2012版高三物理一轮复习课件：4.2平抛运动(大纲版)

共56页1第二课时平抛运动第一关:基础关展望高考共56页2基础知识一､平抛运动知识讲解1.定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动.共56页32.性质:①水平方向:以初速度v0做匀速直线运动.②竖直方向:以加速度a=g做初速度为零的匀变速直线运动,即自由落体运动.③平抛运动是加速度为重力加速度(a=g)的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.共56页43.速度位移方程以抛出点为坐标原点,以初速度v0方向为x正方向,竖直向下为y正方向,如图所示,则有:①水平方向:vx=v0,x=v0t.②竖直方向:vy=gt,y=gt2.共56页5y2222000tanv/vgt/v,stany/xgt,/2v.,xyvvvsxy③合速度合位移与水平方向夹角为随着时间推移vy,逐渐增大,x位移和y位移及合速度v,合位移s均逐渐增大,并且夹角θ、φ也随之改变,且总有θφ.共56页6注意:合位移方向与合速度方向不一致.共56页7活学活用1.在h=5m的楼上,用枪水平瞄准树上的松鼠,设松鼠与枪口相距100m,当子弹飞离枪口时,松鼠恰好自由下落,不计空气的阻力,求(1)子弹的初速度多大才能击中松鼠?(2)若子弹的初速度为500m/s,松鼠下落多高被击中?共56页8解析:(1)子弹做平抛运动,要击中松鼠,必须在子弹落地前让子弹与松鼠相遇,故为竖直方向受限max222ts1s,v 2,th100.2m0.2m225100/.1010010.2500212.maxhxmsgtxssgtv所以≥松鼠未落地前被击中即子弹水平方向运动受限所以答案:(1)100m/s(2)0.2m共56页9二､平抛运动的特点知识讲解1.运动时间和水平射程02220000t0:t,hg,v.:xvvhg.:vvh.22,()2,hghgvgtvgh①运动时间由和决定与无关②水平射程由、、共同决定③落地瞬时速度由水平初速度及高度决定共56页102.平抛运动中速度的变化规律水平方向分速度保持vx=v0;竖直方向,加速度恒为g,速度vy=gt,从抛出点起,每隔Δt时间的速度的矢量关系如图所示,这一矢量关系有两个特点:①任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0;②任意相等时间间隔Δt内的速度改变量均竖直向下,且Δv=Δvy=gΔt.共56页113.水平、竖直方向的位移①在连续相等的时间间隔内,水平方向的位移Ox1=x1x2=x2x3=…,即位移不变;②在连续相等时间内,竖直方向上的位移Oy1,y1y2,y2y3,…,据Δy=aT2知,竖直方向上:Δy=gΔt2,即位移差不变.共56页124.平抛运动的两个重要推论推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任意一时刻任一位置处,设其末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φ,则tanθ=2tanφ.共56页1300200:,tantan,1,2tantan22.vgtvvygtgtxvtv证明如图所示由平抛运动规律得所以共56页14推论Ⅱ: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.如图中A点和B点.共56页15证明:设平抛物体的初速度为v0,从原点O到A点的时间为t,A点坐标为(x,y),B点坐标为(x′,0),则x=v0t,y=gt2,v⊥=gt,即末状态速度方向反向延长线与x轴的交点B必为此时水平位移x的中点.''0,.2vyxvxxtanx又解得共56页16活学活用共56页172.从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球,它们的初速度的大小分别为v1和v2,初速度的方向相反,求经过多长时间两球速度之间的夹角为90°?共56页18解析:设两球抛出后经时间t它们速度之间的夹角为90°,与竖直方向的夹角分别为α和β,对两球分别构建速度矢量直角三角形如右图所示,由图可得共56页19122121cottan90cottan.t1,gtvvgtvgtvvvgtg①②由得③由①､②､③式得整理得12:1vvg答案共56页20第二关:技法关解读高考共56页21解题技法一､平抛运动规律的运用技法讲解处理平抛运动最基本的出发点,是将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.共56页2202200202220:.12v,.1vtan 2:tan?(:).3:ygtty).212/(2xyyxyxvvvgtvgvvtvvxvtsxysgtygtxvtyg设平抛运动的初速度为建立坐标系如图所示速度合速度大小方向位移合位移大小方向注意合位移与合速度方向不同时间由得由下落高度决定共56页23(4)轨迹方程:(在未知时间情况下应用方便).2202gyxv2202gyxv共56页24(5)可独立研究竖直方向的运动.竖直方向为初速度为零的匀变速直线运动a=g.①连续相等时间内竖直位移之比为135…(2n-1)(n=1,2,3…)②连续相等时间内竖直位移之差Δy=gt2.共56页25(6)平抛运动是匀变速曲线运动,故相等时间内速度变化量相等,且必沿竖直方向如图所示.任意两时刻的速度与速度变化量Δv构成直角三角形,Δv沿竖直方向.(),vgt共56页26注意:平抛运动的速度随时间是均匀变化的,但速率随时间并不均匀变化.共56页27典例剖析共56页28【例1】如图所示的是测量子弹离开枪口时速度的装置,子弹从枪口水平射出,在飞行途中穿过两块竖直平行放置的薄木板P､Q,两板相距为L,P距枪口为s,测出子弹穿过两块薄板时留下的弹孔C､D之间的高度差为h,不计空气及薄板的阻力.根据以上数据,求得的子弹离开枪口时的速度是多大?共56页29[解析]设子弹离开枪口时的速度为v0,子弹从射出到到达C点的时间为t1,从C点到D点的时间为t2,则:y110202y220C:vgtCD:hvtgt:v 12().2stvLtvgLLsh①②子弹飞行到点时的竖直分速度③子弹从点到点竖直下降的高度④将①②③代入④式得共56页30[)2](gLLsh答案共56页31二､类平抛运动技法讲解类平抛运动的特点是物体所受的合力为恒力,且与初速度方向垂直,可以理解为恒定外力方向初速度为零,物体在此方向上做初速度为零的匀加速直线运动,处理类平抛运动的方法与处理平抛运动的方法类似,但要分析清楚其加速度的大小和方向如何.共56页32注意:类平抛运动的初速度v0的方向不一定是水平方向,合力的方向也不一定是竖直方向,加速度大小不一定等于重力加速度g.共56页33典例剖析共56页34【例2】光滑水平面上,一个质量为2kg的物体从静止开始运动,在前5s受到一个沿正东方向大小为4N的水平恒力作用,从第5s末开始改为正北方向大小为2N的水平恒力作用10s.求物体在15s内的位移和15s末的速度及方向.共56页35[解析]如图所示,物体在前5s内由坐标原点起向东沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动,其加速度为:共56页36122xam/s2m/s,42x.Fm方向沿轴正方向共56页375s末物体沿x轴方向的位移2×52m=25m,到达P点,5s末速度vx=axt1=2×5m/s=10m/s.从第5s末开始,物体参与两个分运动:一是沿x轴正方向做速度为10m/s的匀速运动,经10s其位移:x2=vx\5t2=10×10m=100m.211122axt1x共56页3822222222y22yy212y(),:am/s1m/s,10sy:y110m50m,y:va\5t110m/s10m/s,15sQ221122()50(25100)5012:QOm135m5Fmaytyxxarctan二是沿轴正方向正北方向做初速度为零的匀加速直线运动其加速度为经沿轴正方向的位移沿轴正方向的速度设末物体到达点方向为东偏北12222,15svarctan21.81010/102/,1045.10xyvvmsms末的速度为方向为东偏北共56页39[]135m1m/s250,4答案方向东偏北共56页40[点评]处理类平抛运动时应注意在受力方向上做匀加速运动,在垂直于力的方向上是做匀速直线运动,类平抛运动在电场中经常会涉及.共56页41第三关:训练关笑对高考共56页42随堂·训练共56页431.在操场上,一同学从距地面h处的A点,以水平速度v0抛出一个小球,小球落地时的速度为vt,竖直速度为vy,不计空气阻力.关于小球在空中运动时间的表达式不正确的是()2200..22..ttyvvvvABgghhCDgv共56页44222022y200122,2:,xvtt.tC;hvt,tD;vgttA,B,,.2,,ytyythghgvthvvvvvvg解析平抛运动可分解为水平向右的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动所以由以上两式解得小球在空中运动的时间选项正确即小球在空中运动的时间选项正确由得故选项正确错误答案:B共56页452.如图所示,在某次反恐演习中恐怖分子驾机在离地H高处发射一枚炸弹,炸弹以水平速度v1飞出欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炸弹进行拦截.设飞机发射炸弹时与拦截系统的水平距离为s,若拦截成功,不计空气阻力,则v1､v2的关系应满足()共56页4611211222.A.vv.B.vsvHHHCvvDvvss共56页47222211122:H,gtvtgtvt,t,v,1122.stvsHHvvsvH解析当地面发射的拦截炮弹击中飞机上发射的炸弹时所用的时间在竖直方向上两个炮弹的位移之和为则所以即答案:B共56页483.农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选.在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示.对这一现象,下列分析正确的是()共56页49A.N处是谷种,M处是瘪谷B.谷种质量大,惯性大,飞得远些C.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些D.谷种和瘪谷在竖直方向做自由落体运动解析:由于空气阻力的影响,谷种和瘪谷在竖直方向都不是自由落体运动,瘪谷落地所用时间较长.瘪谷质量小,在同一风力作用下,从洞口水平飞出时的速度较大,因而瘪谷飞得远些.正确选项为C.答案:C共56页504.如图所示,光滑斜面长为l1,宽为l2,倾角为θ,一物体从斜面左上方P点水平射入,从斜面右下方Q点离开斜面,求入射初速度.共56页51解析:物体的运动可分解为水平方向的速度为v0的匀速直线运动和沿斜面向下的初速度为零､加速度a=gsinθ的匀加速直线运动.水平方向上有l2=v0t沿斜面向下的方向上有l1=at2210v2lgsinl求得212:lgsinl答案共56页525.如图所示,排球场总长18m,设球网高度为2m,运动员站在离网3m的线上(图中虚线所示)正对网前跳起将球水平击出.(球飞行中阻力不计,g取10m/s2)共56页53(1)设击球点在3m线正上方高度为2.5m,试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界?(2)若击球点在3m线正上方的高度小于某个值,那么无论水平击球的速度多大,球不是触网就是越界,试求这个高度.共56页5421111122122222()1310/.10212122/.310/122:1,,s3m,s.v,s12m,/t.v,.hhstmsgthsgsmstmsvms解析如图设球刚好触网而过水平射程飞行时间下限速度设球恰好打在对方端线上水平射程飞行时间上限速度要使球既不触网也不越界则球初速度应满足共56页55112112122212H,,vvvv,;vv,v,.vvHHm32()1223232.155,.1,sgtH