第4章 第2讲 抛体运动(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第四章 曲线运动　万有引力与宇宙航行 第2讲　抛体运动 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。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。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.平抛运动:将物体以一定初速度沿_______方向抛出,物体只在_______作用下的运动。 2.平抛运动的性质:平抛运动是加速度为g的_______曲线运动,运动轨迹为_______。 3.研究方法:化曲为直,可分解为水平方向的__________运动和竖直方向的__________运动。 考点1　平抛运动的规律 水平 重力 匀变速 抛物线 匀速直线 自由落体 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.平抛运动的规律。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)速度关系。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)位移关系。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)平抛运动的加速度方向与速度方向总是垂直的( ) (2)平抛运动的初速度越大,在空中飞行的时间越长( ) (3)相等时间内做平抛运动的物体速度变化总是相同的,且方向一定竖直向下( ) 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.速度改变量: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是相同的,方向恒为竖直向下。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.两个重要的推论。 (1)做平抛运动的物体,在任一位置P(x,y)的瞬时速度的反向延长线与x轴交点A的横坐标为,如图所示。 (2)做平抛运动的物体,在任一位置速度偏向角θ与位移偏向角α的关系为tan θ=2tan α。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　单个物体的平抛运动 【典例1】　一把玩具枪水平射出的子弹正好能打在竖直墙角的A点, 如图所示,枪口离水平地面的高度为h,离竖直墙壁的水平距离为x。若让以相同速度射出的子弹打在离地高度为的B点,需让枪口和墙壁间距离变为(　　) A.x B.x C.x D.x 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据平抛运动的规律可知,竖直方向上有h=gt2,水平方向上有x=v0t,解得x=v0,又因为h'=,所以x'=x,B项正确。 答案　B 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　多个物体的平抛运动 【典例2】　甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示,将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是(　　) A.同时抛出,且v1<v2 B.甲比乙后抛出,且v1>v2 C.甲比乙早抛出,且v1>v2 D.甲比乙早抛出,且v1<v2 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　题图中,乙击中甲球的条件是:水平位移相等,甲球竖直位移等于乙球的竖直位移加上h,故有v1t1=v2t2,g=g+h,联立解得t1>t2,v1< v2, D项正确。 答案　D 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 与斜面或圆弧有关的平抛运动。 考点2　落点有约束的平抛运动 已知条件 情景示例 解题策略 已知速 度方向 物体做平抛运动,垂直落到斜面上, 如图所示,已知某时刻的速度方向 垂直于斜面 分解速度,有 tan θ== 物体做平抛运动,恰好无碰撞地进入 圆弧形轨道,如图所示,即已知某时刻 的速度方向沿该点圆弧的切线方向 分解速度,有 tan θ== 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 已知位 移方向 物体从斜面上平抛又落回到 斜面上,如图所示,已知位移 的方向沿斜面向下 分解位移,有 tan θ== 物体从斜面外平抛,落在斜面 上有最小的位移,如图所示,即 已知位移方向垂直于斜面 分解位移,有 tan θ== 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 利用位移关系 物体从圆心处平抛,落到半径 为R的圆弧上,如图所示,位移 大小等于半径R 运用几何关系x2+y2=R2,且x=v0t,y=gt2 物体从与圆心等高的圆弧上 抛出落到半径为R的圆弧上, 如图所示,水平位移x与R的差 的平方与竖直位移的平方之 和等于半径的平方 运用几何关系x=R+Rcos θ, y=Rsin θ, (xR)2+y2=R2, 且x=v0t,y=gt2 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　已知某时刻速度方向类 【典例3】　 如图所示,以10 m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上,g取10 m/s2,这段飞行所用的时间为(　　) A. s B. s C. s D.2 s 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　 物体做平抛运动,当垂直地撞在倾角为θ的斜面上时,把物体的速度分解如图所示,tan θ=,代入数据解得t= s,C项正确。 答案　C 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　已知位移方向类 【典例4】　如图所示,从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为φ1,第二次初速度为v2,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为φ2,若v2>v1,则φ1和φ2的大小关系是(　　) A.φ1>φ2 B.φ1<φ2 C.φ1=φ2 D.无法确定 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据平抛运动的推论,做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻或任一位置时,设其速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则tan α=2tan β,由上述关系式结合题图中的几何关系可得tan(φ+θ)=2tan θ,此式表明小球的速度方向与斜面间的夹角φ仅与θ有关,而与初速度无关,因此φ1=φ2,即以不同初速度平抛的物体,落在斜面上各点的速度方向是互相平行的,C项正确。 答案　C 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向3　利用位移关系类 【典例5】　如图所示,在竖直平面内有一半圆形轨道,圆心为O。一小球(可视为质点)从与圆心等高的圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出,落于圆轨道上的C点。已知OC的连线与OA的夹角为θ,重力加速度为g,则小球从A运动到C的时间为(　　) A. B. C. D. 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　根据题意得小球做平抛运动,设半圆形轨道半径为R。水平方向小球做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动,即R-Rcos θ=v0t,Rsin θ= gt2,整理得t=,B项正确。 答案　B 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 常见的“三种”临界特征。 (1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点。 (2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程中存在着“起止点”,而这些起止点往往就是临界点。 (3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程中存在着极值,这个极值点往往是临界点。 考点3　平抛运动的临界、极值问题 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向1　平抛运动的临界问题 【典例6】　如图所示,窗口上、下沿间的高度H=1.6 m,墙的厚度d=0.4 m,某人在离墙壁距离L=1.4 m、距窗口上沿高h=0.2 m处的P点,将可视为质点的小物件以速度v垂直于墙壁水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上,取g=10 m/s2,则v的取值范围是(　　) A.v>7 m/s B.v<2.3 m/s C.3 m/s<v<7 m/s D.2.3 m/s<v<3 m/s 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　若小物件恰好碰到窗子上沿,由平抛运动规律,L=v1t1,h=g,联立解得小物件的速度v1=7 m/s;若小物件恰好碰到窗子下沿,由平抛运动规律,L+d=v2t2,h+H=g,联立解得小物件的速度v2=3 m/s。所以小物件速度v的取值范围是3 m/s<v<7 m/s,C项正确。 答案　C 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 考向2　平抛运动的极值问题 【典例7】　 某科技比赛中,参赛者设计了一个轨道模型,如图所示。模型放到0.8 m高的水平桌子上,最高点距离水平地面2 m,右端出口水平。现让小球由最高点静止释放,忽略阻力作用,为使小球飞得最远,右端出口距离桌面的高度应设计为(　　) A.0 B.1 m C.0.2 m D.0.3 m 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　小球从最高点到右端出口,满足机械能守恒定律,有mg(H-h) = mv2,从右端出口飞出后小球做平抛运动,有x=vt,h=gt2,联立解得x=2,根据数学知识知,当H-h=h时,x最大,即h=1 m时,小球飞得最远,此时右端出口距离桌面高度为Δh=1 m-0.8 m=0.2 m,C项正确。 答案　C 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.定义:将物体以初速度v0__________或斜向下方抛出,物体只在_______作用下的运动。 2.性质:斜抛运动是加速度为_____的________曲线运动,运动轨迹是________。 3.研究方法:运动的合成与分解。 (1)水平方向:_______直线运动。 (2)竖直方向:_______直线运动。 考点4　斜抛运动 斜向上方 重力 g 匀变速 抛物线 匀速 匀变速 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.基本规律。 以斜抛运动的抛出点为坐标原点O,水平向右为x轴的正方向,竖直向上为y轴的正方向,建立如图所示的平面直角坐标系xOy。 初速度可分解为v0x=v0cos θ,v0y=v0sin θ。 在水平方向,物体的位移和速度分别为 x=v0xt=(v0cos θ)t,　① vx=v0x=v0cos θ,　② 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 在竖直方向,物体的位移和速度分别为 y=v0yt-gt2=(v0sin θ)t-gt2,　③ vy=v0y-gt=v0sin θ-gt。　④ 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)初速度方向斜向上抛出的轻塑料球的运动可以看成斜上抛运动( ) (2)做斜上抛运动的物体到达最高点时的速度为零( ) (3)斜上抛运动是匀变速曲线运动( ) 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.斜抛运动中的极值。 在最高点,vy=0,由④式得到t=,⑤ 将⑤式代入③式得物体的射高ym=,⑥ 物体落回与抛出点同一高度时,有y=0, 由③式得总时间t总=,　⑦ 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 将⑦式代入①式得物体的射程xm=, 当θ=45°时,sin 2θ最大,射程最大。 所以对于给定大小的初速度v0,沿θ=45°方向斜向上抛出时,射程最大。 2.逆向思维法处理斜抛问题。 对斜上抛运动从抛出点到最高点的运动,可逆过程分析,看成平抛运动,分析完整的斜上抛运动,还可根据对称性求解某些问题。 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例8】　如图所示,从水平地面上的A、B两点分别斜抛出两小球,两小球均能垂直击中前方竖直墙面上的同一点P。已知点P距地面的高度h=0.8 m,A、B两点距墙的距离分别为0.8 m和0.4 m。不计空气阻力,则从A、B两点抛出的两小球(　　) A.从抛出到击中墙壁的时间之比为2∶1 B.击中墙面的速率之比为1∶1 C.抛出时的速率之比为∶2 D.抛出时速度方向与地面夹角的正切值之比为1∶2 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　两小球做逆向平抛运动的时间由高度决定,即两小球运动时间相等,A项错误;两小球水平位移xA>xB,运动时间相等,故击中墙面时vA>vB, B项错误;由平抛运动规律可知,从A点抛出的球的速度大于从B点抛出的球的速度,C项错误;两小球位移与水平方向夹角正切值之比为1∶2,而速度方向与水平方向夹角正切值为位移与水平方向夹角正切值的2倍,D项正确。 答案　D 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 【典例9】　(2023·湖南卷)如图甲,我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是(　　) A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B.谷粒2在最高点的速度小于v1 C.两谷粒从O到P的运动时间相等 D.两谷粒从O到P的平均速度相等 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A项错误;在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,竖直方向上位移相同,谷粒2运动时间较长,C项错误;两谷粒水平方向的分运动均为匀速直线运动,水平位移相同,但谷粒2运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度小于v1,B项正确;两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D项错误。 答案　B 第2讲　抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$