2022高考物理第二輪復(fù)習(xí)專題拋體運(yùn)動(dòng)

專題三恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)

第1講拋體運(yùn)動(dòng)1.平拋運(yùn)動(dòng)的概念

平拋運(yùn)動(dòng)——物體只受重力作用，且初速度v0的方向

水平

(類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，物體所受

恒力

的方向與初速度方向

垂直

)．平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為重力加速度g的

勻變速

曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是

拋物線

.2．平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

(3)做平拋(或類(lèi)平拋)運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長(zhǎng)線一定通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn)

，如圖所示．

(2)做平拋或類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻、任意位置處設(shè)其任意時(shí)刻、任意位置處設(shè)其瞬時(shí)速度與水平方向的夾角為q，位移與水平方向的夾角為φ

，則有tanq=2tanφ，如圖所示．方法指導(dǎo)：1．關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題的處理方法：(1)研究對(duì)象：關(guān)聯(lián)物體的共同點(diǎn)(接觸點(diǎn))．(2)等量關(guān)系：關(guān)聯(lián)物體沿接觸點(diǎn)的彈力方向的速度分量相等．(3)牢牢記?。簩?shí)際速度是合速度．2．處理勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(拋體運(yùn)動(dòng))問(wèn)題的一般方法：運(yùn)動(dòng)的分解與合成，即將勻變速曲線運(yùn)動(dòng)分解為沿合力方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于合力方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行處理．3．處理勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(拋體運(yùn)動(dòng))問(wèn)題的特殊方法：忽略空氣阻力的拋體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，只有重力和靜電場(chǎng)力做功的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能與電勢(shì)能之和守恒．故此類(lèi)問(wèn)題可以用功能關(guān)系處理．1．關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題【例1】一個(gè)半徑為R的半圓柱體沿水平方向向右以速度v0勻速運(yùn)動(dòng)．在半圓柱體上擱置一根豎直桿，此桿只能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示．當(dāng)桿與半圓柱體接觸點(diǎn)P與柱心的連線與豎直方向的夾角為q，求豎直桿運(yùn)動(dòng)的速度．【切入點(diǎn)】以桿與半圓柱體接觸點(diǎn)P為研究對(duì)象．沿接觸點(diǎn)的彈力方向即半徑方向兩物體的速度分量相等．

【解析】設(shè)豎直桿運(yùn)動(dòng)的速度為v1，方向豎直向上，由于彈力方向沿OP方向，所以v0、v1在OP方向的分量相等，即有v0sinq=v1cosq，解得v1=v0tanq.

答案:v0tanq2．重力作用下物體做平拋運(yùn)動(dòng)【例2】(2010·全國(guó)卷Ⅰ)一水平拋出的小球落到一傾角為q的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示．小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過(guò)的距離之比為(

)2．超重和失重問(wèn)題的討論

【例3】(2010·北京卷)如圖，跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過(guò)3.0s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q=37°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m=50kg.不計(jì)空氣阻力．(取sin37°=0.60，cos37°=0.80；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)員落到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．【同類(lèi)變式1】(2011·海南卷)如圖，水平地面上有一個(gè)坑，其豎直截面為半圓．a(chǎn)b為沿水平方向的直徑．若在a點(diǎn)以初速度v0沿ab方向拋出一小球，小球會(huì)擊中坑壁上的c點(diǎn)．已知c點(diǎn)與水平地面的距離為圓半徑的一半，求圓的半徑．

3．恒定外力作用下的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)【例4】質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力(該升力由其他力的合力提供，不含重力)．今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為時(shí)，它的上升高度為h，如圖所示，求：

(1)飛機(jī)受到的升力大??；

(2)從起飛到上升至h高度的過(guò)程中升力所做的功及在高度h處飛機(jī)的動(dòng)能．【點(diǎn)評(píng)】

(1)本題所展示的物理情景是一種“類(lèi)平拋”運(yùn)動(dòng)．因此，將研究平拋運(yùn)動(dòng)的思路和方法合理遷移，再結(jié)合相關(guān)物理知識(shí)便能正確解答此題.(2)本題求解飛機(jī)在高h(yuǎn)處的動(dòng)能是運(yùn)用了運(yùn)動(dòng)學(xué)法和動(dòng)能的定義式，請(qǐng)你運(yùn)用功能關(guān)系進(jìn)行求解．【同類(lèi)變式2】質(zhì)量為1kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，已知該物體在互相垂直方向上的兩分運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象分別如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．2s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為7m/sB．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力大小為3NC．質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為5m/sD．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直【例5】如圖所示，光滑斜面長(zhǎng)為a，寬為b，傾角為q，一物塊A沿斜面左上方頂點(diǎn)P水平射入，恰好從下方頂點(diǎn)Q離開(kāi)斜面，求入射初速度．

【同類(lèi)變式3】如圖所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A，用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，懸索將傷員吊起，在某一段時(shí)間內(nèi)，A、B之間的距離以l=H-t2(式中H為直升機(jī)A離地面的高度，各物理量的單位均為國(guó)際單位制單位)規(guī)律變化，則在這段時(shí)間內(nèi)(

)A．懸索的拉力等于傷員的重力

B．懸索不可能是豎直的

C．傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)

D．傷員做加速度大小增加的直線運(yùn)動(dòng)