内容正文:
第二讲 抛体运动的规律及其应用
课前
(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动一定是平抛运动。 ( )
(2)做平抛运动的物体的速度方向时刻在变化,加速度方向也时刻在变化。 ( )
(3)(2023·全国甲卷T1B)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中加速度保持不变。 ( )
(4)做平抛运动的物体,初速度越大,水平位移越大。 ( )
(5)做平抛运动的物体,初速度越大,在空中飞行时间越长。 ( )
(6)(人教必修2 P18T1·改编)平抛运动的落地速度由高度和初速度共同决定。 ( )
(7)从同一高度水平抛出的物体,不计空气阻力时,在空中飞行的时间是相同的。 ( )
(8)无论是平抛运动还是斜抛运动,都是匀变速曲线运动。 ( )
(9)平抛运动是匀变速曲线运动,速度不断变大。 ( )
(10)做平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化量是相同的。 ( )
(11)(人教必修2 P18“思考与讨论”·改编)研究炮弹的斜抛运动轨迹时不能忽略空气阻力。 ( )
逐点清(一) 平抛运动规律及应用
|必|备|知|能|
1.飞行时间和水平射程
(1)飞行时间:由t=知,时间取决于下落高度h,与初速度v0无关。
(2)水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定。
2.速度和位移的变化规律
(1)速度的变化规律
①任一时刻的速度水平分量均等于初速度v0。
②任一相等时间间隔Δt内的速度变化量方向均竖直向下,大小Δv=Δvy=gΔt。
(2)位移变化规律
①任一相等时间间隔Δt内,水平位移相同,即Δx=v0Δt。
②连续相等的时间间隔Δt内,竖直方向上的位移差不变,即Δy=g(Δt)2。
3.两个推论
(1)做平抛运动的物体在任意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。
(2)做平抛运动的物体在任意时刻任意位置处,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,有tan θ=2tan α。
题点1 平抛运动基本规律的应用
1.(2024·海南高考)在跨越河流表演中,一人骑车以25 m/s的速度水平冲出平台,恰好跨越长x=25 m的河流落在河对岸平台上,已知河流宽度为25 m,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则两平台的高度差h为 ( )
A.0.5 m B.5 m
C.10 m D.20 m
2.(2024·湖北高考)如图所示,有五片荷叶伸出荷塘水面,一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内,a、b高度相同,c、d高度相同,a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动,若以最小的初速度完成跳跃,则它应跳到 ( )
A.荷叶a B.荷叶b
C.荷叶c D.荷叶d
题点2 重要结论的应用
3.(2025·吉林延边阶段练习)如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )
A.小球水平抛出时的初速度大小为gttan θ
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球的初速度增大,则平抛运动的时间变长
D.若小球的初速度减小,则θ增大
4.(2025·广东深圳阶段练习)(多选)如图,某人从同一位置O以不同的水平速度投出两枚飞镖A、B,最后都插在竖直墙壁上,它们与墙面的夹角分别为30°、60°,图中飞镖的取向可认为是击中墙面时的速度方向,不计空气阻力。则下列说法正确的有 ( )
A.两只飞镖的抛出速度满足vB0>vA0
B.两只飞镖击中墙面的速度满足vA>vB
C.两只飞镖的运动时间一定相等
D.插在墙上的两只飞镖的反向延长线与OO'一定交于同一点
逐点清(二) 落点有约束条件的平抛运动
类型1 落点在斜面上的平抛运动
1.可视为质点的运动员从P点以v0的速度水平飞出,若不计空气阻力,运动员在空中飞行3 s后落在斜面上Q点。简化示意图如图所示,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。则运动员由P到Q的过程中 ( )
A.水平初速度大小为30 m/s
B.水平初速度大小为20 m/s
C.位移大小为45 m
D.位移大小为60 m
2.如图所示,以水平初速度v0=10 m/s抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为60°的斜面上。不计空气阻力,g=10 m/s2,则物体完成这段飞行的时间是 ( )
A. s B.1 s C. s D.2 s
类型2 落点在圆弧面上的平抛运动
3.如图所示,半径为R的半球形碗固定于水平面上,碗口水平,O点为碗的圆心,A、B为水平直径的两个端点。将一弹性小球(可视为质点)从A点沿AB方向以初速度v1水平抛出,小球与碗内壁碰撞一次后恰好经过B点;若将该小球从离O点R处的C点以初速度v2水平抛出,小球与碗内壁碰撞一次后恰好返回C点。假设小球与碗内壁碰撞前后瞬间小球的切向速度不变,沿半径方向的速度等大反向,则v2与v1的比值为 ( )
A.2 B.
C. D.
4.(2025·黑龙江哈尔滨月考)如图所示,圆环竖直放置,从圆心O点正上方的P点以速度v0水平抛出的小球恰能从圆环上的Q点沿切线方向飞过,若OQ与OP间的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g。则 ( )
A.圆环的半径为R=
B.小球从P点运动到Q点的时间t=
C.小球从P点到Q点的速度变化量为
D.小球运动到Q点时的速度大小为vQ=
点睛与自悟
1.落点在斜面上的平抛运动处理思路
图示
方法
分解速度,构建速度的矢量三角形
分解位移,构建位移的矢量三角形
基本规律
水平vx=v0
竖直vy=gt
合速度v=
水平x=v0t
竖直y=gt2
合位移x合=
运动时间
由tan θ==得t=
由tan θ==得t=
2.落点在圆弧面上的平抛运动处理思路
运动情境
物理量分析
tan θ==→
t=
在半圆内的平抛运动,R+=v0t→t=
小球恰好从圆柱体Q点沿切线飞过,此时半径OQ垂直于速度方向,圆心角θ与速度的偏向角相等
逐点清(三) 斜抛运动
题点1 斜抛运动规律的应用
1.(2025·福建泉州模拟)如图所示,从水池里同一位置喷出两水柱A、B,分别落在水平面上的M、N点,两水柱运动的最大高度相同。不计空气阻力,对比水柱A、B ( )
A.A在空中运动的时间比B的长
B.B在空中运动的时间比A的长
C.在空中运动过程中B的速度变化量更大
D.A、B的加速度始终相等
2.如图所示,某喷泉中间有一喷水口竖直向上喷水,外圈的喷水口环绕成一个圆形,圆的半径为10 m,调节喷水孔的喷射角度,让喷出的水全部汇聚到中间喷水口,并且让外圈的水最高喷射5 m。若g取10 m/s2,不考虑空气阻力,则外圈喷出水的速度大小为 ( )
A.5 m/s B.5 m/s
C.10 m/s D.15 m/s
题点2 逆向思维法处理斜上抛运动
3.(2025·广东广州模拟)小明同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,篮球运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于篮球从抛出到撞击篮板前,下列说法正确的是 ( )
A.两次在空中的时间可能相等
B.两次抛出的初速度大小可能相等
C.两次抛出的初速度水平分量可能相等
D.两次抛出的初速度竖直分量可能相等
4.如图所示,小球A从地面向上斜抛,抛出时的速度大小为10 m/s、方向与水平方向的夹角为53°,在A抛出的同时,有小球B从某高处自由下落,当A上升到最高点时恰能击中下落的B,不计空气阻力,sin 53°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。则A、B两球初始距离为 ( )
A.4.8 m B.6.4 m
C.8.0 m D.11.2 m
点睛与自悟
1.斜上抛运动在竖直方向的分运动为竖直上抛运动,在水平方向的分运动为匀速直线运动。
2.物体做斜上抛运动,从抛出点至最高点的过程可看作从最高点做平抛运动的逆过程。其运动时间相等,斜上抛运动的初速度即为平抛运动的末速度。
课下作业:请完成“课时跟踪检测(十四)”
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