广东省2012届高考物理二轮专题总复习课件：专题3 第1讲 抛体运动(共21张PPT)

专题三恒力作用下的曲线运动1．平抛运动的概念平抛运动——物体只受重力作用，且初速度v0的方向水平(类平抛运动，物体所受恒力的方向与初速度方向垂直)．平抛运动是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线．2．平抛运动的规律202201xvtygt2s12ygtxytanxv位移规律：　，　，　x0y222200000         vvvgtvvv0arctan2312tvyyxvvvvgtvgtgttanvvvhg速度规律：　任意时刻的速度及与的夹角运动时间，即平抛物体在空中的飞行时间仅取决于下落的高度，与．平抛运动中初速度的几个推论无关.(3)做平抛(或类平抛)运动的物体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，如图所示．(2)做平抛或类平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处设其任意时刻、任意位置处设其瞬时速度与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为φ，则有tan=2tanφ，如图所示．2001xvtygt222x.2yxvgtytanvvxxyxtantanx，,又,因为所以因为所以4．平抛运动的处理方法先把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，求位移或末速度时再采用运动的合成．1．重力作用下物体做平抛运动【例1】(2010·北京卷)如图312，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37°，运动员的质量m=50kg.不计空气阻力．(取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2)求(1)A点与O点的距离L；(2)运动员离开O点时的速度大小；(3)运动员落到A点时的动能．220002kA07511L37gt2AOL.237Ov37L3720/325vtvAA1Emghm20v230singtsimmsnLcosJcost运动员在竖直方向做自由落体运动，有点与点的距离设运动员离开点的速度为，运动员在水平方向做匀速直线运动，即解得：由机械能守恒，取点为重力势能零点，运动员落到点时的动能为【解析】【同类变式】如图所示，在倾角为的斜面顶端A处以速度v0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，求：(1)小球从A运动到B处所需的时间；(2)从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？2020110001AB1txvtygt21gtvtt.2tgt221vt.vtatantangtnvang小球做平抛运动，设小球从运动到处所需的时间为，则：水平位移为，竖直位移为，由数学关系得到：，设从抛出开始计时，经过时间小球离斜面的距离达到最大，当小球的速度与斜面平行时，小球离斜面的距离【解析达到最大，因为，】所以【例2】质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)．今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h，如图314所示，求：(1)飞机受到的升力大小；(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能．2．恒定外力作用下的类平抛运动020222022202020t220tlvt1yhat22tavFmgma2WFhmgh(1v),g2hvat1E2mgm(vv)(1v)g14mv(1)2221khlhlhlhvhll2飞机水平速度不变，方向加速度恒定以上两式联立消去，即得由牛顿第二定律升力做功在处所以【解析】【评析】(1)本题所展示的物理情景是一种“类平抛”运动．因此，将研究平抛运动的思路和方法合理迁移，再结合相关物理知识便能正确解答此题．(2)本题求解飞机在高h处的动能是运用了运动学方法和动能的定义式，请你运用功能关系进行求解．【同类变式】如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为，一物块A沿斜面左上方顶点P水平射入，恰好从下方顶点Q离开斜面，求入射初速度．200Aag1batavt2.va2mgsinsigsinbnm物块沿斜面向下的加速度，由题意可得：，，以上三式联立可得：【解析】3．抛体运动的综合问题【例3】(2011·汕头模拟)一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.00m.开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图316所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2.(1)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；(2)若轻绳所能承受的最大拉力Fm=9.0N，求钉子P与O点的距离d应满足什么条件？B2BB2BBBv1mvmgl2Bv24.0/B1xvtyHlgt22CBx0801v.glmsmHlg设小球运动到点时的速度大小，由机械能守恒定律得解得小球运动到点时的速度大小小球从点做平抛运动，由运动学规律得，解得点与点之间的水平距离【解析】2FFmgmrlddd0.260.60POd.0mmvBrmm若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值，由牛顿定律得，由以上各式解得因此钉子与点的距离应满足条件【同类变式】(2011·天津卷)如图317所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2R.重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；(2)小球A冲进轨道时速度v的大小．2112t212Rgt2AmvA0Rg粘合后的两球飞出轨后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有①解得②设球的质量为，碰撞前瞬间的速度大小为，设球冲进轨道最低点时的重力势能为，由机械能守【解析】恒定律知221212211mvmv2mgR22vmv2mv2Rvtv22gR③设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为，由动量守恒定律知④飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有⑤综合②③④⑤式得⑥