曲为直”的思想处理平抛运动中落点在水平面上的问题时，将研究对象抽象为质点平抛运动模型，处理平抛运动的基本方法是运动的分解(“化曲为直”)。即： 同时又要注意合运动与分运动的独立性、等时性。 类型2　落点在竖直平面上 [例2]　(2023·苏州高三调研)如图所示，小 明同学将一枚飞镖从高于靶心的位置A点水平 投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正 上方。已知飞镖的质量为m，抛出时的初速度为v0，A点与靶心的竖直高度差为h，与靶盘的水平距离为x，过程中空气阻力不计。若仅改变上述中的一个物理量，能使飞镖命中靶心的是(　 ) A．增大x　　　　　　 B．增大h C．增大m D．增大v0 [答案]　A [思维建模]　“平抛运动”落点在竖直面上的三种模型 续表 [例3]　如图所示，一小球在斜面的顶端以初速度v0水平抛出，最后落到斜面上。已知斜面的倾角为α，小球的质量为m，重力加速度为g。求： (1)小球落到斜面时速度的大小及速度的方向与水平面夹角的正切值。 (2)小球离斜面最远时的速度大小和运动时间。 类型3　落点在斜面上 [变式1]　 在上述[例3]的基础上改变情境：让小球以速度v0水平抛出后垂直打到斜面上，如图所示，则小球从抛出到打到斜面上经历多长时间？ [一题多变·进阶训练] [变式2]　 在上述[例3]的基础上改变情境：让小球在斜面的顶端以初速度v0垂直斜面斜向上抛出，最后仍落到斜面上。其他条件不变。求： (1)小球落到斜面上时的水平位移和竖直位移。 (2)小球从抛出到离斜面最远时的时间。 (3)小球离斜面最远时的速度大小。 (3)小球离斜面最远时vy＝0，只有沿x轴方向上的速度，则vx＝axt′＝v0tan α。 [思维建模]　平抛运动与斜面结合的三种模型 续表 类型4　落点在曲面上 [例4]　(2023·江苏省淮阴中学测试)如图所示，将一个小球(可视为质点)从半球形坑的边缘A以速度v0沿直径方向水平抛出，落在坑壁某点B，忽略空气阻力。对A到B的过程，下列说法正确的是(　 ) A．v0越大，小球运动时间越长 B．v0越大，小球运动位移越大 C．v0越大，小球运动加速度越大 D．v0取适当值，小球可能垂直坑壁落入坑中 知，位移越大，综上所述，v0越大，小球运动位移越大，故B项正确；根据题意可知，小球做平抛运动，加速度为重力加速度，大小与初速度无关，故C项错误；若小球垂直坑壁落入坑中，则小球落地速度的方向沿半径方向，由几何关系可知，此时，速度与水平方向的夹角等于位移与水平方向夹角的2倍，由平抛运动规律可知，落地速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角的正切值的2倍，相互矛盾，则无论v0为何值，小球都不可能垂直坑壁落入坑中，故D项错误。 [解析]　根据t＝，可知，a的飞行时间比b的短，但是a的水平位移比b的大，根据v＝，可知，a的初速度比b的大，A、D项错误；根据t＝，可知，b和c的飞行时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，可知b的初速度比c的大，B项错误，C项正确。 [解析]　根据水平方向x＝v0t，竖直方向h＝gt2，水平距离增大，初速度不变，则飞镖在空中的时间增大，竖直方向下落的高度增大，飞镖能打在靶心，故A项正确；根据水平方向x＝v0t，竖直方向h＝gt2，水平距离不变，初速度不变，则下落的时间不变，竖直下落的距离不变，但A点与靶心的竖直高度差增大，飞镖将不会 打在靶心，故B项错误；平抛运动的规律与飞镖的质量无关，换用质量稍大的飞镖，飞镖命中的位置不变，故C项错误；根据水平方向x＝v0t，竖直方向h＝gt2，水平距离不变，增大