2023版高考物理一轮总复习第四章第2节抛体运动课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第四章第2节抛体运动课件，共58页。PPT课件主要包含了平抛运动及其规律，平抛运动，抛物线，匀速直线，自由落体，1速度关系，v0t，斜抛运动，v0cosθ，v0cosθt等内容，欢迎下载使用。

(1)定义：水平方向抛出的物体只在________作用下运动.(2)性质：平抛运动是加速度为 g 的匀加速曲线运动，其运动轨迹是________.(3)平抛运动的条件：①v0≠0，沿水平方向；②只受________作用.
2.研究方法：用运动的合成和分解的方法研究平抛运
水平方向：____________运动.竖直方向：____________运动.3.基本规律(如图 4-2-1 所示).图 4-2-1
(2)位移关系注：综合(1)、(2)可知 tan β＝2tan α.(3)轨迹方程：y＝________.
1.定义：将物体以速度 v0 斜向上方或斜向下方抛出，物体只在________作用下的运动.2.研究方法：斜抛运动可以看作是水平方向的____________运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动.
3.基本规律(以斜向上抛为例说明，如图 4-2-2 所示).图 4-2-2(1)水平方向：v0x＝________，x＝___________.(2)竖直方向：v0y＝________，y＝________________.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)做平抛运动的物体的速度方向时刻在变化，加速度
(2) 做平抛运动的物体初速度越大，水平位移越大.
)(3)做平抛运动的物体，初速度越大，在空中飞行时间
(4)无论平抛运动还是斜抛运动，都是匀变速曲线运
)(5)做平抛运动的物体，在任意相等的时间内速度的变
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说
A.质量越大，水平位移越大B.初速度越大，落地时竖直方向速度越大C.初速度越大，空中运动时间越长D.初速度越大，落地速度越大
3.一位田径运动员在跳远比赛中以 12 m/s 的速度沿与水平面成 30°角起跳(如图 4-2-3)，在落到沙坑之前，他在
空中滞留的时间约为(g 取 10 m/s2 )(图 4-2-3
4.飞镖是常见的一种娱乐方式，某同学瞄准标靶，水平掷出飞镖，飞镖落在竖直墙上标靶中心点的正上方点 A处，如图 4-2-4 所示.若飞镖掷出后的运动可视为平抛运动，仅改变其中一个因素，使飞镖能落在标靶中心处，以下方
A.离标靶稍近一点B.让飞镖出手速度稍小一些C.飞镖出手点的高度再高一点
D.把标靶的位置往下移动一点答案：B
热点 1 平抛运动的规律[热点归纳]
关于平抛运动必须掌握的四个物理量.
【典题 1】(2021 年河北邯郸模拟)如图 4-2-5，xOy 坐标系的 x、y 轴分别在水平和竖直方向上，其中 b 点的纵、横坐标分别为 a 点纵、横坐标值的 2 倍.从 O 点分别以 vA、vB 的水平初速度抛出 A、B 两个小球，忽略空气阻力，两球在空中都做平抛运动，A 球经过 tA 时间到达 a 点，B 球
经过 tB 时间到达 b 点.下列说法正确的是(
热点 2 有限制条件的平抛运动[热点归纳]
1.平抛运动的临界问题有两种常见情形：(1)物体的最大位移、最小位移、最大初速度、最小初速度；(2)物体的速度方向恰好达到某一方向.
2.解题技巧：在题中找出有关临界问题的关键字，如“恰好不出界”“刚好飞过壕沟”“速度方向恰好与斜面平行”“速度方向与圆周相切”等，然后利用平抛运动对应的位移规律或速度规律进行解题.
【典题 2】山西刀削面堪称“天下一绝”，传统的操作方法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到水平放置的开水锅里.如图 4-2-6 所示，面刚被削离时与锅边缘的高度差 h＝0.45 m，与锅边缘水平距离 L＝0.4 m，锅的半径 R＝0.3 m，若削出的小面条 P(当作质点)的运动可视为平抛运动，重力加速度 g 取 10 m/s2，要使其落入锅中，水平初
速度 v0 的大小可为(
A.1 m/sC.4 m/s
B.3 m/sD.5 m/s
m/s，最大速度为 vmax＝
解析：根据题意，因为削出的小面条 P(当作质点)的运
动可视为平抛运动，则可得竖直方向 h＝
解得 t＝0.3 s，水平方向 x＝v0t，要使其落入锅中，则最小
m/s，ACD 错误，B 正确.
【迁移拓展 1】如图 4-2-7 所示，边长为 a 的正方体无盖盒子放置在水平地面上，O 为直线 A′B′上的一点，且与A′的距离为 a.将小球(可视为质点)从 O 点正上方距离 2a 处以某一速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度为 g.为使小球能落在盒子内部，则小球抛出时的速度不超过
解析：当小球恰好从 C 点落入盒子时水平速度最快，
热点 3 落点在斜面上的平抛运动[热点归纳]
2.抛出点和落点均在斜面上的平抛运动的特点.(1)位移方向相同，竖直位移与水平位移之比等于斜面倾斜角的正切值.(2)末速度方向平行，竖直分速度与水平分速度(初速度)之比等于斜面倾斜角正切值的 2 倍.
(5)当速度与斜面平行时，物体到斜面的距离最远，且从抛出到距斜面最远所用的时间为平抛运动时间的一半.
【典题 3】(2021 年安徽滁州月考)如图 4-2-8 甲所示，随着 2022 年北京冬奥会的脚步越来越近，吸引更多爱好者投入到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一.两名跳雪运动员 a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度之比 va∶vb＝1∶3 沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，如图乙所示.则两名运动员从飞出至落到雪坡上
的整个过程中，下列说法正确的是(
图 4-2-8A.他们飞行时间之比为 3∶1B.他们飞行的水平位移之比为 1∶3C.他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同D.他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为 1∶9
tan β＝tan α，可得β＝α，他们落到雪坡上的瞬时速度方向相同，选项 C 错误；将运动员的运动分解为沿坡面和垂直于坡面的两个方向上，建立直角坐标系，在沿坡面方向做匀加速直线运动，垂直于坡面方向做匀减速直线运动，则
运动员在空中离雪道坡面的最大高度 hmax＝
（v0sin θ）22gcs θ
他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为 1∶9，选项 D 正确.答案：D
对于一个做平抛运动的物体来讲，若知道
某一时刻物体的位移方向，则可将位移分解到水平方向和
平方向的夹角)，确定初速度 v0、运动时间 t 和夹角α间的大小关系.
【迁移拓展2】(多选，2021年广东茂名模拟)如图 4-2-9所示，一小钢球从平台上的 A 处以速度 v0 水平飞出，经 t0时间落在斜坡上 B 处，速度方向恰好沿斜坡向下，又经 t0时间到达坡底 C 处.斜坡 BC 与水平面夹角为 30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则小钢球从 A 到 C 的过程中水平、竖直两方向的分速度 vx 、vy 随时间变化的图像是下图中的
对于一个做平抛运动的物体来说，若知道
了某时刻的速度方向，可以从分解速度的角度来研究：
得出初速度 v0、时间 t、夹角θ之间的关系，进而求解具体问题.
热点 4 落点在曲面上的平抛运动[热点归纳]
2.平抛运动的两个重要推论.(1)做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图 4-2-10 所示即
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻，设其速度方向与水平方向的夹角为θ，位移与水平方向的夹角为α，则 tan θ＝2tan α.如图所示.
【典题 4】(2021 年河北唐山模拟)如图 4-2-11 所示，水平地面固定半径为 5 m 的四分之一圆弧 ABC，O 为圆心.在圆心 O 右侧同一水平线上某点水平向左抛出一个小球，可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的 D 点，D 点到水平地
面的高度为 2 m，g 取 10 m/s2，则小球的抛出速度是(图 4-2-11
解析：小球在竖直方向做自由落体运动，则竖直分速
直击中 D 点，速度反向延长线过圆心，如图 D26 所示：
热点 5 斜抛运动[热点归纳]1.斜抛运动的速度公式(θ为初位置速度与水平方向夹角).两个分速度为 vx＝v0cs θ，vy＝v0sin θ－gt.
2.斜抛运动的位置坐标.
在抛出后 t 秒末时刻，物体的位置坐标为 x＝v0cs θ·
(1)速度对称：相对于轨道最高点两侧对称的两点速度大小相等，或水平方向速度相等、竖直方向速度等大反向(如图 4-2-12).
(2)时间对称：相对于轨道最高点两侧对称的曲线上升
(3)轨迹对称：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称.
【典题 5】(2021 年广东汕头月考)我校组织篮球赛，比赛中一同学将篮球从地面上方 B 点以速度 v0 斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上 A 点，如图 4-2-13 所示.若该同学后撤到与 B 等高的 C 点投篮，还要求垂直击中篮板上 A 点，
不计空气阻力，运动员做法可行的是(图 4-2-13
A.增大抛出速度 v0，同时增大抛射角θB.减小抛出速度 v0，同时增大抛射角θC.减小抛射角θ，同时增大抛射速度 v0D.减小抛射角θ，同时减小抛射速度 v0答案：C
热点 6 实验探究平抛运动的特点【典题 6】(1)为了探究平抛运动的规律，老师做了如下两个演示实验：
①为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图 4-2-14 甲所示装置进行实验.小锤打击弹性金属片，
A 球水平抛出，同时 B 球被松开自由下落.关于该实验，下列说法正确的是________.A.所用两球的质量必须相等
B.只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验
C.应改变装置的高度多次实验
D.本实验也能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动
②如图乙所示，两个相同的弧形轨道 M、N 位于同一竖直面内，其中 N 轨道的末端与光滑的水平地面相切.两个完全相同的小钢球 P、Q 以相同的水平初速度 v0 同时从轨道 M、N 的末端射出，观察到 P 落地时与 Q 相遇.只改变弧形轨道 M 的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象.这说明：_______________________________________
_________________________________________________.
(2)为了进一步研究平抛运动，某同学用如图丙所示的
①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理
的是________.
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表
②甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置 O 为坐标原点建立 xOy 坐标系，如图 4-2-15 所示.从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹符合 y＝ax2 的抛物线.若坐标纸中每小方格的边长为 L，根据图中 M 点的坐标值，可以求出 a＝__________，小球平抛运动的初速度 v0＝________.(重力加速度为 g)
③乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失.他选取轨迹中任意一点 O 为坐标原点，建立 xOy 坐标系(x 轴沿水平方向、y 轴沿竖直方向)，如图 4-2-16 所示.在轨迹中选取 A、B 两点，坐标纸中每小方格的边长仍为 L，重力加速度为 g.由此可知：小球从 O
点运动到 A 点所用时间 t1 与从 A 点运动到 B 点所用时间 t2的大小关系为：t1_______t2(填“>”“<”或“＝”)；小球平抛运动的初速度 v0＝__________，小球平抛运动的初始位置坐标为(__________，__________).
④丙同学将实验方案做了改变，如图 4-2-17 所示，他把桌子搬到墙的附近，调整好仪器，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点.然后等间距地改变桌子与墙的距离，就可以得到多个落点.如果丙同学还有一把刻度尺，他是否可以计算出小球平抛时的初速度？________，请简要阐述理由______
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