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高考物理 专题一 第三讲 力与曲线运动——平抛运动模型课件PPT
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这是一份高考物理 专题一 第三讲 力与曲线运动——平抛运动模型课件PPT，共59页。PPT课件主要包含了◎高考命题分析，栏目索引，必备知识聚焦，热点命题突破，►建模突破，核心素养提升，专题突破练三等内容，欢迎下载使用。
[诠释题1] (2023·浙江杭州二模)如图所示，是一个小球从水平向右的横风区正上方自由下落的闪光照片，除横风区外，其他位置的空气作用力可不计，则( )A．小球在横风区中水平速度不变B．小球刚进入横风区时加速度水平向右C.小球刚从横风区飞出时速度最大D．小球从横风区飞出后，做匀变速曲线运动
小球刚进入横风区时，受重力和水平向右的风力，根据牛顿第二定律可知加速度方向斜向右下方，且水平方向的速度增大，A、B错误；小球从横风区飞出后，只受重力作用，做匀变速曲线运动，向下运动过程中速度不断增大，所以小球刚从横风区飞出时速度不是最大，C错误，D正确。
[诠释题2] (多选)(2023·河北邯郸统考)2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手最终夺冠。运动员重心的运动过程简化后如图所示，已知B、C两点间的水平距离为A、B两点间水平距离的n倍，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．B、C两点间的竖直高度是A、B两点间竖直高度的n倍B．B、C两点间的竖直高度是A、B两点间竖直高度的n2倍C．到达C点时竖直速度的大小是在A点时竖直速度大小的n倍D．到达C点时竖直速度的大小是在A点时竖直速度大小的n2倍
热点1 运动的合成与分解[练1] (2021·辽宁卷)1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300 m，水流速度3 m/s，木船相对静水速度1 m/s，则突击队渡河所需的最短时间为( )A．75 s B．95 sC．100 s D．300 s
热点2 抛体运动[例1] (2020·山东卷)单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM＝10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 72.8°＝0.96，cs 72.8°＝0.30。求：(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；(2)M、N之间的距离L。
► 解题指导 巧用分解法处理抛体运动问题(1)如图所示，在沿斜面方向与垂直于斜面方向，将运动员的速度、加速度进行分解；运动员离AD距离最大时的速度方向与斜面AD平行。(2)图形剖析
答案：(1)4.8 m (2)12 m
► 建模突破1 与约束面相交的情境
► 建模突破2 与约束面相切的情境
[练4] (2022·全国甲卷)将一个小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7。重力加速度大小取g＝10 m/s2，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
[例2] (2020·全国卷Ⅰ)在一个柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以O为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ＝60°。运动中粒子仅受电场力作用。(1)求电场强度的大小；(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？
(1)求解带电粒子在匀强电场中的运动时，运动和力、功能关系两个途径都适用，选择依据是题给条件，当不涉及时间时选择功能关系，否则必须选择运动和力。(2)带电粒子在非匀强电场中运动时，加速度不断变化，只能选择功能关系求解。
1.物理实质：运动的观念，矢量分解、化繁为简的物理思想，分析综合、推理论证的科学思维。2．育人功能：设置与体育运动、生产劳动或前沿科技相关的情境，引导考生增强健康意识、树立劳动观念，充分体现立德树人的要求。
► 解题指导 巧用分解法处理抛体运动问题(1)如图甲所示，击中P点时网球的速度方向水平，但不与墙壁垂直；将vP进行正交分解，如图乙所示，反弹后瞬间，只有分速度vP⊥变为碰前的0.75。(2)图形剖析
[素养练1] (2021·江苏卷)如图所示，A、B两个篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是( )A．A比B先落入篮筐B．A、B运动的最大高度相同C．A在最高点的速度比B在最高点的速度小D．A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
[素养练2] (2021·河北卷)铯原子钟是精确的计时仪器。图甲中铯原子从O点以100 m/s的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为t1；图乙中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为t2。O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2 m。重力加速度g取10 m/s2，则t1∶t2为( )A．100∶1 B．1∶100C．1∶200 D．200∶1
[诠释题1] (2023·浙江杭州二模)如图所示，是一个小球从水平向右的横风区正上方自由下落的闪光照片，除横风区外，其他位置的空气作用力可不计，则( )A．小球在横风区中水平速度不变B．小球刚进入横风区时加速度水平向右C.小球刚从横风区飞出时速度最大D．小球从横风区飞出后，做匀变速曲线运动
小球刚进入横风区时，受重力和水平向右的风力，根据牛顿第二定律可知加速度方向斜向右下方，且水平方向的速度增大，A、B错误；小球从横风区飞出后，只受重力作用，做匀变速曲线运动，向下运动过程中速度不断增大，所以小球刚从横风区飞出时速度不是最大，C错误，D正确。
[诠释题2] (多选)(2023·河北邯郸统考)2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手最终夺冠。运动员重心的运动过程简化后如图所示，已知B、C两点间的水平距离为A、B两点间水平距离的n倍，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．B、C两点间的竖直高度是A、B两点间竖直高度的n倍B．B、C两点间的竖直高度是A、B两点间竖直高度的n2倍C．到达C点时竖直速度的大小是在A点时竖直速度大小的n倍D．到达C点时竖直速度的大小是在A点时竖直速度大小的n2倍
热点1 运动的合成与分解[练1] (2021·辽宁卷)1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300 m，水流速度3 m/s，木船相对静水速度1 m/s，则突击队渡河所需的最短时间为( )A．75 s B．95 sC．100 s D．300 s
热点2 抛体运动[例1] (2020·山东卷)单板滑雪U形池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM＝10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，sin 72.8°＝0.96，cs 72.8°＝0.30。求：(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；(2)M、N之间的距离L。
► 解题指导 巧用分解法处理抛体运动问题(1)如图所示，在沿斜面方向与垂直于斜面方向，将运动员的速度、加速度进行分解；运动员离AD距离最大时的速度方向与斜面AD平行。(2)图形剖析
答案：(1)4.8 m (2)12 m
► 建模突破1 与约束面相交的情境
► 建模突破2 与约束面相切的情境
[练4] (2022·全国甲卷)将一个小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度s1和s2之比为3∶7。重力加速度大小取g＝10 m/s2，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
[例2] (2020·全国卷Ⅰ)在一个柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以O为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ＝60°。运动中粒子仅受电场力作用。(1)求电场强度的大小；(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？
(1)求解带电粒子在匀强电场中的运动时，运动和力、功能关系两个途径都适用，选择依据是题给条件，当不涉及时间时选择功能关系，否则必须选择运动和力。(2)带电粒子在非匀强电场中运动时，加速度不断变化，只能选择功能关系求解。
1.物理实质：运动的观念，矢量分解、化繁为简的物理思想，分析综合、推理论证的科学思维。2．育人功能：设置与体育运动、生产劳动或前沿科技相关的情境，引导考生增强健康意识、树立劳动观念，充分体现立德树人的要求。
► 解题指导 巧用分解法处理抛体运动问题(1)如图甲所示，击中P点时网球的速度方向水平，但不与墙壁垂直；将vP进行正交分解，如图乙所示，反弹后瞬间，只有分速度vP⊥变为碰前的0.75。(2)图形剖析
[素养练1] (2021·江苏卷)如图所示，A、B两个篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是( )A．A比B先落入篮筐B．A、B运动的最大高度相同C．A在最高点的速度比B在最高点的速度小D．A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同
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