专题1 平抛运动规律的应用-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第二册人教版（2019）

专题1　平抛运动规律的应用 　 探究一 与斜面有关的平抛运动问题 平抛运动与斜面的综合问题的分析方法。 已知 情况 实例 处理方法或思路 情境图 垂直打在斜面上的平抛运动 (1)画速度分解图,确定速度与竖直方向的夹角; (2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析vx、vy; (3)根据 tan θ=列方程求解 速度与竖直方向的夹角为θ 从斜面上水平抛出后又落在斜面上的平抛运动 (1)确定位移与水平方向的夹角θ,画出位移分解图; (2)根据水平方向和竖直方向的运动规律分析x、y; (3)根据 tan θ=列方程求解 位移与水平方向的夹角为θ 【例1】　如图所示,在倾角为θ的斜面上的A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球落到斜面上的B点时所用的时间为 (　　) A. B. C. D. 解析　 设小球从抛出至落到斜面上的时间为t,在这段时间内，水平位移和竖直位移分别为x=v0t,y=gt2。如图所示,由几何关系知 tan θ===,解得小球运动的时间t=,B项正确。 答案　B 　　平抛运动的应用中有两类常见问题:一是已知某瞬时的速度(大小或方向),沿水平和竖直方向分解速度,应用运动学规律求解;二是已知自抛出后一段时间内的位移(大小或方向),沿水平和竖直方向分解位移,应用运动学规律求解。如例1中即为已知位移的情形 【针对训练1】　如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点。已知球拍与水平方向的夹角θ=60°,A、B两点间的高度差h=1 m,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则球刚要落到球拍上时速度的大小为 (　　) A.2 m/s B.2 m/s C.4 m/s D. m/s 解析　 球的运动示意图如图所示。根据h=gt2,得t== s= s,竖直分速度vy=gt=10× m/s=2 m/s,根据平行四边形定则知,球刚要落到球拍上时速度的大小v==4 m/s,故C项正确,A、B、D三项错误。 答案　C 探究二 体育运动中的平抛运动 　　平抛运动规律常与体育运动中的某些球类运动相联系,足球有球门(矩形)的限制,乒乓球、排球、网球等都有中间网及边界问题,要求球既能过网,又不能出边界等。在该类问题中对某一物理量(球速、击球高度等)往往要有一定的范围限制,在解答这类问题时,确定临界状态,画好临界轨迹,是解决问题的关键。 【例2】　(多选)在排球比赛中,运动员在靠近后场边线处沿水平方向击球,球飞出的速度方向与后场边线垂直在不计空气阻力的情况下,要使排球既能过网,又不出界,需要考虑的因素有 (　　) A.击球后排球的初速度 B.人的高度 C.网的高度 D.击球点的高度 解析　设网高为h,球场的长度为s,重力加速度为g,排球被发出时击球点的高度为H,水平初速度为v,不计空气阻力且排球可视为质点,示意图如图,排球做平抛运动,有x=vt,y=gt2,排球能过网有x≥,y≤H-h,同理排球不出界,有x≤s,y≥H,可见要保证排球既能过网又不出界,与排球的初速度、击球点的高度、网的高度有关,与人的高度无关,A、C、D三项正确。 答案　ACD 【针对训练2】　(多选)乒乓球在我国有广泛的群众基础,并有“国球”的美誉,中国乒乓球的水平处于世界领先地位。现讨论乒乓球发球问题,已知球台长L、网高h,假设乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。若球在球台边缘O点正上方某高度处以一定的速度被水平发出,如图所示,球恰好在最高点时越过球网,则根据以上信息可以求出 (　　) A.发球的初速度大小v0= B.发球时的高度为h C.球从发出到第一次落在球台上的时间为 D.球从发出到对方运动员接住的时间为3 解析　由于乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力,球恰好在最高点时越过球网,根据对称性可得,发球时的高度即为球网的高度h,故B项正确;从乒乓球发出到第一次接触球台过程为平抛运动,有h=gt2,解得t=,故C项正确;乒乓球的发球速度大小v0==,故A项错误;由于无法确定对方运动员接球的位置,所以不能确定球从发出到对方运动员接住的时间,故D项错误。 答案　BC 　 1.如图所示,A、B两篮球从同一高度同时抛出,在篮筐上方相碰且相碰时速度均水平,则 (　　) A.球A抛出时速度较大 B.球B抛出时速度较大 C.球A在空中运动时间较长 D.球B在空中运动时间较长 解析　篮球从抛出到相碰过程的逆过程为平抛运动,由平抛运动规律可知,竖直方向是自由落体运动,有h=gt2,两球下落相同高度所用时间相同,C、D两项错误;抛出时竖直分速度vy=gt相同