2020高考物理大一輪復(fù)習(xí)新課改省份專用講義第四章第22課時(shí)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用題型研究課含答案

1、第22課時(shí)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用(題型研究課)1(2015全國(guó)卷)一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h。不計(jì)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(guò)選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是()2LA.1g6hvL1g6h42v4vLB.1LC.1LD.1ghvg16h2g1h24L12L22g6h4L12L22g6h4L12L22g6h1解析：選D設(shè)以速率v1發(fā)射乒乓球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1剛好落到球網(wǎng)

2、正中間，則豎直方向上有3hh2gt12，水平LL方向上有21v1t1，解得v141gh；設(shè)以速率v2發(fā)射乒乓球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2剛好落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面的兩角處，在豎1直方向上有3h2gt22，在水平方向上有216hL22L12v2t2，解得v224L12L22g。則v的最大取值范圍為vvv，故選項(xiàng)D正確。122.(2017全國(guó)卷)如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直塊以速度v從軌道下端滑入軌道，并從軌道上端水平飛出，小物塊落地點(diǎn)軌道半徑有關(guān)，此距離最大時(shí)對(duì)應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為徑與地面垂直。一小物到軌道下端的距離與g)()16g8gA.v2B.v24g2gv2v2C.D.解析：選

3、B設(shè)軌道半徑為R，小物塊從軌道上端飛出時(shí)的速度為v1，由于軌道光滑，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有111mg2R2mv22mv12，小物塊從軌道上端飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上有xv1t，在豎直方向上有2R2gt2，16R8g22，因此當(dāng)R0，即R時(shí)，x取得最大值，B項(xiàng)正確，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。8g8g解得xv2v4v2v24g備考視角平拋運(yùn)動(dòng)是日常生活中常見的運(yùn)動(dòng)類型，高考考查的題型多為選擇題，難度中等，如果作為一種運(yùn)動(dòng)形式在計(jì)算題中考查，難度較大，再甚至結(jié)合電磁學(xué)考查，則一般為壓軸題。解答平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的關(guān)鍵是建立合理的坐標(biāo)系，對(duì)速度、位移、加速度進(jìn)行合成與分解。命題點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的臨界、極值問(wèn)題典例在

4、真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力場(chǎng)中能量的簡(jiǎn)化裝置如圖所持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為h的探測(cè)屏示，P是個(gè)微粒源，能AB豎直放置，離P點(diǎn)解析(1)由題意可知，微粒在空中飛行做平拋運(yùn)動(dòng)，打在探測(cè)屏AB中點(diǎn)的微粒滿足hgt2解得t3h初速度為v1，豎直方向有2hgt12的水平距離為L(zhǎng)，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h(不計(jì)空氣阻力)。(1)若微粒打在探測(cè)屏AB的中點(diǎn)，求微粒在空中飛行的時(shí)間；(2)求能被探測(cè)屏探測(cè)到的微粒的初速度范圍。3122g。(2)當(dāng)微粒打在探測(cè)屏B點(diǎn)時(shí)，L1t124g解得v1Lh同理，當(dāng)微粒打在探測(cè)屏A點(diǎn)時(shí)，初速度為v2L所以能被屏探測(cè)到的微粒初速度范圍g2hLgvL2

5、hvL4h答案(1)g。3hg(2)Lg4hg2h規(guī)律方法平拋運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題求解的一般思路(1)找出臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的臨界條件。(2)分解速度或位移。(3)若有必要，畫出臨界軌跡。集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)(2019石家莊模擬)如圖所示，一個(gè)電影替身演員準(zhǔn)備跑過(guò)一后水平跳躍并離開屋頂，在另一個(gè)建筑物的屋頂上著地。如果演員在屋頂4.5m/s，那么下列關(guān)于演員能否安全跳到另一個(gè)屋頂?shù)恼f(shuō)法正確的是(g氣阻力)()A演員安全跳到另一個(gè)屋頂是可能的個(gè)建筑物的屋頂，然跑動(dòng)的最大速度是取9.8m/s2，不計(jì)空解析：選BC演員在跳躍過(guò)程中做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向有ygt2，當(dāng)演員降落到另一個(gè)屋頂時(shí)，下落的高g24.9s1.

6、0s，最大水平位移xvmt4.51.0m4.5m6.2m，所以演度y4.9m，所用時(shí)間t2y員不能安全跳到另一個(gè)屋頂，要想安全跳過(guò)去，演員在屋頂跑動(dòng)的最小速度應(yīng)大于m/s，即6.2m/s，故B、C正B演員安全跳到另一個(gè)屋頂是不可能的C如果要安全跳到另一個(gè)屋頂，演員在屋頂跑動(dòng)的最小速度應(yīng)大于6.2m/sD如果要安全跳到另一個(gè)屋頂，演員在屋頂跑動(dòng)的最小速度應(yīng)大于4.5m/s129.86.21.0確。2(2019濟(jì)南模擬)如圖所示，排球場(chǎng)總長(zhǎng)為18m，設(shè)球網(wǎng)高度為2m，運(yùn)動(dòng)員站在網(wǎng)前3m處正對(duì)球網(wǎng)跳起將球水平擊出，球大小不計(jì)，取重力加速度g10m/s2。(1)若擊球高度為2.5m，為使球既不觸網(wǎng)又不

7、出界，求水平擊球的速度范圍；(2)當(dāng)擊球點(diǎn)的高度為何值時(shí)，無(wú)論水平擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界？解析：(1)球被水平擊出后，做平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若正好壓在底線上，則球在空中的飛行時(shí)間t12h01g2sv11122m/st2h0Hg10得球觸網(wǎng)的臨界速度v22310m/s由此得球出界的臨界速度xt1若球恰好觸網(wǎng)，則球在網(wǎng)上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間1sxt2要使球既不觸網(wǎng)又不出界，水平擊球速度v的取值范圍為310m/sv122m/s。(2)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為h，當(dāng)h較小時(shí)，擊球速度過(guò)大會(huì)出界，擊球速度過(guò)小又會(huì)觸網(wǎng)，臨界情況是球剛好擦網(wǎng)而過(guò)，落地時(shí)又恰好壓在底線上，則有x12hgx2hHgx22151x得

8、hH32m1即擊球高度為m時(shí)，球不是觸網(wǎng)就是出界。答案：(1)310m/sv122m/s(2)m32153215命題點(diǎn)二類平拋運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體受到與初速度垂直恒定的合外力時(shí)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與平拋運(yùn)動(dòng)類似，簡(jiǎn)稱類平拋運(yùn)動(dòng)。類平拋運(yùn)動(dòng)的解題方法是，將運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即合外力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求出等效加速度，再利用求解平拋運(yùn)動(dòng)的方法求解相關(guān)問(wèn)題。典例(2019河北正定中學(xué)月考)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室能產(chǎn)生大小和圖所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建m0.5kg的小球以初速度v00.40m/s從O點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)方向均可改變的風(fēng)力。如立xOy直角坐標(biāo)系。質(zhì)量動(dòng)

9、，在02.0s內(nèi)受到一個(gè)沿y軸正方向、大小F10.20N的風(fēng)力作用；小球運(yùn)動(dòng)2.0s后風(fēng)力方向變?yōu)檠貀軸負(fù)方向、大小變?yōu)镕20.10N(圖中未畫出)。求：(1)2.0s末小球在y軸方向的速度大小和2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大小；(2)風(fēng)力F2作用多長(zhǎng)時(shí)間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同。解析(1)設(shè)在02.0s內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則F1ma120s末小球在y軸方向的速度v1a1t1代入數(shù)據(jù)解得v10.8m/s沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移x1v0t11沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的位移y12a1t1220s內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的位移大小s1x12y12代入數(shù)據(jù)解得s10.82m1.1m。(2)設(shè)2.0s后小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，F(xiàn)

10、2的作用時(shí)間為t2時(shí)小球的速度變?yōu)榕c初速度相同，則F2ma20v1a2t2代入數(shù)據(jù)解得t24.0s。答案(1)0.8m/s1.1m(2)4.0s規(guī)律方法類平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題技巧(1)常規(guī)分解法：將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不影響，且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。(2)特殊分解法：對(duì)于有些問(wèn)題，可以過(guò)拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，將加速度a分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向上列方程求解。集訓(xùn)沖關(guān)解析：選C物塊在斜面上的加速度為：agsin，根據(jù)lat2，得：t1.如圖所示的光滑斜面長(zhǎng)為l，

11、寬為b，傾角為，一物塊(可視為質(zhì)P水平射入，恰好從底端Q點(diǎn)離開斜面，則()2lAPQ所用的時(shí)間t2gsin2lBPQ所用的時(shí)間tggsinC初速度v0b2lgD初速度v0b2l122lgsin點(diǎn))沿斜面左上方頂點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；物塊的初b速度為：v0tbgsin2l，故C正確，D錯(cuò)誤。B球飛行的時(shí)間為2h2.(多選)如圖所示，某人從高出水平地面h的山坡上的P點(diǎn)水平夫球，球在飛行中持續(xù)受到恒定的水平風(fēng)力的作用，恰好豎直落入距洞穴Q中。則()A球在飛行中做的是平拋運(yùn)動(dòng)g擊出一質(zhì)量為m的高爾擊球點(diǎn)水平距離為L(zhǎng)的C球被擊出時(shí)的初速度大小為L(zhǎng)2ghmghD球在飛行中受到的水平風(fēng)力大小為L(zhǎng)解析：選BC由于

12、球受到水平方向的風(fēng)力，故球在飛行中做的不是平拋運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；球在豎直方向只受到重力的作用做自由落體運(yùn)動(dòng)，由hgt2，解得t122hg，B項(xiàng)正確；球恰好豎直落入洞穴，說(shuō)明球在水平方向做1勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平均速度公式，有L2v0t，解得v0LmgL小Fh，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2gvh，C項(xiàng)正確；由at0，F(xiàn)ma，解得風(fēng)力大命題點(diǎn)三斜拋運(yùn)動(dòng)1定義將物體以初速度v0斜向上方或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。2運(yùn)動(dòng)性質(zhì)加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡為拋物線。3基本規(guī)律(以斜向上拋為例說(shuō)明，如圖所示)vvcos，xvtcos。vvsin，yvtsingt2。(1)水平方向：做勻速直線運(yùn)動(dòng)，0 x00(2)豎直方向：做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，10y0024平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的相同點(diǎn)(1)都只受到重力作用，加速度相同，相等時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同。(2)都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡都是拋物線。(3)都采用“化曲為直”的運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析問(wèn)題。典例(多選)如圖所示，在水平地面上的A點(diǎn)以速度v1與地面成以速度v2垂直穿入墻壁上的小孔B，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A在B點(diǎn)以跟v2