2024-2025學年新教材高中物理第五章拋體運動章末復習學案新人教版必修2

PAGE1-章末復習學習目標1.理解曲線運動是變速運動,駕馭物體做曲線運動的條件。2.能夠利用運動的合成與分解思想解決小船過河、關聯速度等問題。3.理解平拋運動的規(guī)律,會計算平拋運動的速度及位移,會解決平拋運動相關的實際問題。自主預習(一)曲線運動1.條件:和不在一條直線上。

2.(1)當合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體的速率。

(2)當合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體的速率。

(3)當合力方向與速度方向垂直時,物體的速率。

(二)平拋運動1.平拋運動條件:(1)

(2)

2.平拋運動性質:

3.平拋運動的兩個分運動:①水平方向②豎直方向

課堂探究[情境設問]視頻:思索小鋼球為什么做曲線運動(一)曲線運動的條件[情境設問]視察視頻中小鋼球的運動,從運動和力兩個角度分析小鋼球做曲線運動的緣由。結論1:從動力學角度,當與速度方向不在同始終線時,物體做曲線運動;從運動學角度,當與速度方向不在同始終線時,物體做曲線運動。

(二)兩個直線運動的合成【情境設問】蠟塊在玻璃管中上升的同時隨著滑塊向右運動,蠟塊的實際軌跡會是怎樣的?[思索與探討]1.蠟塊勻速上升的同時又隨著小車向右勻速運動,分析蠟塊的實際運動狀況。2.若蠟塊勻速上升同時又隨著小車向右勻加速運動,蠟塊軌跡會是怎樣的呢?[歸納拓展]結論2:兩個互成角度的直線運動合成分運動分運動合運動勻速直線運動勻速直線運動勻速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動當合初速度與合加速度共線時,物體做運動

當合初速度與合加速度不共線時,物體做運動

(三)平拋運動[科學探究]條件初速度水平,僅受重力作用探討方法化曲為直運動規(guī)律受力特點運動特點速度位移分運動水平方向不受力勻速直線運動vx=v0x=v0t豎直方向受重力作用自由落體運動vy=gty=gt2合運動僅受重力作用勻變速曲線運動v=方向:與水平方向夾角為θtanθ==s==方向:與水平方向夾角為αtanα==圖示結論3:1)飛行時間:由知,時間取決于,與初速度v0。

2)水平射程:x=v0t=v0,即水平射程由和共同確定,與其他因素無關。

3)落地速度vt==。以θ表示落地速度與x軸正方向的夾角,有tanθ==,所以速度也只與和有關。

4)做平拋(或類平拋)運動的物體在隨意時刻任一位置處,設其末速度方向與水平方向的夾角為α,位移與水平方向的夾角為θ,則。

[例題展示]【例題1】一蠟塊置于注滿清水的長玻璃管中,封閉管口后將玻璃管豎直倒置,在蠟塊勻加速上浮的同時,使玻璃管緊貼豎直黑板面沿水平方向向右勻速移動,如圖所示。設坐標系的x、y軸正方向分別為水平向右、豎直向上,則蠟塊相對于黑板的運動軌跡是()【變式訓練1】一物體在光滑水平面上運動,它在x方向和y方向上的兩個分運動的速度—時間圖像分別如圖所示。(計算結果可保留根號)(1)推斷物體的運動性質;(2)計算t=4.5s時物體的速度大小;(3)計算物體在前6s內的位移大小?！纠}2】小船在400m寬的河中橫渡,河水流速是2m/s,船在靜水中的航速是4m/s,要使船航程最短,則船頭的指向和渡河的時間t分別為()A.船頭應垂直指向對岸,t=100sB.船頭應與上游河岸成60°角,t=100sC.船頭應與上游河岸成60°角,t=sD.船頭應與上游河岸成30°角,t=s【變式訓練2】(多選)河水的流速大小與水到河岸的距離有關,河中心水的流速最大,河岸邊緣處水的流速最小?，F假設河的寬度為120m,河中心水的流速大小為4m/s,船在靜水中的速度大小為3m/s。要使船以最短時間渡河,則()A.船渡河的最短時間是24sB.在行駛過程中,船頭始終與河岸垂直C.船在河水中航行的軌跡是一條直線D.船在河水中的最大速度為5m/s【例題3】(多選)物體以速度v0水平拋出,若不計空氣阻力,則當其豎直分位移與水平分位移之比為1∶2時,以下說法中正確的是()A.運動的時間為B.運動的位移為C.豎直分速度等于v0 D.瞬時速度大小為2v0【變式訓練3】以速度v0水平拋出一小球,假如從拋出到某時刻小球的豎直分位移與水平分位移大小相等,以下推斷正確的是()A.此時小球的豎直分速度大小等于水平分速度大小B.此時小球的速度大小為v0C.此時小球速度的方向與位移的方向相同D.小球運動的時間為[小微專題]【例題4】如圖所示,在水平地面上做勻速直線運動的小車,通過定滑輪用繩子吊起一個物體,若小車和被吊的物體在同一時刻速度分別為v1和v2,繩子對物體的拉力為FT,物體所受重力為G,則下面說法正確的是()A.物體做勻速運動,且v1=v2B.物體做加速運動,且v2>v1C.物體做加速運動,且FT>GD.物體做勻速運動,且FT=G【例題5】如圖所示,從傾角為θ的斜面頂端,以初速度v0將小球水平拋出,則小球落到斜面上時的速度大小為()A.v0 B.v0C.v0 D.【例題6】如圖所示,一個電影替身演員打算跑過一個屋頂,然后水平跳動離開屋頂,在下一棟建筑物的屋頂上著地。假如他在屋頂跑動的最大速度是4.5m/s,那么下列關于他能否平安跳過去的說法正確的是(g取10m/s2)()A.他平安跳過去是可能的B.他平安跳過去是不行能的C.假如要平安跳過去,他在屋頂水平跳動速度應大于4.5m/sD.假如要平安跳過去,他在屋頂水平跳動速度應小于4.5m/s[課堂練習]1.做曲線運動的物體,在運動過程中,肯定會發(fā)生改變的物理量是()A.合外力 B.加速度C.速率 D.速度2.讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同的初速度運動,將一條形磁鐵放在桌面的不同位置,小鋼珠的運動軌跡不同,圖中a、b、c、d為其中四條運動軌跡,下列說法正確的是()A.磁鐵放在位置A時,小鋼珠的運動軌跡如圖中c所示B.磁鐵放在位置B時,小鋼珠的運動軌跡如圖中b所示C.通過這個試驗可以探討曲線運動的速度方向D.通過這個試驗可以探究物體做曲線運動的條件3.在長約80~100cm的一段封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個用紅蠟做成的小圓柱體(小圓柱體恰能在管中勻速上浮),將玻璃管的開口端用膠塞塞緊,然后將玻璃管豎直倒置,在紅蠟塊勻速上浮的同時使玻璃管緊貼黑板面在水平方向上向右勻加速移動,你正對黑板面將看到紅蠟塊相對于黑板面的移動軌跡可能是下列選項中的()4.(多選)如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運動,其v-t圖像如圖乙所示,同時人頂著桿沿水平地面運動的x-t圖像如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說法正確的是()A.猴子的運動軌跡為直線B.猴子在0~2s內做勻變速曲線運動C.t=0時猴子的速度大小為8m/sD.猴子在0~2s內的加速度大小為4m/s25.如圖所示,一籃球從離地H高處的籃板上A點以初速度v0水平彈出,剛好在離地h高處被跳起的同學接住,不計空氣阻力。則籃球在空中飛行的()A.時間為B.時間為C.水平位移為v0D.水平位移為v06.一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時,速度方向與斜面垂直,其運動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的距離之比為()A.tanθ B.2tanθC. D.7.(多選)在同一點O水平拋出的三個物體,做平拋運動的軌跡如圖所示,則三個物體做平拋運動的初速度vA、vB、vC的關系和三個物體做平拋運動的時間tA、tB、tC的關系分別是()A.tA>tB>tC B.tA=tB=tCC.vA<vB<vC D.vA>vB>vC8.如圖所示,在某次空投演習中,離地距離為H處的飛機放射一顆導彈,導彈以水平速度v1射出,欲轟炸地面上的目標P,反應靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以速度v2豎直向上放射導彈進行攔截。設飛機放射導彈時與攔截系統(tǒng)的水平距離為s,假如攔截勝利,不計空氣阻力,則v1、v2的關系應滿意()A.v1=v2 B.v1=v2C.v1=v2 D.v1=v29.如圖所示,水平房頂高H=5m,墻高h=3.2m,墻到房子的距離l=3m,墻外公路寬d=10m。欲使小球從房頂水平飛出落在墻外的公路上,求小球離開房頂時的速度v0應滿意的條件。(墻的厚度不計,g取10m/s2)參考答案自主預習(一)1.合力(加速度)方向速度方向2.(1)增大(2)減小(3)不變(二)1.(1)只具有水平初速度(2)物體只受重力2.勻變速曲線運動3.勻速直線運動自由落體運動【課堂探究】(一)[情境設問]合力和速度不共線結論1:合外力加速度(二)[思索與探討]1.向右上做勻速直線運動2.向右上做勻加速曲線運動結論2兩個互成角度的直線運動合成分運動分運動合運動勻速直線運動勻速直線運動勻速直線運動勻速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動勻變速直線運動當合初速度方向與合加速度方向共線時,物體做勻變速直線運動當合初速度方向與合加速度方向不共線時,物體做勻變速曲線運動(三)結論3:1)t=下落高度h無關2)初速度v0下落高度h3)初速度v0下落高度h4)tanα=2tanθ例題展示【例題1】C蠟塊參與了兩個分運動,豎直方向在管中勻加速上浮,水平方向向右勻速直線運動,故它做勻變速曲線運動,蠟塊的合力豎直向上,故它的運動軌跡向上彎曲,A、B、D錯誤,C正確?！咀兪接柧?】(1)勻變速曲線運動(2)10m/s(3)180m解析:(1)由圖可看出,物體沿x方向的分運動為勻速直線運動,vx=30m/s,加速度為0。沿y方向的分運動為勻變速直線運動,初速度沿y軸負方向,vy0=40m/s,加速度不變,ay=m/s2=m/s2,方向沿y軸正方向,合運動的初速度(指向第四象限)與加速度不在同始終線上,故物體做勻變速曲線運動。(2)由圖可知t=4.5s時vx=30m/s,vy=20m/s,得v==10m/s;(3)依據圖像的面積表示位移,在前6s內,可得x軸方向的分位移為sx6=vxt=30×6m=180my軸方向的分位移為sy6=0m故物體在前6s內的位移大小s6=sx6=180m?！纠}2】C解析:當合速度的方向與河岸垂直時,渡河位移最短,設船頭與上游河岸方向的夾角為θ,則cosθ===,所以θ=60°,渡河的位移x=d=400m;依據矢量合成法則,有v合==2m/s,渡河時間t==s=s,C正確?！咀兪接柧?】BD解析:當船頭的指向(即船相對于靜水的航行方向)始終垂直于河岸時,渡河時間最短,且tmin=s=40s,A錯誤,B正確;因河水的流速隨距岸邊距離的改變而改變,則小船的實際航速、航向都在改變,航向改變引起船的運動軌跡不在一條直線上,C錯誤;船在靜水中的速度肯定,則水流速度最大時,船速最大,由運動的合成可知船在河水中的最大速度為5m/s,D正確?！纠}3】B解析:依據題意可得===,解得平拋運動的時間t=,水平位移為x=v0t=,依據平行四邊形定則知,運動的位移s==,豎直分速度為vy=gt=v0,依據平行四邊形定則知,瞬時速度的大小v==v0故B正確,A、C、D錯誤;故選B。【變式訓練3】BD解析:豎直分位移與水平分位移大小相等,有v0t=gt2,t=,豎直方向上的分速度vy=gt=2v0,故A錯誤,D正確;此時小球的速度v==v0,故B正確;速度方向為運動軌跡的切線方向,位移方向為初位置指向末位置的方向,兩方向不同,故C錯誤;故選BD?！纠}4】C解析:A、B、小車的運動可分解為沿繩方向和垂直于繩的方向兩個運動,設兩段繩子夾角為θ,由幾何關系可得v2=v1sinθ,所以v1>v2,故A、B均錯誤。C、D、而θ漸漸變大,故v2漸漸變大,物體有向上的加速度,處于超重狀態(tài),FT>G,故D錯誤,C正確。故選C。【例題5】C解析:小球落到斜面上時依據tanθ===,得t=,豎直分速度vy=gt=2v0tanθ,依據平行四邊形定則得,物體落到斜面上的速度為v==v0。故選C。【例題6】B解析:由h=gt2,x=v0t,將h=5m,x=6.2m代入解得,平安跳過去的最小水平速度v0=6.2m/s。故選項B正確,A、C、D錯誤。課堂練習1.D解析:做曲線運動的物體,所受的合外力和加速度可以不變,如平拋運動;速度大小即速率可以不變,但方向時刻沿切線方向,例如勻速圓周運動,故D正確,A、B、C錯誤;故選D。2.D解析:磁體對小鋼珠有吸引力,當磁鐵放在位置A,即在鋼珠的正前方時,鋼珠所受的合力與速度的方向在一條直線上,所以其運動軌跡為直線,應是b,故選項A錯誤;當磁鐵放在位置B時,小鋼珠運動過程中受到磁體的吸引,小鋼珠漸漸接近磁體,其速度在曲線的切線方向與受力的方向之間,所以其運動軌跡是c,故選項B錯誤;試驗表明,當物體所受合外力的方向跟物體的運動方向不在同始終線上時,物體做曲線運動,即通過這個試驗可以探究物體做曲線運動的條件,故選項D正確,C錯誤。3.C解析:蠟塊參與了兩個分運動,豎直方向在管中以速度v1勻速上浮,水平方向向右勻加速直線運動,速度v2不斷變大,將v1與v2合成,如圖所示,由于曲線運動的速度沿著曲線上該點的切線方向,又由于v1不變,v2不斷變大,故θ不斷變小,即切線方向與水平方向的夾角不斷變小,故C正確。4.BD解析:由題圖乙可知,猴子在豎直方向做初速度為8m/s,加速度大小為a==m/s2=4m/s2的勻減速運動,水平方向做速度大小為vx=m/s=4m/s的勻速運動,其合運動為曲線運動,故猴子在0~2s內做勻變速曲線運動,選項A錯誤,B正確;t=0時猴子的速度大小為v0==m/s=4m/s,選項C錯誤;猴子在0~2s內的加速度大小為4m/s2,選項D正確。5.C解析:依據H-h=gt2知,籃球在空中飛行的時間t=,故A、B錯誤;籃球的水平位移為x=v0t=v0,故C正確,D錯誤。6.D解析:如圖所示,設小球拋出時的初速度為v0,運動時間為t,則vx=v0,vy=,vy=gt,x=v0t,y=,聯立以上各式得=,D正確。