平拋運(yùn)動(dòng)（斜面上的平拋和平拋的臨界問(wèn)題） 課件 高中物理人教版必修第二冊(cè)

5.2平拋運(yùn)動(dòng)

（斜面上的平拋和平拋的臨界問(wèn)題）人教版高中物理必修二第五章曲線運(yùn)動(dòng)一、斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)例題1：如圖所示，從傾角為θ的斜面上的A點(diǎn)，以水平速度v0拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上B點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？

構(gòu)建位移的矢量三角形——分解位移由①②③解得

小球做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向：豎直方向：①②③變式1：如圖所示，小球以v0正對(duì)傾角為θ的斜面水平拋出，若小球到達(dá)斜面的位移最小，則飛行時(shí)間t為(重力加速度為g)()．

構(gòu)建位移的矢量三角形——分解位移D一、斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法：在斜面上以不同的初速度水平拋出的物體，若落點(diǎn)仍在斜面上，則存在以下規(guī)律：(1)物體的豎直位移與水平位移之比是同一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)等于斜面傾角的正切值；(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與初速度成正比，位移與初速度的平方成正比；(3)物體落在斜面上，位移方向相同，都沿斜面方向；(4)當(dāng)物體的速度方向與斜面平行時(shí)，物體離斜面的距離最遠(yuǎn)，時(shí)間為總時(shí)間的一半。例題2：如圖以10m/s的水平初速度拋出的物體，飛行一段時(shí)間后，垂直地撞在傾角為θ=30°的斜面上，則物體的飛行時(shí)間為多少？(g=10m/s2)

構(gòu)建速度的矢量三角形——分解速度由①②③解得小球做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向：豎直方向：①②③一、斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)與斜面相關(guān)聯(lián)的平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法與技巧:(1)如果知道速度的大小或方向，應(yīng)首先考慮分解速度。(2)如果知道位移的大小或方向，應(yīng)首先考慮分解位移。(3)如果已知速度的大小或方向，求解位移相關(guān)量；或反過(guò)來(lái)，已知位移的大小或方向，求解速度相關(guān)量。則通常用到關(guān)系式：2tanθ=tanα(4)兩種分解方法：①沿水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；②沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直斜面方向的勻減速運(yùn)動(dòng)。一、斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)常見(jiàn)模型：到斜面的位移最短分解速度分解位移二、平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界、極值問(wèn)題在平拋運(yùn)動(dòng)中,由于時(shí)間由高度決定,水平位移由高度和初速度決定,因而在越過(guò)障礙物時(shí),有可能會(huì)出現(xiàn)恰好過(guò)去或恰好過(guò)不去的臨界狀態(tài),還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移的極值等情況。臨界點(diǎn)的確定(1)題中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過(guò)程中存在著臨界點(diǎn)；(2)題中有“取值范圍”“多長(zhǎng)時(shí)間”“多大距離”等詞語(yǔ),表明題述過(guò)程中存在著起止點(diǎn),而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn)；(3)題中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過(guò)程中存在著極值點(diǎn),這些極值點(diǎn)也往往是臨界點(diǎn)。例題1：如圖所示，排球場(chǎng)的長(zhǎng)為18m，其網(wǎng)的高度為2m(網(wǎng)未畫(huà)出)。運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3m遠(yuǎn)的線上。正對(duì)網(wǎng)前豎直跳起，把球垂直于網(wǎng)水平擊出(g取10m/s2)。(1)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為2.5m，問(wèn)球被水平擊出時(shí)的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界？(2)若擊球點(diǎn)的高度小于某個(gè)值，那么無(wú)論球被水平擊出時(shí)的速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界，試求出此高度。由①②式解得：v1≈9.5m/s；當(dāng)排球恰不出界時(shí)有：x2＝3m＋9m＝12m＝v2t2，③h2＝2.5m＝gt22/2，④由③④式解得：v2≈17m/s所以排球不觸網(wǎng)也不出界的速度范圍：9.5m/s≤v0≤17m/s(2)如圖乙所示為排球恰不觸網(wǎng)也恰不出界的臨界軌跡。設(shè)此時(shí)擊球點(diǎn)高度為h，初速度為v，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：一、斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)求解平拋運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題的一般思路(1)確定研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；(2)找出臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的臨界條件；(3)分解速度或位移；(4)若有必要,畫(huà)出臨界軌跡示意圖；(5)應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，結(jié)合臨界條件列式求解。如圖所示，一名跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過(guò)3s落到斜坡上的A點(diǎn)。已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角θ＝37°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m＝50kg，不計(jì)空氣阻力(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)。求：(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L；(2)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大?。?3)運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)飛出到離斜坡距離最遠(yuǎn)所用的時(shí)間。[答案](1)75m

(2)20m/s

(3)1.5s

如圖所示，窗子上下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0.4m，某人在離墻壁L＝1.4m、距窗上沿h＝0.2m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平拋出，要求小物件能直接穿過(guò)窗口并落在水平地面上，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。則可以實(shí)現(xiàn)上述要求的速度大小是(

)A．2m/s B．4m/sC．8m/s D．10m/sC思路引導(dǎo)：解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)小物件做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好擦著窗子上沿右側(cè)穿過(guò)時(shí)v最大。(2)恰好擦著窗子下沿左側(cè)時(shí)速度v最小。

如圖所示，半圓形凹槽的圓心為O點(diǎn)。在與O點(diǎn)等高的邊緣A、B兩點(diǎn)處分別以速度v1、v2水平同時(shí)相向拋出兩個(gè)小球，兩小球恰好落在弧面上的P點(diǎn)。已知∠AOP＝60°，不計(jì)空氣阻力，則以下說(shuō)法中正確的是()A．