高考物理一輪復(fù)習(xí) 知識點完全解析 第2課時 拋體運動的規(guī)律及其應(yīng)用

1、第2課時 拋體運動的規(guī)律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識回顧1平拋運動（1）定義：將一物體水平拋出，物體只在重力作用下的運動。（2）性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線運動，運動過程中水平速度不變，只是豎直速度不斷增大，合速度大小、方向時刻改變。（3）研究方法：將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，分別研究兩個分運動的規(guī)律，必要時再用運動合成方法進行合成。圖4-2-1（4）規(guī)律：設(shè)平拋運動的初速度為，建立坐標(biāo)系如圖速度、位移：水平方向：，豎直方向：，合速度（秒末的速度）：，方向：合位移（秒末的位移）：方向： 運動時間：由得：（t由下落高度y決定）軌跡方程：（在未知時間情況下應(yīng)用方便）可獨立研

2、究豎直分運動：a連續(xù)相等時間內(nèi)豎直位移之比為：（n=1，2，3，）b連續(xù)相等時間內(nèi)豎直位移之差為：一個有用的推論：v0vtv0vyA O BD C圖4-2-2平拋物體任意時刻瞬時時速度方向的反向延長線與初速度延長線的交點到拋出點的距離都等于水平位移的一半。證明：設(shè)時間t內(nèi)物體的水平位移為s，豎直位移為h，則末速度的水平分量，而豎直分量， ，所以有2斜拋運動：（1）將物體斜向射出，在重力作用下，物體作曲線運動，它的運動軌跡是拋物線，這種運動叫做“斜拋運動”。（2）性質(zhì)：加速度為g的勻變速曲線運動。根據(jù)運動獨立性原理，可以把斜拋運動看成是作水平方向的勻速直線運動和豎直上拋運動的合運動來處理。取水平

3、方向和豎直向上的方向為x軸和y軸，則這兩個方向的初速度分別是：v0x=v0cos，v0y=v0sin重點難點例析一、平拋物體運動中的速度變化圖4-2-3水平方向分速度保持vx=v0，豎直方向，加速度恒為g，速度vy=gt，從拋出點看，每隔t時間的速度的矢量關(guān)系如圖4-2-3所示這一矢量關(guān)系有兩個特點：1任意時刻v的速度水平分量均等于初速度v0；2任意相等時間間隔t內(nèi)的速度改變量均豎直向下，且【例1】物體在平拋運動的過程中，在相等的時間內(nèi)，下列物理量相等的是 ( )A速度的增量 B加速度C位移 D平均速度【解析】平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為重力加速度g,由加速度定義，可知速度增量，所以相等

4、時間內(nèi)速度的增量和加速度是相等的位移和平均速度是矢量，平拋運動是曲線運動，相等時間內(nèi)位移和平均速度的方向均在變化【答案】AB【點撥】任意時刻的速度，與速度變化量構(gòu)成直角三角形。沿豎直方向。平拋運動的速率隨時間并不均勻變化。速度隨時間是均勻變化的。l 拓展圖4-2-4用閃光照相方法研究平拋運動規(guī)律時，由于某種原因，只拍到了部分方格背景及小球的三個瞬時位置（見圖4-2-4）若已知閃光時間間隔為t=0.1s，則小球運動中初速度大小為多少？小球經(jīng)B點時的豎直分速度大小多大？g取10ms2，每小格邊長均為L=5cm【解析】由于小球在水平方向作勻速直線運動，可以根據(jù)小球位置的水平位移和閃光時間算出水平速度

5、，即拋出的初速度小球在豎直方向作自由落體運動，由豎直位移的變化根據(jù)自由落體的公式即可算出豎直分速度因A、 B（或B、C）兩位置的水平間距和時間間隔分別為xAB=2LtAB=t=0.1s所以，小球拋出的初速度為設(shè)小球運動至B點時的豎直分速度為vBy、運動至C點時的豎直分速度為vCy，B、C間豎直位移為yBC，B、C間運動時間為tBC根據(jù)豎直方向上自由落體運動的公式得 v2Cy-v2By=2gyBC，即（vBy+gtBC）2-v2By=2gyBC式中yBC=5LtBC=t=0.1s，代入上式得B點的豎直與速度大小為VBY=2m/s【答案】1m/s，2m/s。二、類平拋運動平拋運動的規(guī)律雖然是在地球

6、表面重力場中得到的，同樣適用于月球表面和其他行星表面的平拋運動也適用于物體以初速度v0運動時，同時受到垂直于初速度方向，大小、方向均不變的力F的作用情況例如帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運動、物體在斜面上的運動以及帶電粒子在復(fù)合場中的運動等等解決此類問題要正確理解合運動與分運動的關(guān)系。4-2-5【例2】如圖4-2-5所示，有一傾角為30°的光滑斜面，斜面長L為10m，一小球從斜面頂端以10m/s的速度沿水平方向拋出，求：（1）小球沿斜面滑到底端時水平位移S；（2）小球到達斜面底端時的速度大小。（g取10 m/s2）解：（1）在斜面上小球沿v0方向做勻速運動，垂直v0方向做初速度為零的勻加速運

7、動，加速度 由得： 由、得： （2）設(shè)小球運動到斜面底端時的速度為v，由動能定理得： 【答案】【點撥】物體做類似平拋運動，其受力特點和運動特點類似于平拋運動，因此解決的方法可類比平拋運動采用運動的合成與分解。關(guān)鍵的問題要注意：（1）滿足條件：受恒力作用且與初速度的方向垂直。（2）確定兩個分運動的速度方向和位移方向，分別列式求解。l 拓展在真空中速度為v6.4×107米秒的電子束連續(xù)地射入兩平行極板間，極板長度為L8.0×10-2米，間距為d5.0×10-3米。兩極板不帶電時，電子束將沿兩極板之間的中線通過。在兩極板上加一50赫茲的交變電壓如果所加電壓的最大值U0超

8、過某一值Uc時，將出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時能通過兩極板，有時間斷不能通過。求Uc的大小.【解析】（1）電子通過平行極板所有的時間t=L/v10-9秒，交變電壓的周期T10-2秒，可見：t<<T因此,電子通過平行極板時,極板間的電壓從場強可看作是恒定不變的.Uc,電子經(jīng)過平行極板的時間為t,所受的電場力為F,則:由以上三式,可得：代入數(shù)值,得：Uc=91伏特.(2)因為(t)通=2(t)斷,所以:由此得：代入數(shù)值得：。【答案】91伏特；105伏特。三、斜拋運動物體的射程和射高斜拋運動的規(guī)律：a速度： b軌跡方程： d拋射體所能到達的最大高度為：e其到達最高點所需的時間：f拋射體的最大

9、射程為：【例3】物體以速度v0拋出做斜拋運動，則()A，在任何相等的時間內(nèi)速度的變化量是相同的B可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動C，射高和射程都取決于v0的大小Dv0很大，射高和射程可能很小【解析】斜拋運動整個過程中加速度恒為g，為勻變速運動，故相等時間內(nèi)速度變化一定相同；由斜拋運動的兩分運動特點知B錯誤；射高與射程不僅取決于v0的大小還取決于拋出速度v0與水平方向的夾角大小，故C錯誤，D正確?！敬鸢浮緼D【點評】把握好斜拋運動的特點，理解斜拋運動的兩分運動的規(guī)律，本類題目是不難分析的。l 拓展物體做斜向上拋運動時,描述物體在豎直方向的分速度(取向上為正)隨時間變化的圖

10、象如圖4-2-6，正確的是vyvyv0- v0- v0v0BOOtOtAOvytCvytD4-2-6【答案】A【解析】斜拋物體只受重力作用，豎直方向做豎直上拋運動，其加速度不變恒為g，故B、D錯；由于加速度的方向向下，則豎直方向最后的速度應(yīng)向下為負值，這樣C錯，A正確.四、平拋運動規(guī)律的應(yīng)用平拋運動可看做水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動物體在任一時刻的速度和位移都是兩個分運動對應(yīng)時刻的速度和位移的矢量和解決與平拋運動有關(guān)的問題時，應(yīng)充分注意到二個分運動具有獨立性，互不相干性和等時性的特點，并且注意與其它知識的結(jié)合點² 易錯門診Ahv04-2-7【例3】如圖4-2

11、-6所示，一高度為h=0.2m的水平面在A點處與一傾角為=30°的斜面連接，一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右運動。求小球從A點運動到地面所需的時間（平面與斜面均光滑，取g=10m/s2）?！惧e解】小球沿斜面運動，則可求得落地的時間t【錯因】小球應(yīng)在A點離開平面做平拋運動，而不是沿斜面下滑。【正解】落地點與A點的水平距離 斜面底寬因為,所以小球離開A點后不會落到斜面，因此落地時間即為平拋運動時間。 【點悟】正確解答本題的前提是熟知平拋運動的條件與平拋運動的規(guī)律。課堂自主訓(xùn)練1在塔頂上分別以跟水平面成45°角斜向上的、水平的、跟水平線成45°角斜向下的三個方向

12、開槍，子彈射到地面時的速度大小分別是v1、v2、v3（設(shè)三種方向射出的子彈的初速度的大小都一樣，不計空氣阻力），那么 ( D )Av1= v 3> v 2 Bv 3> v 2> v 1 Cv 1> v 2> v 3 Dv 1= v 2= v 3【解析】【答案】B2某一質(zhì)點做平拋運動，試求下列情況下的有關(guān)物理量。（g取10m/s2）(1)若在質(zhì)點落地前1秒內(nèi)它的速度方向與水平方向夾角由300變成600.試求：平拋的初速度；平拋運動的時間t；平拋運動的高度h。（2）若質(zhì)點在傾角為的斜面上端以初速從A處水平拋出，落在斜面上B點，求質(zhì)點在斜面上方的飛行時間。（3）若質(zhì)點以

13、速度正對傾角為的斜面水平拋出，落在斜面上時速度與斜面垂直，求飛行時間圖4-2-8v0v1v2v2yv1y600300【解析】（1）根據(jù)已知條件作出圖4-2-8所示的示意圖，假定軌跡上A、B兩點是落地前的1秒內(nèi)的始、終點，則對A點： 對B點： 由有t=0.5s，運動總時間：t總=t+1=1.5s，下降的高度：4-2-9乙甲（2）設(shè)運動時間為t，由4-2-9甲圖可得： 由有故（3）由于速度與斜面垂直，從而可將速度按圖4-2-9乙水平方向和豎直方向進行分解，由幾何關(guān)系有： 所以【答案】（1）v0=8.66m/s，t=1.5s，h=11.25m；（2）；（3）課后創(chuàng)新演練1關(guān)于平拋運動，下列幾種說法不

14、正確的是( C )2飛機以150m/s的水平速度勻速飛行，不計空氣阻力，在某一時刻讓A物落下，相隔1s又讓B物體落下，在以后運動中關(guān)于A物體與B物體的位置關(guān)系，正確的是( D )3從一架勻速飛行的飛機上每隔相等的時間釋放一個物體，這些物體在空中的運動情況是(空氣的阻力不計)(AD)A地面的觀察者看到這些物體在空中排列在拋物線上，它們做平拋運動B地面的觀察者看到這些物體在空中排列在一直線上，它們都做平拋運動C飛機上的觀察者看到這些物體在空中排列在拋物線上，它們都做自由落作運動D飛機上的觀察者看到這些物體在空中排列在一直線上，它們都做自由落體運動4物體以速度v0水平拋出，若不計空氣阻力，當(dāng)其豎直分

15、位移與水平分位移相等時( BCD )A豎直分速度等于水平分速度 B即時速度大小為C運動的時間為2v0/gD運動的位移為4-2-105如圖所示，物體1從高H處以初速度v1平拋，同時物體2從地面上以速度v2豎直上拋，不計空氣阻力，若兩物體恰能在空中相遇，則( BC )A兩物體相遇時距地面的高度為H/2B從拋出到相遇所用的時間為H/v2C兩物體拋出時的水平距離為Hv1/v2D兩物體相遇時速率一定相等6一個物體以速度v0水平拋出，落地時速度的大小為v，不計空氣的阻力，則物體在空中飛行的時間為(C)A BC D7一足球運動員開出角球，球的初速度是20 m/s，踢出時和水平面的夾角是37°，如果

16、球在飛行過程中，沒有被任何一名隊員碰到，空氣阻力不計，落點與開出點之間的距離為( A )A38.4 m B19.2 m C76.8 m D153.6 m2，有水從管口處以不變的速度v=2.0m/s源源不斷地沿水平方向射出，設(shè)出口處橫截面上各處水的速度都相同，并假設(shè)水流在空中不散開。取重力加速度g=10m/s,不計空氣阻力。求水流穩(wěn)定后在空中有多少立方米的水?！窘馕觥克銎綊佭\動，盡管我們無法求出軌跡的長度和截面積，但考慮到出水速度是恒定的，只要求出水在空中的時間，就可以求得流量。以t表示水由噴口處到落地所用的時間，有：，單位時間內(nèi)噴出的水量為，空中水的總量應(yīng)為，由以上各式得：代入數(shù)據(jù)得：【答案】2.4×10-4m3.9有一位同學(xué)在做本實驗時，想知道水流離開噴水嘴時的初速度大小，但又沒有直接的測量工具，一時不能如愿。你能想辦法幫他間接測量出來嗎？若能，說出做法；若不能，說明理由。本次實驗中，你的裝置中噴水嘴的噴水初速度大小大約是多少？【解析】能。設(shè)射高為