高中物理第2节 平抛运动习题ppt课件

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1.理解平抛运动中位移偏转角和速度偏转角的关系,并能灵活应用。2.掌握平抛运动与斜面相结合的几种情况,会分析解决这类问题。
【情境导引】从坐标原点O以初速度v0水平抛出的物体,经时间t到达A点。(1)求出此时A点的速度方向和t时间内位移的方向,根据所求的结果,你有什么发现?(2)结合以上结论并观察A点速度反向延长线与x轴的交点,你有什么发现?
(2)把A点速度反向延长后与x轴相交于B点,由tan α= tan θ,可知B点为此时水平位移的中点。
【知识点拨】平抛运动的两个推论(1)某时刻速度、位移与初速度方向的夹角分别为θ、α,它们的关系为tan θ=2tan α。(2)平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。
【实例引导】例1如图所示,将一小球从坐标原点沿着水平轴Ox以v0=2 m/s 的速度抛出,经过一段时间到达P点,M为P点在Ox轴上的投影,作小球轨迹在P点的切线并反向延长,与Ox轴相交于Q点,已知QM=3 m,则小球运动的时间为(　　)A.1 s B.1.5 sC.2.5 s D.3 s
解析 由平抛运动推论可知,Q为OM的中点,则从O点运动到P点的过程中,小球发生的水平位移x=OM=2QM=6 m。由于水平方向做匀速直线运动,则小球在这段过程中运动的时间为 ,故选项D正确。答案 D
规律方法 平抛运动问题中时间的求解方法(3)推论法:利用匀变速直线运动的推论Δh=gT2求解时间间隔。
变式训练1如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上,当抛出的速度为v1时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1;当抛出速度为v2时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2,则(　　)A.当v1>v2时,α1>α2B.当v1>v2时,α1<α2C.无论v1、v2关系如何,均有α1=α2D.α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
【情境导引】跳台滑雪是勇敢者的运动。在利用山势特别建造的跳台上,运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,如图所示。运动员从斜坡上的A点水平飞出,落到斜坡上的B点。
(1)根据斜面倾角可以确定运动员在B点位移的方向吗?方向是怎样的?(2)若已知斜坡的倾角和从A点飞出的速度v0,重力加速度为g,你能够求出平抛运动的哪些物理量?
要点提示 (1)根据斜面的倾角可以确定位移的方向,位移方向与水平方向的夹角为θ。(2)根据tan θ= 可求运动时间t,进而求出下落的高度、水平射程,落到B点的速度大小、方向,离开斜坡的最远距离、时间等。
【知识点拨】平抛运动与斜面相结合问题常见的几种情况是:1.由斜面顶端开始,仍落到斜面上。这种情形说明位移沿斜面,即斜面的倾角就是位移与水平方向的夹角。2.由斜面外开始,垂直打在斜面上。这种情形描述了速度的方向,即速度偏转角与斜面倾角互余。
3.由斜面顶端开始,仍落到斜面上,过程中何时距斜面最远。即合速度与斜面平行(速度偏向角等于斜面倾角)的点。原因是在此之前和之后合速度都有垂直斜面的分速度。4.由斜面外开始,要求以最短位移打到斜面上。这种情况描述了位移方向与斜面垂直,位移与水平方向的夹角与斜面倾角互余。
5.由斜面外开始,沿斜面方向落入斜面。这种情况描述了落在斜面上的物体具有的合速度方向为沿斜面的方向。
【实例引导】例2如图所示,AB为斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落在B点,求:AB间的距离和物体在空中飞行的时间。
规律方法 求解平抛运动与斜面相结合问题的方法(1)对于垂直打在斜面上的平抛运动,画出速度分解图;对于重新落在斜面上的平抛运动,画出位移分解图。(2)确定合速度(或合位移)与水平方向的夹角,利用夹角确定分速度(或分位移)的关系。(3)再结合平抛运动在水平方向和竖直方向的位移公式或速度公式列式求解。
变式训练2如图,小球以15 m/s 的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上。g取10 m/s2,tan 53°= 。求:(1)小球在空中的飞行时间。(2)抛出点距落点的高度。
解析 如图所示。由几何关系知,β=90°-37°=53°。
答案 (1)2 s　(2)20 m
1.如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(　　)A.tan φ=sin θB.tan φ=cs θC.tan φ=tan θD.tan φ=2tan θ
2.如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°。在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上。若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为(　　)A.1∶1B.4∶3C.16∶9D.9∶16
3.如图所示,球网上沿高出桌面H,网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中,从左侧 处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球的运动为平抛运动。则乒乓球(　　)A.在空中做变加速直线运动B.在水平方向做匀加速直线运动C.在网的右侧运动的时间是左侧的2倍D.击球点的高度是网高的2倍