江蘇2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天教案_第1頁
江蘇2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天教案_第2頁
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文檔簡介

Mr1

弟曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天

[高考備考指南]

高考(江蘇卷)五年命題情況對(duì)照分析

知能考點(diǎn)

2021年命題分

模塊內(nèi)容20172018201920202021

適應(yīng)考析

第1節(jié)

曲線運(yùn)

曲線運(yùn)

動(dòng)在考

動(dòng)、運(yùn)

運(yùn)動(dòng)的合題中綜

動(dòng)的合

成與分解合性較

成與分

強(qiáng),多

解(年

5與電

??迹?/p>

場、磁

場、機(jī)

T3:T8:械能等

第2節(jié)

T2:平拋平拋T5:平拋進(jìn)行綜

拋體運(yùn)

拋體運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)合,內(nèi)

動(dòng)(5年

運(yùn)動(dòng)的規(guī)的規(guī)律容涉及

4考)

律律實(shí)際生

活、高

科技、

勻速圓周

T7:新能源

運(yùn)動(dòng)、角T6:勻

勻速等問

第3節(jié)速度、線Ts:T6:速圓

圓周題。

圓周運(yùn)速度、向勻速勻速周運(yùn)

運(yùn)動(dòng)萬有引

動(dòng)(5年心加速度圓周圓周動(dòng)的

的應(yīng)力多考

4考)勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)向心

用選擇

運(yùn)動(dòng)的向力

題,一

心力

離心現(xiàn)象般以神

萬有引力舟、天

定律及其宮、嫦

應(yīng)用T6:Ti:T7:娥系列

第4節(jié)T4:萬

環(huán)繞速萬有萬有萬有飛行器

萬有引有引T4:衛(wèi)星

度、第二引力引力引力的成功

力與航力定運(yùn)行參量

和第三宇定律定律定律發(fā)射、

天(5年律的的計(jì)算

宙速度的原的應(yīng)的應(yīng)變軌、

5考)應(yīng)用

經(jīng)典時(shí)空因用用對(duì)接、

觀和相對(duì)回收以

論時(shí)空觀及空間

實(shí)驗(yàn)五探究平拋站問題

運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(5年0作為高

考)考命題

實(shí)驗(yàn)六探究向心的熱

力大小與半徑、角點(diǎn)。

速度、質(zhì)量的關(guān)系(5

年??迹?/p>

物理觀念:合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、圓周

運(yùn)動(dòng)、向心力、向心加速度、線速度、角速度、萬有引力、

宇宙速度、經(jīng)典時(shí)空觀、相對(duì)論時(shí)空觀。

科學(xué)思維:運(yùn)動(dòng)的合成與分解、平拋斜面模型、豎直平面

圓周運(yùn)動(dòng)模型、萬有引力定律、開普勒定律、雙星模型、

核心素養(yǎng)

多星運(yùn)動(dòng)模型。

科學(xué)探究:探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn);探究向心力大小與半徑、

角速度、質(zhì)量的關(guān)系。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:離心現(xiàn)象與行車安全、萬有引力與衛(wèi)星

發(fā)射、變軌、回收。

M5LSW曲線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解

[走進(jìn)教材?夯實(shí)基礎(chǔ)]回顧知識(shí).激活技能

?梳理?必備知識(shí)

一、曲線運(yùn)動(dòng)

i.速度的方向

質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,為沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。

2.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度的方囪時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。

3.曲線運(yùn)動(dòng)的條件

物體的加速度方向跟速度

向不在同一條宜線上

合外力的方向跟物體速度

r方向不在同一條宜線上

二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解

1.遵循的法則

位移、速度、加速度都是矢量,故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則。

2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是等效替代關(guān)系,且具有等時(shí)性和獨(dú)立性。

3.合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷

(士心一人N1變化:非勻變速運(yùn)動(dòng)

加速度(或合外力)才赤始赤法沖E

I不變:勻變速運(yùn)動(dòng)

If共線:直線運(yùn)動(dòng)

加速度(或合外力)方向與速度方向才什妞F理一力

II不共線:曲線運(yùn)動(dòng)

4.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷

兩個(gè)互成角度的分運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)

兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)

一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)

如果v合與a合共線,

兩個(gè)初速度不為零的為勻變速直線運(yùn)動(dòng)

勻變速直線運(yùn)動(dòng)如果。合與。合不共線,

為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

€>激活?基本技能

一、易錯(cuò)易誤辨析(正確的打“,錯(cuò)誤的打“x”)

(1)曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小可能不變。(v)

(2)曲線運(yùn)動(dòng)的加速度可以為零。(X)

(3)合運(yùn)動(dòng)的速度一定大于分運(yùn)動(dòng)的速度。(X)

(4)只要兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)。(X)

(5)船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即為船的合運(yùn)動(dòng),其軌跡與水流速度和船在靜水中的速度

有關(guān)。(J)

(6)船頭指向的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇陟o水中的速度方向。(J)

二、教材習(xí)題衍生

1.(對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解)如圖所示,水平桌面上一小鐵球沿直線運(yùn)動(dòng)。若在

鐵球運(yùn)動(dòng)的正前方A處或旁邊B處放一塊磁鐵,下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說法正確

的是()

A.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.磁鐵放在5處時(shí),小鐵球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D.磁鐵放在8處時(shí),小鐵球做變加速曲線運(yùn)動(dòng)

D[磁鐵放在A處時(shí),小鐵球做變加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;磁鐵

放在B處時(shí),小鐵球做變加速曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。]

2.(運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用)如圖所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中

注滿清水,內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中勻速上浮。在紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上

浮的同時(shí),使玻璃管以速度。水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。紅蠟塊由管口上升到頂端,

所需時(shí)間為A相對(duì)地面通過的路程為心則下列說法正確的是()

A.。增大時(shí),L減小B.。增大時(shí),L增大

C.。增大時(shí),,減小D.。增大時(shí),f增大

B[紅蠟塊沿玻璃管上升的高度和速度不變,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,由合運(yùn)動(dòng)與分

運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性知,玻璃管勻速運(yùn)動(dòng)的速度越大,則合速度越大,合位移越大,選

項(xiàng)B正確。]

[細(xì)研考點(diǎn)?突破題型]重難解惑-直擊高考

考點(diǎn)1曲線運(yùn)動(dòng)條件與軌跡分析《基本考點(diǎn)通關(guān)

L(物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件與特點(diǎn))(2021?江蘇黃橋中學(xué)模擬)關(guān)于物體的受

力和運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()

A.物體在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不變

B.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),某點(diǎn)的加速度方向就是通過這一點(diǎn)曲線的切線方向

C.物體受到變化的合力作用時(shí),它的速度大小一定改變

D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,一定受到與速度不在同一直線上的外力作用

D[如果合力與速度方向不垂直,必然有沿速度方向的分力,速度大小一

定改變,故A錯(cuò)誤;物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),通過某一點(diǎn)的曲線的切線方向是該點(diǎn)

的速度方向,而不是加速度方向,比如平拋運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;物體受到變化的

合力作用時(shí),它的速度大小可以不改變,比如勻速圓周運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;物體

做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是一定受到與速度不在同一直線上的外力作用,故D正確。]

2.(軌跡、速度與加速度關(guān)系)(2021?天一中學(xué)模擬)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),從A

到B速率逐漸減小,如圖所示,有四位同學(xué)用示意圖表示A到B的軌跡及速度

方向和加速度的方向,其中正確的是()

A[由于質(zhì)點(diǎn)的速率逐漸減小,則加速度方向與速度方向

夾角大于90。;因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)中,加速度指向軌跡的“凹側(cè)”,

可知A正確,B、C、D錯(cuò)誤。]

畬規(guī)律總結(jié)

(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度沿軌跡的切線方向,合力指向軌跡凹側(cè),可以

速記為“無力不彎,力速兩邊”,如圖所示。

(2)因?yàn)樗俣炔荒馨l(fā)生突變,所以曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡也不能突變,除非速度和

加速度同時(shí)減小為零并立刻開始沿其他方向加速運(yùn)動(dòng)。

(3)若合外力的方向與速度方向夾角成銳角,則物體速率增大,如圖所示,

若兩者夾角為鈍角,則速率減小。

考點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)的合成與分解A熱門考點(diǎn)突破

1.(合運(yùn)動(dòng)軌跡和性質(zhì)的判斷)(2021?江蘇一模)如圖所示,從勻速運(yùn)動(dòng)的水

平傳送帶邊緣,垂直彈入一底面涂有墨汁的棋子,棋子在傳送帶表面滑行一段時(shí)

間后隨傳送帶一起運(yùn)動(dòng)。以傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閤軸,棋子初速度方向?yàn)閥軸,

以出發(fā)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),棋子在傳送帶上留下的墨跡為()

A[依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,以傳送帶為參考系,棋子在垂直傳送帶方向

做初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),而在平行傳送帶方向做初速度不為零的勻減

速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)矢量的合成與分解法則,合初速度與合加速度共線,所以棋子

在傳送帶上留下的墨跡是直線,又因?yàn)槠遄酉鄬?duì)于傳送帶往后運(yùn)動(dòng),故A正確,

BCD錯(cuò)誤。]

威要點(diǎn)歸納

1.合運(yùn)動(dòng)軌跡和性質(zhì)的判斷方法

(1)若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上,則為直線運(yùn)動(dòng),否

則為曲線運(yùn)動(dòng)。

(2)若合加速度不變,則為勻變速運(yùn)動(dòng);若合加速度(大小或方向)變化,則為

非勻變速運(yùn)動(dòng)。

2.分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

各個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始,同時(shí)結(jié)束,經(jīng)歷時(shí)間相等(不同時(shí)

等時(shí)性

的運(yùn)動(dòng)不能合成)

等效性各分運(yùn)動(dòng)疊加起來與合運(yùn)動(dòng)有完全相同的效果

獨(dú)立性一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)時(shí),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,互不影響

2.(由分運(yùn)動(dòng)的圖像分析物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律)(2021?江蘇鹽城模擬)一質(zhì)量為2kg

的物體在如圖甲所示的xOy平面上運(yùn)動(dòng),在x軸方向上的v-t圖像和在j軸方向

上的s-f圖像分別如圖乙、丙所示,下列說法正確的是()

甲乙丙

A.前2s內(nèi)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

B.物體的初速度為8m/s

C.2s末物體的速度大小為4m/s

D.前2s內(nèi)物體所受的合外力為16N

C[由04圖像可知,物體在x方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),有s4圖像可知,

物體在y方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng);兩個(gè)方向的合成,物體應(yīng)該做類平拋運(yùn)動(dòng),即

勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;x方向初速度為8m/s,y方向上速度為4m/s,二

者合成,其合速度:v^-=^/82+42m/s=4#m/s,故B錯(cuò)誤;2s末物體x方

向速度為0,y方向速度為4m/s,二者合成,其速度大小為4m/s,故C正確;

2

有牛頓第二定律產(chǎn)=?1a得:F=2kgX4m/s=8N,故D錯(cuò)誤。]

畬規(guī)律總結(jié)

1.由x方向的of圖像可以確定質(zhì)點(diǎn)在x方向的初速度及加速度。

2.由y方向的y-f圖像可以確定在y方向的速度。

3.由尸=機(jī)??梢源_定質(zhì)點(diǎn)的合外力。

4.根據(jù)孫與尸的方向關(guān)系可以判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)軌跡。

-~3.(根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡分析物體運(yùn)動(dòng)情況)將一物體由坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度。。拋

出,在恒力作用下軌跡如圖所示,4為軌跡最高點(diǎn),B為軌跡與水平x軸交點(diǎn),

假設(shè)物體到5點(diǎn)時(shí)速度為狽,與x軸夾角為a,0B與x軸夾角為0,已知OA

水平距離xi大于A5水平距離了2,貝(1()

A.物體在8點(diǎn)的速度狽大于初)

B.物體從。到4時(shí)間大于從A到B時(shí)間

C.物體在。點(diǎn)所受合力方向指向第三象限

D.a可能等于小

C[從題圖中可知物體在豎直方向上做初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),

在4點(diǎn)豎直方向速度為零。根據(jù)運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可得,物體從O到4時(shí)間等于從4

到5時(shí)間;在水平方向上做初速度不為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),從。到4和4到

5時(shí)間相等,位移X1>X2,則水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故到5點(diǎn)合外力做負(fù)

功,物體在B點(diǎn)的速度狽<如,A、B錯(cuò)誤;物體在豎直方向的加速度豎直向下,

水平方向加速度水平向左,則合加速度在。點(diǎn)指向第三象限,則合力在。點(diǎn)指

向第三象限,C正確;物體在豎直方向上速度大小相等,方向相反,則vosina

=VBsin0,但是OB<0O,故D錯(cuò)誤。]

畬名師點(diǎn)撥運(yùn)動(dòng)合成和分解的三要點(diǎn)

(1)由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知,合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是各分運(yùn)

動(dòng)的位移、速度、加速度的矢量和。

(2)恒力作用下物體的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)可分解為沿力的方向的勻變速直線運(yùn)

動(dòng)和垂直于力的方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。

(3)兩個(gè)相互垂直方向的分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,這常是處理運(yùn)動(dòng)分解問題的關(guān)

鍵點(diǎn)。

考點(diǎn)3小船渡河問題1核心素養(yǎng)提升

1.船的實(shí)際運(yùn)動(dòng):是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。

2.三種速度:船在靜水中的速度。船、水的流速。水、船的實(shí)際速度

3.兩類問題、三種情景

,/////////////當(dāng)船頭方向垂直河岸時(shí),渡河時(shí)間最短,最短時(shí)間

渡河時(shí)

_d_

間最短Emin一

彩船

如果0船>。水,當(dāng)船頭方向與上游河岸夾角0滿足

,、,

。船cose=v水時(shí),合速度垂直河岸,渡河位移最短,

渡河位......等于河寬d

移最短如果0船<0水,當(dāng)船頭方向(即。船方向)與合速度方

\yf向垂直時(shí),渡河位移最短,等于警

、/

、/0船

[典例]小船在200m寬的河中橫渡,水流速度為2m/s,船在靜水中的航

速是4m/s,求:

⑴若小船的船頭始終正對(duì)對(duì)岸行駛,它將在何時(shí)、何處到達(dá)對(duì)岸?

⑵要使小船到達(dá)河的正對(duì)岸,應(yīng)如何航行?歷時(shí)多長?

(3)小船渡河的最短時(shí)間為多長?

(4)若水流速度是5m/s,船在靜水中的速度是3m/s,則怎樣渡河才能使船

漂向下游的距離最短?最短距離是多少?

[解析](1)小船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),即船隨水漂流的運(yùn)動(dòng)和船在靜水中的運(yùn)

動(dòng)。因?yàn)榉诌\(yùn)動(dòng)之間具有獨(dú)立性和等時(shí)性,故小船渡河的時(shí)間等于垂直于河岸方

向的分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,即

小船沿水流方向的位移

xa=v*f=2X50m=100m

即船將在正對(duì)岸下游100m處靠岸。

(2)要使小船到達(dá)正對(duì)岸,合速度。應(yīng)垂直于河岸,如圖甲所示,則

故〃=60°

即船的航向與上游河岸成60。角,渡河時(shí)間

d200100^3

/=r=4sin60°s=3So

(3)考慮一般情況,設(shè)船頭與上游河岸成任意角如圖乙所示。船渡河的時(shí)

間取決于垂直于河岸方向的分速度v±=v軀sinp,故小船渡河的時(shí)間為t=

J

——,當(dāng)4=90。,即船頭與河岸垂直時(shí),渡河時(shí)間最短,最短時(shí)間加in=50s。

Vasilip

(4)因?yàn)?。觸=3m/sV0*=5m/s,所以船不可能垂直河岸橫渡,不論航向如

何,總被水流沖向下游。如圖丙所示,設(shè)船頭⑦的)與上游河岸成〃角,合速度。

與下游河岸成a角,可以看出:a角越大,船漂向下游的距離/越短。以o本的

矢尖為圓心,以。雅的大小為半徑畫圓,當(dāng)合速度。與圓相切時(shí),a角最大。

則cos,=①=],故船頭與上游河岸的夾角6=53。

O水3

又營=&=近三&代入數(shù)據(jù)解得心267m0

Q0船。據(jù)

[答案】見解析

[跟進(jìn)訓(xùn)練]

角度1最小速度問題

1.(2021?江蘇南京師大附中高考模擬)如圖所示,船從4處開出后沿直線AB

到達(dá)對(duì)岸,若4B與河岸成37。角,水流速度為4m/s,則船從A點(diǎn)開出相對(duì)水

流的最小速度為()

C[船參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),沿船頭指向的分運(yùn)動(dòng)和順

B

水流而下的分運(yùn)動(dòng),其中,合速度。合方向已知,大小未7^

知,順?biāo)鞫碌姆诌\(yùn)動(dòng)0*速度的大小和方向都已知,水流二

沿船頭指向的分運(yùn)動(dòng)的速度。的大小和方向都未知,合速Av*

度與分速度遵循平行四邊形定則(或三角形定則),如圖,當(dāng)。令與。麻垂直時(shí),V

冊(cè)最小,由幾何關(guān)系得到v冊(cè)的最小值為v冊(cè)=o水sin37°=2.4m/s,故C正確,A、

B、D錯(cuò)誤。]

角度2最短時(shí)間問題

2.如圖所示,河水由西向東流,河寬為d=800m,河中各點(diǎn)的水流速度大

小為。水,各點(diǎn)到較近河岸的距離為X,。水與X的關(guān)系為。水=贏(1?/§)("的單

位為m)。讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河,小船劃水速度大小恒為。船=4m/s。

則下列說法正確的是()

亡1一1

東I-一

A.小船渡河的軌跡為直線

B.小船在河水中的最大速度是5m/s

C.小船在距南岸200m處的速度小于在距北岸200m處的速度

D.小船渡河的時(shí)間是160s

B[由題意可知,小船在南北方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在東西方向上先加速,

到達(dá)河中間后再減速,小船的合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),即小船渡河的軌跡為曲線,A

3

錯(cuò)誤;當(dāng)小船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí),東西方向上的分速度最大,為旃X400m/s=3

m/s,此時(shí)小船的合速度最大,可得最大值0m=5m/s,B正確;由o*與x的關(guān)

系可知,水流在距南岸200m處的速度等于在距北岸200m處的速度,故小船

在距南岸200m處的速度等于在距北岸200m處的速度,C錯(cuò)誤;小船的渡河

時(shí)間t=』*=200s,D錯(cuò)誤。]

角度3最短位移問題

3.如圖所示,河水流動(dòng)的速度為。,且處處相同,河寬度為好在船下水

點(diǎn)4的下游距離為。處是瀑布。為了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去),則()

B

A.小船船頭垂直河岸渡河時(shí)間最短,最短時(shí)間為

B.小船軌跡垂直河岸渡河位移最小,渡河速度最大,最大速度為Vmax=

[出+.

b

C.當(dāng)小船沿軌跡45渡河時(shí),船在靜水中的最小速度為。min=等

D.當(dāng)小船沿軌跡AB渡河時(shí),船在靜水中的最小速度為。min=4%

D[當(dāng)小船船頭垂直河岸渡河,時(shí)間最短,最短時(shí)間為/=9,且f必須小

。船

于或等于今故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小船軌跡垂直河岸渡河,位移最小,大小為小但

船頭必須指向上游,合速度不是最大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小船沿軌跡A5運(yùn)動(dòng),船

在靜水中的速度最小時(shí),船頭方向與AB垂直,可得0min=,故選項(xiàng)C

^/a2+62

錯(cuò)誤,D正確。]

段盤拋體運(yùn)動(dòng)

[走進(jìn)教材?分實(shí)基礎(chǔ)]回顧知識(shí),激活■技能

齡梳理?必備知識(shí)

一、平拋運(yùn)動(dòng)

1.定義

將物體以一定的初速度沿水平方向拋出,物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)。

2.性質(zhì)

加速度為重力加速度的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),軌跡是拋物線。

3.條件:加W0,沿水平方向;只受重力作用。

二'平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律

1.研究方法

平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)o

2.基本規(guī)律

(1)位移關(guān)系

三、斜拋運(yùn)動(dòng)

1.定義:將物體以初速度如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.性質(zhì):斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度為。的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。

3.研究方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解

⑴水平方向:勻速直線運(yùn)動(dòng):

(2)豎直方向:勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

4.基本規(guī)律(以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例,如圖所示)

(1)水平方向:vox=rocos0,尸合*=0;

(2)豎直方向:rov=vosin0,F^y=mgo

?激活?基本技能

一、易錯(cuò)易誤辨析(正確的打“,錯(cuò)誤的打“X”)

(1)以一定的初速度水平拋出的物體的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)。(X)

(2)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線,速度方向時(shí)刻變化,加速度方向也可能時(shí)刻

變化。(義)

(3)兩個(gè)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,初速度大的落地時(shí)速度大。(X)

(4)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體初速度越大,在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短。(義)

(5)無論初速度是斜向上方還是斜向下方的斜拋運(yùn)動(dòng)都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。

(V)

二'教材習(xí)題衍生

1.(平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律)從距地面h高度水平拋出一小球,落地時(shí)速度方

向與水平方向的夾角為伍不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,下列結(jié)論中正確的

是()

A.小球初速度為癡^?tan,

B.小球著地速度大小為簿

C.若小球初速度減為原來一半,則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>

D.若小球初速度減為原來一半,則落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角變?yōu)?/p>

20

[答案]B

2.(平拋與斜面的結(jié)合)如圖,轟炸機(jī)沿水平方向勻速飛行,到達(dá)山坡底端

正上方時(shí)釋放一顆炸彈,擊中坡上的目標(biāo)4。已知A點(diǎn)高度為力,山坡傾角為仇

重力加速度為g,由此不能算出的是()

A.轟炸機(jī)的飛行高度

B.轟炸機(jī)的飛行速度

C.炸彈的飛行時(shí)間

D.炸彈投出時(shí)的動(dòng)能

D[設(shè)轟炸機(jī)投彈位置高度為“,炸彈水平位移為X,則“一無=;少,x=

0%得因?yàn)閄=~聯(lián)立解得H=/Z4"^72n,故A

'x2vovotanO'tanO'2tan20,

正確;根據(jù)“一人=;現(xiàn)2可求出炸彈的飛行時(shí)間,再由工=。0上可求出轟炸機(jī)的飛

行速度,故B、C正確;因不知道炸彈的質(zhì)量,不能求出炸彈投出時(shí)的動(dòng)能,故

D錯(cuò)誤。]

3.(斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用)由消防帶水龍頭的噴嘴噴出水的流量是0.28

m3/min,水離開噴口時(shí)的速度大小為16小m/s,方向與水平面夾角為60°,在

最高處正好到達(dá)著火位置,忽略空氣阻力,則空中水柱的高度和水量分別是(重

力加速度g取10m/s2)()

A.28.8m1.12X10-2m3

B.28.8m0.672m3

C.38.4m1.29XIO-2m3

D.38.4m0.776m3

A[水離開噴口后做斜拋運(yùn)動(dòng),將運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解,在豎

直方向上:

巧,=osin0代入數(shù)據(jù)可得為=24m/s

故水柱能上升的高度無=%=28.8m

水從噴出到最高處著火位置所用的時(shí)間V

代入數(shù)據(jù)可得f=2.4s

故空中水柱的水量為V=^X2.4m3=

1.12X10-2m3,A項(xiàng)正確。]

[細(xì)研考點(diǎn)?突破題型]重難解惑?直擊高考

考點(diǎn)1平拋與斜拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律'基本考點(diǎn)通關(guān)

L(對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的理解)在地面上方某點(diǎn)將一小球以一定的初速度沿水平方

向拋出,不計(jì)空氣阻力,則小球在隨后的運(yùn)動(dòng)中()

A.速度和加速度的方向都在不斷改變

B.速度與加速度方向之間的夾角一直減小

C.在相等的時(shí)間間隔內(nèi),速率的改變量相等

D.在相等的時(shí)間間隔內(nèi),動(dòng)能的改變量相等

B[由于不計(jì)空氣阻力,小球只受重力作用,故加速度為g,,

方向不變;小球做平拋運(yùn)動(dòng),速度的方向不斷變化,在任意一段時(shí)

間內(nèi)速度的變化量Ao=gAf,如圖所示,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;設(shè)某時(shí)刻遞VL

度與豎直方向的夾角為0,則tan。=芋=§,隨著時(shí)間f的變大,tan

。變小,選項(xiàng)B正確;由圖可以看出,在相等的時(shí)間間隔內(nèi),速度的改變量

相等,但速率的改變量03——磯。磯一00,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在豎直方向上

位移k=;g1,可知小球在相同的時(shí)間內(nèi)下落的高度不同,根據(jù)動(dòng)能定理,動(dòng)能

的改變量等于重力做的功,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]

2.(平拋運(yùn)動(dòng)推論的應(yīng)用)將小球以某一初速度從4點(diǎn)水平向左拋出,運(yùn)動(dòng)

軌跡如圖所示,5為軌跡上的一點(diǎn)。改變拋出點(diǎn)位置,為使小球仍沿原方向經(jīng)過

5點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,以下做法可能實(shí)現(xiàn)的是()

A.在A點(diǎn)左側(cè)等高處以較小的初速度水平拋出小球

B.在A點(diǎn)右側(cè)等高處以較大的初速度水平拋出小球

C.在4、B兩點(diǎn)間軌跡上某點(diǎn)沿切線向左下方拋出小球

D.在4、5兩點(diǎn)間軌跡上某點(diǎn)以較小的初速度水平向左拋出小球

C[根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論,速度反向延長線過水平位移的中點(diǎn),「二,牙外

如圖,在與4等高處其他位置水平拋出,無論左側(cè)還是右側(cè),只要

經(jīng)過B點(diǎn),則不滿足平拋運(yùn)動(dòng)的推論,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)在A、B

兩點(diǎn)間軌跡上某點(diǎn)沿切線向左下方拋出小球,小球速度等于原小球經(jīng)過該點(diǎn)速

度,則小球軌跡重合,小球能夠沿原方向經(jīng)過5點(diǎn),C項(xiàng)正確;在4、B兩點(diǎn)間

軌跡上某點(diǎn)以較小的初速度水平向左拋出小球,根據(jù)幾何關(guān)系可知:如果沿原方

向經(jīng)過5點(diǎn),小球速度反向延長線不能過水平位移中點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

3.(不同高度平拋后落在同一水平面上的多體平拋問題)如圖所示,小球A、

5分別從2/和/的高度水平拋出后落地,上述過程中A、5的水平位移分別為/

和2/。忽略空氣阻力,貝!|()

B

A.A和B的位移大小相等

B.A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是B的2倍

C.A的初速度是B的;

D.A的末速度比5的小

A[位移為初位置到末位置的有向線段,如圖所示可得§人=鄧+(21)2=下

I,SB=^/Z2+(2Z)2=-\[5l,A和5的位移大小相等,A正確;平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)

時(shí)間是B的6倍,B錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng),在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則vxA

0XB=?=巾點(diǎn),則A的初速度是5的半,C錯(cuò)誤;小球4、5在豎

直方向上的速度分別為0M=2礪,0yB=6面,所以可得。A='J",=

=、'皿,即VA>VB,D錯(cuò)誤。]

4.(同一高度平拋后落在同一豎直面上的多體平拋問題)(2021?江蘇七市二模)

如圖所示,在飛鏢比賽中,某同學(xué)將飛鏢從。點(diǎn)水平拋出,第一次擊中飛鏢盤

上的。點(diǎn),第二次擊中飛鏢盤上的方點(diǎn),忽略空氣阻力,貝!1()

o........在

I,

■,

I,

■,

,_____________________________/

1,/zz//z///zzz//zz//zzz

A.飛鏢第一次水平拋出的速度較小

B.飛鏢第二次拋出時(shí)的動(dòng)能較小

C.飛鏢兩次在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等

D.飛鏢兩次擊中飛鏢盤時(shí)的速度方向相同

B[飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),有:h=^gt2,得:t

知飛鏢第二次下降的高度大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長。由x=vot,X相等,知

飛鏢第二次水平拋出的速度較小,動(dòng)能較小,故A、C錯(cuò)誤,B正確。飛鏢擊中

飛鏢盤時(shí)的速度方向與水平方向夾角正切為:tan?=^=^,知飛鏢第二次拋出

時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長,而初速度較小,可知飛鏢第二次拋出時(shí)擊中飛鏢盤時(shí)的速度方

向與豎直方向的夾角較大,故D錯(cuò)誤。]

5.(斜拋運(yùn)動(dòng))如圖籃球運(yùn)動(dòng)員定點(diǎn)罰球,籃球以與水平面成3的傾角準(zhǔn)確

落入籃筐,速度大小為。,不計(jì)空氣阻力,籃球從投出到落入籃筐過程中()

A.速度逐漸減小

B.最小速度為osin。

C.速度變化量的方向向上

D.投出時(shí)速度與水平方向的夾角大于。

D[投籃過程籃球做斜拋運(yùn)動(dòng),籃球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度最小,整個(gè)過程

速度先減小后增大,故A錯(cuò)誤;籃球速度的水平方向的分量0x=ocos/籃球

運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度最小且等于水平分速度0x=ocos。,故B錯(cuò)誤;由Ao=gf

知,速度變化量Av的方向與g的方向相同,即速度變化量的方向豎直向下,故

C錯(cuò)誤;由tan。=苧,%不變,tan,和馬成正比,根據(jù)題意知,投出時(shí)豎直方

vx

向的速度馬1大于籃球落網(wǎng)時(shí)豎直方向的速度Vy2,所以投出時(shí)速度與水平方向

的夾角大于仇故D正確。]

畬規(guī)僮總結(jié)平拋運(yùn)動(dòng)的重要結(jié)論和推論

(1)飛行時(shí)間

由'='借知,飛行時(shí)間取決于下落高度R與初速度。。無關(guān)。

(2)水平射程

x=zW=o八欄,即水平射程由初速度。。和下落高度力共同決定,與其他

因素?zé)o關(guān)。

(3)落地速度

v=\jv^+v/=-\lv^+2gh,以〃表示落地速度與水平正方向的夾角,有tan0

=察==^,落地速度與初速度。。和下落高度人有關(guān)。

Ux。0

(4)兩個(gè)重要推論

①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長線一定通過此時(shí)水

平位移的中點(diǎn),如圖所示,即腦=生

②做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻,總有tan8=2tana。

考點(diǎn)2有約束條件的平拋運(yùn)動(dòng)《綜合能力提升

1.對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)的約束條件常見的有“斜面”約束和“曲面”約束,解此類

問題的關(guān)鍵:

⑴靈活運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度分解方法。

(2)充分運(yùn)用斜面傾角,找出斜面傾角與位移偏向角、速度偏向角的關(guān)系。

(3)“曲面”約束類要靈活應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的推論。

運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段時(shí)間的加速滑行后從0點(diǎn)水平飛出,經(jīng)過3s落到斜坡上的A

點(diǎn)。已知。點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn),斜坡與水平面的夾角,=37。,運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量機(jī)

50kg,不計(jì)空氣阻力(sin37。=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?)。求:

(1)4點(diǎn)與。點(diǎn)的距離£;

⑵運(yùn)動(dòng)員離開。點(diǎn)時(shí)的速度大小;

(3)運(yùn)動(dòng)員從0點(diǎn)飛出到離斜坡距離最遠(yuǎn)所用的時(shí)間。

審題指導(dǎo):

題干關(guān)鍵獲取信息

從0點(diǎn)水平飛出,不計(jì)空氣

運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)

阻力

經(jīng)過3s落到斜坡上的A點(diǎn)空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為3s,可求出豎直分運(yùn)動(dòng)的位移

結(jié)合豎直分位移可求合位移和水平位移,進(jìn)而求

斜坡與水平面的夾角。=37。

出水平分速度(即初速度)

[解析]⑴運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),有31137。=a1

gt2

L=2sin37O=75m°

(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員離開0點(diǎn)時(shí)的速度為vo,運(yùn)動(dòng)員在水平方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直

Zcos37°

線運(yùn)動(dòng),有Leos37°=oo£,即PO=——~—=20m/so

(3)方法一:運(yùn)動(dòng)員的平拋運(yùn)動(dòng)可分解為沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)(初速度為

初)cos37°、加速度為gsin37°)和垂直斜面方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng)(初速度為初)sin

37。、加速度為geos37。)。當(dāng)垂直斜面方向的速度減為零時(shí),運(yùn)動(dòng)員離斜坡最遠(yuǎn),

有oosin37°=gcos37°寸,解得f=1.5s。

方法二:當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的速度方向平行于斜坡或與水平方向成37。角時(shí),運(yùn)動(dòng)員

離斜坡最遠(yuǎn),有辭=tan37。,Z=1.5s0

[答案](1)75m(2)20m/s(3)1.5s

畬方法技巧與斜面相關(guān)平拋問題的兩個(gè)分解思路

(1)以分解速度為突破口求解平拋運(yùn)動(dòng)問題:若知道某時(shí)刻的速度方向,要

從分解速度的角度來研究,tan。=辭(,為,時(shí)刻速度與水平方向間的夾角),從

而得出初速度。。、時(shí)間人夾角〃之間的關(guān)系,進(jìn)而求解具體問題。

(2)以分解位移為突破口求解平拋運(yùn)動(dòng)問題:若知道某一時(shí)刻物體的位移方

向,則可將位移分解到水平方向和豎直方向,然后利用tana=£1a為f時(shí)刻位

移與水平方向間的夾角),確定初速度。。、時(shí)間八夾角a之間的關(guān)系,進(jìn)而求

解具體問題。

一i跟曲n臻]

角度1物體從空中拋出垂直打在斜面上

1.(2021?株洲模擬)將一小球以水平速度0o=lOm/s從0點(diǎn)向右拋出,經(jīng)由

s小球恰好垂直落到斜面上的4點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,5點(diǎn)是小球做

自由落體運(yùn)動(dòng)在斜面上的落點(diǎn),如圖所示,以下判斷正確的是()

A.斜面的傾角是60。

B.小球的拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度是15m

C.若將小球以水平速度/o=5m/s向右拋出,它一定落在A8的中點(diǎn)P

的上方

D.若將小球以水平速度0’o=5m/s向右拋出,它一定落在A5的中點(diǎn)P

7?0

C[設(shè)斜面傾角為〃,對(duì)小球在A點(diǎn)的速度進(jìn)行分解,有tan〃=萬,解得

〃=30。,A項(xiàng)錯(cuò)誤;小球距過A點(diǎn)水平面的距離為/i=;gf2=15m,所以小球的

拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度肯定大于15m,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若小球的初速度為,o=5

m/s,過A點(diǎn)作水平面,小球落到該水平面的水平位移是小球以初速度vo=10m/s

拋出時(shí)的一半,延長小球運(yùn)動(dòng)的軌跡線,得到小球應(yīng)該落在P、A之間,C項(xiàng)正

確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]

角度2物體從斜面上拋出落在斜面上

7)

2.(2018?全國卷ni)在一斜面頂端,將甲、乙兩個(gè)小球分別以◎和5的速度

沿同一方向水平拋出,兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至

斜面時(shí)速率的()

A.2倍B.4倍

C.6倍D.8倍

A[甲、乙兩球都落在同一斜面上,則隱含做平拋運(yùn)動(dòng)的甲、乙的最終位

移方向相同,根據(jù)位移方向與末速度方向的關(guān)系,即末速度方向與水平方向夾角

的正切值是位移方向與水平方向夾角的正切值的2倍,可得它們的末速度方向也

相同,在速度矢量三角形中,末速度比值等于初速度比值,故A正確。]

3.如圖所示,從傾角為。且足夠長的斜面的頂點(diǎn)A,先后將同一小球以不

同的初速度水平向右拋出,第一次初速度為小球落到斜面上前一瞬間的速

度方向與斜面的夾角為例,第二次初速度為。2,小球落在斜面上前一瞬間的速

度方向與斜面間的夾角為夕2,若02>01,則他和"2的大小關(guān)系是()

A.(p\>(p2B.(pi<(p2

C.01=02D.無法確定

C[根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論,做平拋(或類平拋)運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻或任一

位置時(shí),設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為a,位移與水平方向的夾角為夕,則

tana=2tan由上述關(guān)系式結(jié)合題圖中的幾何關(guān)系可得:tan”+〃)=2tan〃,

此式表明小球的速度方向與斜面間的夾角9僅與。有關(guān),而與初速度無關(guān),因

此外=”,即以不同初速度平拋的物體,落在斜面上各點(diǎn)的速度方向是互相平

行的。故C正確。]

4.如圖所示,在斜面頂點(diǎn)以大小相同的速度。。同時(shí)水平向左與水平向右拋

出兩個(gè)小球4和B,兩側(cè)斜坡的傾角分別為37。和53。,小球均落在坡面上,若

不計(jì)空氣阻力,則A和8兩小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為()

C.3:4D.4:3

B[對(duì)于A球有tan37。=勺=瞿,解得人=生啜包;同理,對(duì)B球有益

2rotan53由此解得,=白,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。]

gIB-IO

角度3落點(diǎn)在圓弧面上的平拋運(yùn)動(dòng)

5.如圖所示,從。點(diǎn)以水平初速度。1、。2拋出兩個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),最

終它們分別落在圓弧上的4點(diǎn)和B點(diǎn),已知04與。8互相垂直,且04與豎直

方向成a角,不計(jì)空氣阻力,則兩小球初速度之比初:3為()

也0V2

A.tanaB.cosa

C.tanay]tanaD.coson/tana

C[設(shè)圓弧半徑為R,兩小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為〃、/2o對(duì)球1:Rsina=viti,

Reosa=^gt^,對(duì)球2:Reosa=v2t2,Rsin<z=;g以,聯(lián)立可得泰=tanayjtana,

C正確。]

6.(2021?宜興中學(xué)模擬)如圖所示,豎直平面內(nèi)平拋的小球恰好與光滑半圓

軌道相切于3點(diǎn),已知拋出點(diǎn)在半圓軌道左端點(diǎn)(4點(diǎn))的正上方,半圓軌道半徑

為R,直線。6與水平面成60。角,重力加速度為g,則下列關(guān)于小球在空中的

運(yùn)動(dòng)的分析正確的是()

D.小球到達(dá)5點(diǎn)時(shí)豎直位移為華

B[小球飛行過程中恰好與半圓軌道相切于8點(diǎn),經(jīng)過5點(diǎn)時(shí)速度方向與

水平方向的夾角為30。,則tan30。=總,小球在5點(diǎn)時(shí)的位移方向與水平方向的

夾角rz的正切值tana=;tan30。=',又知x=R+Rcos60。=當(dāng)?,Vy=2gy,聯(lián)

立解得y=¥匕%'=7坐^,名瞥,小球到達(dá)5點(diǎn)飛行的時(shí)間為f

4=、噤'選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。]

oV

考點(diǎn)3平拋中的臨界、極值問題?綜合能力提升

平拋中常見的“三種”臨界特征

(1)有些題目中有“剛好恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程

中存在著臨界點(diǎn)。

(2)若題目中有“取值范圍”“多長時(shí)間”“多大距離”等詞語,表明題述

的過程中存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn)。

(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過

程中存在著極值,這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn)。

[典例](排球平拋運(yùn)動(dòng)的臨界和極值問題)排球場總長18m,網(wǎng)高2.25m,

如圖所示,設(shè)對(duì)方飛來一球,剛好在3m線正上方被我方運(yùn)動(dòng)員擊回。假設(shè)排

球被擊回的初速度方向是水平的,那么可認(rèn)為排球被擊回時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)。(g

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