2023年江蘇高考 物理大一輪復習 第四章 第2講　拋體運動課件（76張PPT）

1、第四章曲線運動第2講拋體運動目標要求1.掌握平拋運動的規(guī)律，會用運動的合成與分解方法分析平拋運動.2.會處理平拋運動中的臨界、極值問題.內(nèi)容索引考點一平拋運動的規(guī)律及應用考點二與斜面或圓弧面有關的平拋運動考點三平拋運動的臨界和極值問題課時精練考點四斜拋運動考點一平拋運動的規(guī)律及應用平拋運動1.定義：將物體以一定的初速度沿 方向拋出，物體只在 作用下的運動.2.性質：平拋運動是加速度為g的 曲線運動，運動軌跡是 .3.研究方法：化曲為直(1)水平方向： 運動；(2)豎直方向： 運動.水平夯實必備知識基礎梳理重力勻變速拋物線勻速直線自由落體4.基本規(guī)律如圖，以拋出點O為坐標原點，以初速度v0方向(

2、水平方向)為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向.v0tgt1.平拋運動的加速度方向與速度方向總垂直.()2.相等時間內(nèi)做平拋運動的物體速度變化量相同.()3.相等時間內(nèi)做平拋運動的物體速度大小變化相同.()1.平拋運動物體的速度變化量提升關鍵能力方法技巧因為平拋運動的加速度為恒定的重力加速度g，所以做平拋運動的物體在任意相等時間間隔t內(nèi)的速度改變量vgt是相同的，方向恒為豎直向下，如圖所示.2.兩個重要推論(1)做平拋運動的物體在任意時刻(任意位置處)，有tan 2tan .(如圖所示)推導：(2)做平拋運動的物體在任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過水平位移的中點，如圖所示，即xB 例1如圖

3、所示，x軸在水平地面上，y軸沿豎直方向.圖中畫出了從y軸上不同位置沿x軸正方向水平拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡.小球a從(0,2L)處拋出，落在(2L,0)處；小球b、c從(0，L)處拋出，分別落在(2L,0)和(L,0)處.不計空氣阻力，下列說法不正確的是A.b和c運動時間相同B.a的運動時間是b的兩倍C.a和b加速度相同D.b的初速度是c的兩倍由于a和b都做平拋運動，豎直方向只受重力，故a和b加速度相同，C正確；b、c的運動時間相同，b的水平位移是c的水平位移的兩倍，則b的初速度是c的初速度的兩倍，D正確.例2(2020全國卷16)如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑

4、沿摩托車前進方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h.若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1，它會落到坑內(nèi)c點.c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點時的動能為E2，該摩托車恰能越過坑到達b點. 等于A.20 B.18 C.9.0 D.3.0考點二與斜面或圓弧面有關的平拋運動已知條件情景示例解題策略已知速度方向從斜面外平拋，垂直落在斜面上，如圖所示，即已知速度的方向垂直于斜面分解速度從圓弧形軌道外平拋，恰好無碰撞地進入圓弧形軌道，如圖所示，即已知速度方向沿該點圓弧的切線方向分解速度已知位移方向從斜面上平拋又落到斜面上，如圖所示，已知位移的方向沿斜面向下分解位移在斜面外平拋，落在斜面

5、上位移最小，如圖所示，已知位移方向垂直斜面分解位移利用位移關系從與圓心等高圓弧上拋出落到半徑為R的圓弧上，如圖所示，水平位移x與R的差的平方與豎直位移的平方之和等于半徑的平方從圓心處拋出落到半徑為R的圓弧上，如圖所示，位移大小等于半徑R例3如圖所示，兩個高度相同的斜面，傾角分別為30和60，小球A、B分別由斜面頂端以相同大小的水平速度v0拋出，若兩球均落在斜面上，不計空氣阻力，則A、B兩球平拋運動過程A.飛行的時間之比為13B.水平位移大小之比為19C.豎直下落高度之比為13D.落至斜面時速度大小之比為13考向1與斜面有關的平拋運動例4如圖所示，從傾角為的足夠長的斜面頂端P以速度v0拋出一個小

6、球，落在斜面上某處Q點，小球落在斜面上的速度與斜面的夾角為，若把初速度變?yōu)?v0，小球仍落在斜面上，則以下說法正確的是A.夾角將變大B.夾角與初速度大小無關C.小球在空中的運動時間不變D.PQ間距是原來間距的3倍末速度與水平方向夾角的正切值tan 2tan ，可知速度方向與水平方向夾角正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，因為位移與水平方向夾角不變，則末速度與水平方向夾角不變，由幾何關系可知不變，與初速度大小無關，A錯誤，B正確.例5如圖所示，傾角為30的斜面體固定在水平地面上，斜面底端正上方某高度處有一小球以水平速度v0拋出，恰好垂直打在斜面上，已知重力加速度為g，不計空氣阻力.下列說法正

7、確的是設小球恰好垂直打到斜面上的時間為t，小球垂直打到斜面上，根據(jù)平拋運動規(guī)律，小球落在斜面上，設拋出點距離水平地面的高度為h，例6如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為.一小球在圓軌道左側的A點以速度v0平拋，恰好沿B點的切線方向進入圓軌道.已知重力加速度為g，不計空氣阻力，則A、B之間的水平距離為考向2與圓弧面有關的平拋運動例7如圖所示，科考隊員站在半徑為10 m的半圓形隕石坑(直徑水平)邊，沿水平方向向坑中拋出一石子(視為質點)，石子在坑中的落點P與圓心O的連線與水平方向的夾角為37，已知石子的拋出點在半圓形隕石坑左端的正上方，且到半圓形隕石坑左端的高度為1

8、.2 m.取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g10 m/s2，不計空氣阻力.則石子拋出時的速度大小為A.9 m/s B.12 m/s C.15 m/s D.18 m/s由題意可知，小石子豎直方向的位移為hh1Rsin 37，根據(jù)公式可得h gt2，代入數(shù)據(jù)解得t1.2 s.小石子水平方向的位移為xRRcos 37，又xv0t，代入數(shù)據(jù)可得石子拋出時的速度大小為v015 m/s，故選C.考點三平拋運動的臨界和極值問題1.平拋運動的臨界問題有兩種常見情形：(1)物體的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度；(2)物體的速度方向恰好達到某一方向.2.解題技巧：在題中找出有關

9、臨界問題的關鍵字，如“恰好不出界”、“剛好飛過壕溝”、“速度方向恰好與斜面平行”、“速度方向與圓周相切”等，然后利用平拋運動對應的位移規(guī)律或速度規(guī)律進行解題.夯實必備知識基礎梳理例8如圖所示，窗子上、下沿間的高度H1.6 m，豎直墻的厚度d 0.4 m，某人在距離墻壁L1.4 m、距窗子上沿h 0.2 m 處的P點，將可視為質點的小物件以垂直于墻壁的速度v水平拋出，要求小物件能直接穿過窗口并落在水平地面上，不計空氣阻力，g10 m/s2.則可以實現(xiàn)上述要求的速度大小是A.2 m/s B.4 m/sC.8 m/s D.10 m/s考向1平拋運動的臨界問題小物件做平拋運動，恰好擦著窗子上沿右側墻邊

10、緣穿過時速度v最大.代入數(shù)據(jù)解得：vmax7 m/s，小物件恰好擦著窗口下沿左側墻邊緣穿過時速度v最小，代入數(shù)據(jù)解得：vmin3 m/s，故v的取值范圍是 3 m/sv7 m/s，故B正確，A、C、D錯誤.例9某科技比賽中，參賽者設計了一個軌道模型，如圖所示.模型放到0.8 m高的水平桌子上，最高點距離水平地面2 m，右端出口水平.現(xiàn)讓小球在最高點由靜止釋放，忽略阻力作用，為使小球飛得最遠，右端出口距離桌面的高度應設計為A.0 B.0.1 mC.0.2 m D.0.3 m考向2平拋運動的極值問題考點四斜拋運動1.定義：將物體以初速度v0 或斜向下方拋出，物體只在 作用下的運動.2.性質：斜拋運

11、動是加速度為g的 曲線運動，運動軌跡是 .3.研究方法：運動的合成與分解(1)水平方向： 直線運動；(2)豎直方向： 直線運動.斜向上方夯實必備知識基礎梳理重力勻變速拋物線勻速勻變速4.基本規(guī)律以斜拋運動的拋出點為坐標原點O，水平向右為x軸的正方向，豎直向上為y軸的正方向，建立如圖所示的平面直角坐標系xOy.初速度可以分解為v0 xv0cos ，v0yv0sin .在水平方向，物體的位移和速度分別為xv0 xt(v0cos )t vxv0 xv0cos 在豎直方向，物體的位移和速度分別為vyv0ygtv0sin gt (1)斜拋運動中的極值提升關鍵能力方法技巧物體落回與拋出點同一高度時，有y0

12、，當45時，sin 2最大，射程最大.所以對于給定大小的初速度v0，沿45方向斜向上拋出時，射程最大.(2)逆向思維法處理斜拋問題對斜上拋運動從拋出點到最高點的運動，可逆過程分析，看成平拋運動，分析完整的斜上拋運動，還可根據(jù)對稱性求解某些問題.例10(2021江蘇卷9)如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時的速度方向相同，下列判斷正確的是A.A比B先落入籃筐B(yǎng).A、B運動的最大高度相同C.A在最高點的速度比B在最高點的速度小D.A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同若研究兩個過程的逆過程，可看成是從籃筐沿同方向斜向上的斜拋運動，落到同一高度上的兩點，則A上升的高度

13、較大，高度決定時間，可知A運動時間較長，即B先落入籃筐中，A、B錯誤；因為兩球拋射角相同，A的射程較遠，則A球的水平速度較大，即A在最高點的速度比B在最高點的速度大，C錯誤；由斜拋運動的對稱性可知，當A、B上升到某一相同高度時的速度方向相同，D正確.例11(2020山東卷16)單板滑雪U形池比賽是冬奧會比賽項目，其場地可以簡化為如圖甲所示的模型：U形滑道由兩個半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個中央的平面直軌道連接而成，軌道傾角為17.2.某次練習過程中，運動員以vM10 m/s的速度從軌道邊緣上的M點沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道，速度方向與軌道邊緣線AD的夾角72.8，騰空后沿軌道邊緣的N

14、點進入軌道.圖乙為騰空過程左視圖.該運動員可視為質點，不計空氣阻力，取重力加速度的大小g10 m/s2，sin 72.80.96，cos 72.80.30.求：(1)運動員騰空過程中離開AD的距離的最大值d；答案4.8 m在M點，設運動員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分速度為v1，由運動的合成與分解規(guī)律得v1vMsin 72.8 設運動員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為a1，由牛頓第二定律得mgcos 17.2ma1 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得d4.8 m (2)M、N之間的距離L.答案12 m在M點，設運動員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分速度為v2，由運動的合成與分解規(guī)律得v2vMcos72.8

15、 設運動員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分加速度為a2，由牛頓第二定律得mgsin 17.2ma2 設騰空時間為t，由運動學公式得聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得L12 m 課時精練1.如圖，拋球游戲中，某人將小球水平拋向地面的小桶，結果球落在小桶的前方.不計空氣阻力，為了把小球拋進小桶中，則原地再次水平拋球時，他可以A.增大拋出點高度，同時增大初速度B.減小拋出點高度，同時減小初速度C.保持拋出點高度不變，增大初速度D.保持初速度不變，增大拋出點高度必備基礎練1234567891011 ，則水平位移為：xv0t .增大拋出點高度，同時增大初速度，則水平位移x增大，不會拋進小桶中，故A錯誤.減小拋出點高度，同

16、時減小初速度，則水平位移x減小，可能會拋進小桶中，故B正確.1234567891011設小球平拋運動的初速度為v0，拋出點離桶的高度為h，水平位移為x，根據(jù)h gt2，可得平拋運動的時間為：t保持初速度不變，增大拋出點高度，則水平位移x增大，不會拋進小桶中，D錯誤.1234567891011保持拋出點高度不變，增大初速度，則水平位移x增大，不會拋進小桶中，故C錯誤.2.(2021浙江1月選考9)某一滑雪運動員從滑道滑出并在空中翻轉時經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所示，每次曝光的時間間隔相等.若運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D處于同一水平高度.下

17、列說法正確的是A.相鄰位置運動員重心的速度變化相同B.運動員在A、D位置時重心的速度相同C.運動員從A到B和從C到D的時間相同D.運動員重心位置的最高點位于B和C中間1234567891011由于運動員的重心軌跡與同速度不計阻力的斜拋小球軌跡重合，故可以利用斜拋運動規(guī)律分析，根據(jù)vgt(其中t為1234567891011曝光的時間間隔)知，相鄰位置運動員重心速度變化相同，所以A項正確；A、D位置速度大小相等，但方向不同，所以B項錯誤；A到B為5個時間間隔，而C到D為6個時間間隔，所以C項錯誤； 根據(jù)斜拋運動規(guī)律，當A、D處于同一水平高度時，從A點上升到最高點的時間與從最高點下降到D點的時間相等

18、，所以C點為軌跡的最高點，D項錯誤.12345678910113.(2021江蘇省1月適應性考試5)某生態(tài)公園的人造瀑布景觀如圖所示，水流從高處水平流出槽道，恰好落入步道邊的游泳池中.現(xiàn)制作一個為實際尺寸 的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度應為實際的123456789101112345678910114.如圖，斜面上a、b、c三點等距，小球從a點正上方O點拋出，做初速度為v0的平拋運動，恰落在b點.若小球初速度變?yōu)関，其落點位于c，則A.v0v2v0B.v2v0C.2v0v3v0123456789101112345678910115.如圖所示，小球甲從A點水平拋出，小球乙從B點自由釋放，兩

19、小球先后經(jīng)過C點時的速度大小相等，速度方向夾角為45，已知A、C高度差為h，不計空氣阻力，由以上條件可知B、A兩點高度差為123456789101112345678910116.如圖所示為四分之一圓柱體OAB的豎直截面，半徑為R，在B點正上方的C點水平拋出一個小球，小球軌跡恰好在D點與圓柱體相切，OD與OB的夾角為60，則C點到B點的距離為123456789101112345678910117.如圖，兩小球P、Q從同一高度分別以v1和v2的初速度水平拋出，都落在了傾角53的斜面上的A點，其中小球P垂直打到斜面上，已知sin 530.8，cos 530.6.則v1、v2大小之比為A.21 B.3

20、2 C.916 D.3291234567891011能力綜合練1234567891011兩小球拋出后都做平拋運動，兩球從同一高度拋出落到同一點，兩小球在豎直方向上的位移相等，小球在豎直方向上都做自由落體運動，8.如圖所示，一豎直圓弧形槽固定于水平地面上，O為圓心，AB為沿水平方向的直徑.若在A點以初速度v1沿AB方向平拋一小球，小球將擊中槽壁上的最低點D點；若A點小球拋出的同時，在C點以初速度v2沿BA方向平拋另一相同質量的小球并也能擊中D點，已知COD60，且不計空氣阻力，則A.兩小球同時落到D點B.兩小球初速度大小之比為 3 C.兩小球落到D點時的速度方向與OD線夾角相等D.兩小球落到D點

21、時的瞬時速率之比為 11234567891011123456789101112345678910119.一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖所示，水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機安裝于臺面左側邊緣的中點，能以不同速率向右側不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h.不計空氣的作用，重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側臺面上，則v的最大取值范圍是1234567891011123456789101110.如圖所示，一小球(視為質點)以速度v從傾角為的斜面底端斜向上拋出，落到斜面上的M點且速度水平向右.現(xiàn)將該小球以2v的速度從斜面底端朝同樣方向拋出，落在斜面上的N點.下列說法正確的是A.落到M和N兩點時間之比大于12B.落到M和N兩點速度之比大于12C.落到N點時速度方向水平向右D.M和N兩點距離斜面底端的高度之比為1212345678910111234567891011由于落到斜面上M點時速度水平向右，故可把小球在空中的運動逆向看成從M點向左的平拋運動，設在M點的速度大