第4章 第2讲 抛体运动(课件PPT) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

第2讲 第四章 抛体运动　圆周运动 抛体运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　平抛运动的规律 考点2　落点有约束的平抛运动 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 考点3　平抛运动的临界、极值问题 考点4　斜抛运动 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 平抛运动的规律 赢在微点 物理 大一轮 考点1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5 必|备|知|识 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。 水平 重力 匀变速 抛物线 匀速直线 自由落体 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 4.平抛运动的规律。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)速度关系。   (2)位移关系。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 平抛运动的基本规律 【典例1】　(2024·海南卷)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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 车做平抛运动，设运动时间为t，竖直方向h=gt2，水平方向d= v0t，其中d=25 m，v0=25 m/s，解得h=5 m，B项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 多个物体的平抛运动 【典例2】　(2025·东莞模拟)在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，两球在空中P点相遇，则( ) A.应先抛出A球 B.应先抛出B球 C.相遇时A球速率小于B球速率 D.抛出时A球的初速度大于B球的初速度 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由h=gt2可知两球下落时间相同，两球应同时抛出，A、B两项错误；根据以上分析A、B做平抛运动的时间相同，但xA>xB，由于水平方向做匀速直线运动，则vAx > vBx，相遇时v=，则相遇时A球速率大于B球速率，C项错误，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向3 流体的平抛运动 【典例3】　(2024·北京卷)如图所示，水平放置的排水管满口排 水，管口的横截面积为S，管口离水池水面的高度为h，水在水池中的落点与管口的水平距离为d。假定水在空中做平抛运动，已知重力加速度为g，h远大于管口内径。求： 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)水从管口到水面的运动时间t； 水在空中做平抛运动，由平抛运动规律得，竖直方向h=gt2， 解得水从管口到水面的运动时间t=。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)水从管口排出时的速度大小v0； 由平抛运动规律得，水平方向d=v0t， 解得水从管口排出时的速度大小v0=d。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)管口单位时间内流出水的体积Q。 管口单位时间内流出水的体积 Q=Sv0=Sd。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 命题特点：本题以排水管(水平放置)排水为背景考查流体的平抛运动，这里对流量(单位时间内流过的水的体积)的概念要有正确的理解，流量Q=Sv。 复习建议：用平抛运动的规律解决实际问题时，要能够从复杂的情境中提炼出解题需要的物理模型。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 落点有约束的平抛运动 赢在微点 物理 大一轮 考点2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 21 关|键|能|力 与斜面或圆弧有关的平抛运动。 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== 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 已知速 度方向  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== 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== 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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，(x-R)2+y2=R2， 且x=v0t，y=gt2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 已知某时刻速度方向类 【典例4】　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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 已知位移方向类 【典例5】　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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向3 利用位移关系类 【典例6】　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. 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 平抛运动的临界、极值问题 赢在微点 物理 大一轮 考点3 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 31 关|键|能|力 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向1 平抛运动的临界问题 【典例7】　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块以速度v垂直于墙壁水平抛出，小物块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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 若小物块恰好碰到窗口上沿，由平抛运动规律，L=v1t1，h= g，联立解得小物块的速度v1=7 m/s；若小物块恰好碰到窗口下沿，由平抛运动规律，L+d=v2t2，h+H=g，联立解得小物块的速度v2=3 m/s。所以小物块速度v的取值范围是3 m/s<v<7 m/s，C项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 考向2 平抛运动的极值问题 【典例8】　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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 斜抛运动 赢在微点 物理 大一轮 考点4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 37 必|备|知|识 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g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。 斜向上方 重力 匀变速 抛物线 匀速 匀变速 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 1.基本规律和极值。 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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 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 在最高点，vy=0，由④式得到t=，⑤ 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【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( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 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。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 命题特点：本题以抛撒谷粒为背景考查平抛运动和斜上抛运动的规律，解题中易出现错误的理解是两谷粒的轨迹相交，不是两谷粒相遇。 复习建议：物理试题离不开情境，解答实际问题时，从真实情境中提炼出平抛运动和斜上抛运动模型是解题的关键一步。大多数物理问题三步完成解题，第一步，审题，分析物理问题的情境和已知条件；第二步，从复杂的情境中提炼出有用信息，建立物理模型；第三步，列方程求解。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练13 本部分内容讲解结束 $$