資源簡介 (共55張PPT)DIWUZHANG第五章專題強化 平拋運動的臨界問題 類平拋運動1.熟練運用平拋運動規律分析解決平拋運動的臨界問題(重難點)。2.掌握類平拋運動的特點,能運用平拋運動的方法分析類平拋運動(難點)。學習目標一、平拋運動的臨界問題二、類平拋運動專題強化練內容索引平拋運動的臨界問題一與平拋運動相關的臨界情況(1)有些題目中“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程中存在臨界點。(2)如題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語,表明題述過程中存在著“起止點”,而這些“起止點”往往就是臨界點。(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述過程中存在著極值,這些極值也往往是臨界點。 如圖所示,排球場的長度為18 m,其網的高度為2 m,運動員站在離網3 m遠的線上,正對網豎直跳起把球垂直于網水平擊出,設擊球點的高度為2.5 m。(1)請畫出排球剛好不觸網、剛好不出界的示意圖(側視圖);例1答案 見解析如圖所示(2)球被水平擊出時的速度v在什么范圍內才能使球既不觸網也不出界?(g取10 m/s2,不計空氣阻力)答案 見解析根據平拋運動的規律x=v0t和y=gt2,當排球恰好不觸網時有x1=3 m,x1=v1t1,h1=2.5 m-2 m=0.5 m,h1=g,聯立解得v1=3 m/s當排球恰好不出界時有x2=3 m+9 m=12 m,x2=v2t2,h2=2.5 m,h2=g,聯立解得v2=12 m/s。所以球既不觸網也不出界的水平擊出速度范圍是3 m/s總結提升平拋運動臨界問題的分析方法1.確定研究對象的運動性質。2.根據題意確定臨界狀態。3.確定臨界軌跡,畫出軌跡示意圖。4.應用平拋運動的規律,結合臨界條件列方程求解。 (2023·廣州市高一期中)如圖,窗子上、下沿間的高度H=1.05 m,墻的厚度d=0.30 m,某人在離墻壁距離L=1.20 m、距窗子上沿h=0.20 m處的P點,將可視為質點的小物件以速度v水平拋出,小物件能夠直接穿過窗口并落在水平地面上,取g=10 m/s2。則以下v的取值范圍滿足條件的是A.v>7 m/sB.3 m/sC.v<3 m/sD.3 m/s針對訓練√小物件做平拋運動,恰好擦著窗子上沿右側穿過時v最大。此時有L=vmaxt,h=gt2,代入數據解得vmax=6 m/s,恰好擦著窗口下沿左側穿過時速度v最小,則有L+d=vmint',H+h=gt'2,代入數據解得vmin=3 m/s,故v的取值范圍是3 m/s (2024·茂名市高一期末)某同學利用無人機玩投彈游戲。無人機以v0=6 m/s的速度水平向右勻速飛行,在某時刻釋放一個可看成質點的小球,小球剛好落到水平地面上半徑為0.4 m的圓形區域的中心,釋放時無人機到水平地面的距離h=3.2 m,空氣阻力忽略不計,g取10 m/s2。求:(1)小球下落的時間;例2答案 0.8 s由平拋運動的規律得豎直方向位移滿足h=gt2整理得t=解得t=0.8 s(2)小球落地的速度大小;答案 10 m/s小球落地時在豎直方向的速度為vy=gt=8 m/s落地的速度為v==10 m/s(3)要使小球落入圓形區域,v0的取值范圍。答案 5.5 m/s≤v0≤6.5 m/s小球以v0=6 m/s的速度拋出,水平方向的位移為x=v0t=4.8 m故落入圓形區域水平方向最小位移為x-R=v1t最小速度為v1=5.5 m/s落入圓形區域水平方向最大位移為x+R=v2t最大速度為v2=6.5 m/s綜上所述要使小球落入圓形區域,v0的取值范圍為5.5 m/s≤v0≤6.5 m/s返回類平拋運動二如圖所示,將小球以一定的初速度v0從傾角為θ的固定光滑斜面上的O點水平拋出的運動軌跡如圖所示,落地點為P,O點離地高度為h,重力加速度為g。(1)小球在斜面上運動所受合外力方向 ,與初速度方向 ,小球做 ,軌跡為 。 沿斜面向下垂直勻變速曲線運動(或類平拋運動)拋物線(2)求小球在斜面上運動的時間。答案 小球在斜面上運動所受合外力沿斜面向下,小球沿初速度方向做勻速直線運動,沿合外力方向做初速度為零的勻加速直線運動,設加速度為a,由牛頓第二定律:mgsin θ=ma ①由運動學公式=at2 ②聯立①②得:t=(3)求圖中AP兩點間距離。答案 在初速度v0方向小球做勻速直線運動,x=v0t=1.類平拋運動的概念合外力恒定且垂直于初速度方向的運動。2.類平拋運動的兩個特點(1)合外力恒定,但加速度不一定等于重力加速度。(2)初速度方向與合外力垂直,但初速度方向不一定沿水平方向。提煉·總結3.類平拋運動的分析方法(1)初速度v0方向上做勻速直線運動,vx=v0,x=v0t。合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運動,a=,vy=at,y=at2。(2)處理類平拋運動的方法和處理平拋運動的方法類似,但要分析清楚加速度的大小和方向。 (2023·六安市高一期中)如圖所示,一物體在某液體中運動時只受到重力mg和恒定的浮力F的作用,且F=。如果物體從M點以水平初速度v0開始運動,最后落在N點,MN間的豎直高度為h,其中g為重力加速度,則下列說法正確的是A.從M運動到N的時間為B.M與N之間的水平距離為v0C.從M運動到N的軌跡不是拋物線D.減小水平初速度v0,運動時間將變長例3√根據題意可知,物體水平方向不受力,以v0做勻速直線運動,豎直方向上,由牛頓第二定律有mg-F=ma,解得a=g,豎直方向做勻加速直線運動,可知物體做類平拋運動,則從M運動到N的軌跡是拋物線,豎直方向上有h=at2,解得t=,可知運動時間與初速度大小無關,故A、C、D錯誤;設M與N之間的水平距離為x,由平拋運動規律得x=v0,故B正確。返回專題強化練三對一對答案題號 1 2 3 4 5 6 7 8答案 D C C A C C C A題號 9 10答案 (1) (2)L≤v≤L (1) m/s (2)0.6 s題號 11答案 BCD12345678910111.如圖所示,在水平路面上一運動員駕駛摩托車跨越壕溝,壕溝兩側的高度差為0.8 m,水平距離為8 m,則運動員跨過壕溝的初速度至少為(取g=10 m/s2)A.0.5 m/s B.2 m/sC.10 m/s D.20 m/s1234567891011基礎強化練根據x=v0t、y=gt2,將已知數據代入可得v0=20 m/s,故選項D正確。√答案2.利用手機可以玩一種叫“扔紙團”的小游戲。如圖所示,游戲時,游戲者滑動屏幕將紙團從P點以速度v水平拋向固定在水平地面上的圓柱形廢紙簍,紙團恰好從紙簍的上邊沿入簍并直接打在紙簍的底角。若要讓紙團進入紙簍中并直接擊中簍底正中間,下列做法可行的是A.在P點將紙團以小于v的速度水平拋出B.在P點將紙團以大于v的速度水平拋出C.在P點正上方某位置將紙團以小于v的速度水平拋出D.在P點正下方某位置將紙團以大于v的速度水平拋出√1234567891011答案1234567891011在P點將紙團以小于v的速度水平拋出,紙團下降到紙簍上邊沿這段時間內,水平位移變小,紙團不能進入紙簍中,故A錯誤;在P點將紙團以大于v的速度水平拋出,則紙團下降到簍底的時間內,水平位移增大,不能直接擊中簍底的正中間,故B錯誤;答案1234567891011要使紙團進入紙簍且直接擊中簍底正中間,分析臨界狀態可知,最可能的入簍點為左側紙簍上邊沿。若在P點正上方某位置將紙團以小于v的速度水平拋出,根據x=v知,紙團水平位移可以減小且不會與紙簍的左邊沿相撞,紙團有可能擊中簍底正中間,故C正確;同理可得D錯誤。答案3.(2023·達州市高一期末)如圖所示,足夠寬的光滑斜面與水平面的夾角為θ。小球從O點以水平速度v0拋出,落地點為P。保持OO'的距離不變,逐漸增大夾角θ(θ<90°),將小球仍然從O點以相同水平速度v0拋出。不計一切阻力,增大θ的過程中,小球落地點與P點的關系正確的是A.落地點在P點左側,且落地點離P點的距離在變大B.落地點在P點左側,且落地點離P點的距離在變小C.落地點在P點右側,且落地點離P點的距離在變大D.落地點在P點右側,且落地點離P點的距離在變小√1234567891011答案1234567891011小球在光滑斜面上做類平拋運動,將小球的運動分解為沿初速度方向和沿斜面方向,沿初速度方向,有x=v0t,沿斜面方向,有y=at2,a=gsin θ,傾角θ變大,小球下滑的加速度變大,下滑時間變短,所以沿初速度方向的位移變小,落地點會在P點的右側,且落地點離P點的距離在變大,A、B、D錯誤,C正確。答案4.(2024·南充市高一期末)如圖,一心形靶放在水平地面上,心形靶由三個半圓組成,其中大圓半徑R1=0.4 m,小圓半徑R2=0.2 m。飛鏢(視為質點)從大圓圓心O點正上方h=3.2 m處沿各個方向水平拋出,重力加速度取g=10 m/s2,要求飛鏢擊中心形靶(包括邊緣處),則飛鏢初速度最大值為A.0.5 m/s B.0.25 m/sC. m/s D.0.3 m/s1234567891011√答案1234567891011飛鏢做平拋運動,在豎直方向h=gt2,解得t=0.8 s,當水平方向上有最大位移時,飛鏢初速度最大。由題可得,水平方向的最大位移為xm=R1=0.4 m,飛鏢在水平方向上勻速直線運動xm=vmt,解得vm=0.5 m/s,故選A。答案5.如圖所示,M、N是兩塊擋板,擋板M高h'=10 m,其上邊緣與擋板N的下邊緣在同一水平面。從高h=15 m的A點以速度v0水平拋出一小球(可視為質點),A點與兩擋板的水平距離分別為d1=10 m,d2=20 m。N板的上邊緣高于A點,若能使小球直接進入擋板M的右邊區域,則小球水平拋出的初速度v0的大小可能是(g取10 m/s2,空氣阻力不計)A.8 m/s B.4 m/sC.15 m/s D.21 m/s1234567891011√答案1234567891011要讓小球落到擋板M的右邊區域,下落的高度為Δh=h-h'=5 m,由t=得t=1 s,由d1=v01t,d2=v02t,得v0的范圍為10 m/s答案6.(2023·揚州市高一期末)如圖所示是消防車利用云梯(未畫出)進行高層滅火,消防水炮離地的最大高度H=40 m,出水口始終保持水平且出水方向可以水平調節,著火點在高h=20 m的樓層,水平射出的初速度在7.5 m/s≤v0≤20 m/s之間,可進行調節,出水口與著火點不能靠得太近,不計空氣阻力,重力加速度取g=10 m/s2,則A.如果要有效滅火,出水口與著火點間的水平距離x最大為15 mB.如果要有效滅火,出水口與著火點間的水平距離x最小為40 mC.如果出水口與著火點的水平距離x不能小于20 m,則水平射出的初速度最小 為10 m/sD.若該著火點高度為40 m,該消防車仍能有效滅火1234567891011√答案1234567891011出水口與著火點之間的高度差為Δh=20 m,又Δh=gt2,解得t=2 s,又7.5 m/s≤v0≤20 m/s,因此出水口與著火點的水平距離x的范圍為15 m≤x≤40 m,即出水口與著火點間的水平距離x最小為15 m,出水口與著火點間的水平距離x最大為40 m,A、B錯誤;如果出水口與著火點的水平距離x不能小于20 m,由x=v0t可知,水平射出的初速度最小為10 m/s,C正確;如果著火點高度為40 m,著火點與出水口等高,保持出水口水平,則水不能到達著火點,D錯誤。答案7.如圖所示,質量為0.1 kg的小球放在光滑水平面上的P點,現給小球一個水平初速度v0,同時對小球施加一個垂直于初速度的水平恒力F,小球運動1 s后到達Q點,測得P、Q間的距離為1 m,P、Q連線與初速度的夾角為37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,則初速度v0的大小和恒力F的大小分別為A.0.6 m/s,0.12 NB.0.6 m/s,0.16 NC.0.8 m/s,0.12 ND.0.8 m/s,0.16 N1234567891011√答案1234567891011小球做類平拋運動,運動的加速度a=,小球沿初速度方向的位移x=v0t,沿拉力F方向的位移y=at2,根據幾何關系有y=ssin 37°,x=scos 37°,聯立解得v0=0.8 m/s,F=0.12 N,故C正確,A、B、D錯誤。答案8.(2023·常州市高一開學考試)一階梯如圖所示,其中每級臺階的高度和寬度都是0.4 m,一小球(可視為質點)以水平速度v從圖示位置飛出,不計空氣阻力,g取10 m/s2,欲打在第4級臺階上,則v的取值范圍是A. m/sB.2 m/sC. m/sD.2 m/s1234567891011√能力綜合練答案1234567891011若恰好打在第3級臺階的邊緣,則有3h=g,3l=v3t3,解得v3= m/s,若恰好打在第4級臺階的邊緣,則有4h=g,4l=v4t4,解得v4=2 m/s,所以打在第4級臺階上應滿足的條件 m/s答案9.在真空環境內探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖所示。P是個微粒源,能持續水平向右發射質量相同、初速度不同的微粒,高度為h的探測屏AB豎直放置,離P點的水平距離為L,上端A與P點的高度差也為h,已知重力加速度為g。(1)若微粒打在探測屏AB的中點,求微粒在空中飛行的時間;1234567891011答案 答案1234567891011對打在屏中點的微粒有h=gt2,解得t=。答案(2)求能被探測屏探測到的微粒的初速度范圍。1234567891011答案 L≤v≤L答案1234567891011對打在B點的微粒有L=v1t1,2h=g解得v1=L同理,打在A點的微粒初速度v2=L故能被探測屏探測到的微粒初速度范圍為L≤v≤L。答案10.(2023·河南省高一期中)如圖為一游戲中某個環節的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個人造山谷AOB,AO是高h=3 m的豎直峭壁,OB是以A點為圓心的弧形坡,∠OAB=60°,B點右側是一段水平跑道。選手可以自A點借助繩索降到O點后再爬上跑道,但身體素質好的選手會選擇自A點直接躍上水平跑道。選手可視為質點,忽略空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。(1)若選手以速度v0在A點水平跳出后,能落到水平跑道上,求v0的最小值;1234567891011答案 m/s答案1234567891011若選手以速度v0在A點水平跳出后,恰好落在B點,則水平方向有hsin 60°=v0t豎直方向有hcos 60°=gt2解得v0= m/s故選手落在水平跑道上的v0的最小值為 m/s答案(2)若選手以速度v1=4 m/s在A點水平跳出,求該選手在空中的運動時間。1234567891011答案 0.6 s答案1234567891011若選手以速度v1=4 m/s在A點水平跳出,因v1< m/s,選手將落在弧形坡上,設該選手在空中運動的時間為t1下降高度為h1=g水平前進距離x=v1t1又x2+=h2解得t1=0.6 s。答案11.(多選)(2023·廣州市高一期中)如圖所示,乒乓球訓練場上利用乒乓球發球機訓練。發球機位于球臺上一側邊的中點,出球口在球臺上方高度為H處,位于球臺中間的網高為h,球臺尺寸如圖上標注。發球機能向各個方向水平發球,要求發球機水平發出的球能過網,且球落在球臺上,重力加速度為g,不計空氣阻力,1234567891011尖子生選練答案則發球機水平發出的乒乓球A.最大速度為L1B.最小速度為L1C.落到球臺上時的豎直分速度大小為D.從拋出到落到球臺上的最大位移為1234567891011√尖子生選練√√答案1234567891011要求乒乓球能落到對方的球臺上,發球機發出的乒乓球速度最大時,球恰好到達對方球臺的邊角,由H=g=v1t1,得v1=,故A錯誤;當乒乓球恰好過網時,速度最小,由H-h=g,L1=v2t2,解得v2=L1,故B正確;答案1234567891011乒乓球在豎直方向上做自由落體運動,落到球臺上時的豎直分速度為vy=,故C正確;乒乓球恰好到達對方球臺的邊角時,從拋出到落到球臺上的位移最大,由幾何關系可得最大位移為x=,故D正確。返回答案專題強化 平拋運動的臨界問題 類平拋運動[學習目標] 1.熟練運用平拋運動規律分析解決平拋運動的臨界問題(重難點)。2.掌握類平拋運動的特點,能運用平拋運動的方法分析類平拋運動(難點)。一、平拋運動的臨界問題與平拋運動相關的臨界情況(1)有些題目中“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程中存在臨界點。(2)如題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語,表明題述過程中存在著“起止點”,而這些“起止點”往往就是臨界點。(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述過程中存在著極值,這些極值也往往是臨界點。例1 如圖所示,排球場的長度為18 m,其網的高度為2 m,運動員站在離網3 m遠的線上,正對網豎直跳起把球垂直于網水平擊出,設擊球點的高度為2.5 m。(1)請畫出排球剛好不觸網、剛好不出界的示意圖(側視圖);(2)球被水平擊出時的速度v在什么范圍內才能使球既不觸網也不出界?(g取10 m/s2,不計空氣阻力)平拋運動臨界問題的分析方法1.確定研究對象的運動性質。2.根據題意確定臨界狀態。3.確定臨界軌跡,畫出軌跡示意圖。4.應用平拋運動的規律,結合臨界條件列方程求解。針對訓練 (2023·廣州市高一期中)如圖,窗子上、下沿間的高度H=1.05 m,墻的厚度d=0.30 m,某人在離墻壁距離L=1.20 m、距窗子上沿h=0.20 m處的P點,將可視為質點的小物件以速度v水平拋出,小物件能夠直接穿過窗口并落在水平地面上,取g=10 m/s2。則以下v的取值范圍滿足條件的是( )A.v>7 m/s B.3 m/sC.v<3 m/s D.3 m/s例2 (2024·茂名市高一期末)某同學利用無人機玩投彈游戲。無人機以v0=6 m/s的速度水平向右勻速飛行,在某時刻釋放一個可看成質點的小球,小球剛好落到水平地面上半徑為0.4 m的圓形區域的中心,釋放時無人機到水平地面的距離h=3.2 m,空氣阻力忽略不計,g取10 m/s2。求:(1)小球下落的時間;(2)小球落地的速度大小;(3)要使小球落入圓形區域,v0的取值范圍。二、類平拋運動如圖所示,將小球以一定的初速度v0從傾角為θ的固定光滑斜面上的O點水平拋出的運動軌跡如圖所示,落地點為P,O點離地高度為h,重力加速度為g。(1)小球在斜面上運動所受合外力方向 ,與初速度方向 ,小球做 ,軌跡為 。 (2)求小球在斜面上運動的時間。(3)求圖中AP兩點間距離。1.類平拋運動的概念合外力恒定且垂直于初速度方向的運動。2.類平拋運動的兩個特點(1)合外力恒定,但加速度不一定等于重力加速度。(2)初速度方向與合外力垂直,但初速度方向不一定沿水平方向。3.類平拋運動的分析方法(1)初速度v0方向上做勻速直線運動,vx=v0,x=v0t。合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運動,a=,vy=at,y=at2。(2)處理類平拋運動的方法和處理平拋運動的方法類似,但要分析清楚加速度的大小和方向。例3 (2023·六安市高一期中)如圖所示,一物體在某液體中運動時只受到重力mg和恒定的浮力F的作用,且F=。如果物體從M點以水平初速度v0開始運動,最后落在N點,MN間的豎直高度為h,其中g為重力加速度,則下列說法正確的是( )A.從M運動到N的時間為B.M與N之間的水平距離為v0C.從M運動到N的軌跡不是拋物線D.減小水平初速度v0,運動時間將變長答案精析例1 見解析解析 (1)如圖所示(2)根據平拋運動的規律x=v0t和y=gt2,當排球恰好不觸網時有x1=3 m,x1=v1t1,h1=2.5 m-2 m=0.5 m,h1=g,聯立解得v1=3 m/s當排球恰好不出界時有x2=3 m+9 m=12 m,x2=v2t2,h2=2.5 m,h2=g,聯立解得v2=12 m/s。所以球既不觸網也不出界的水平擊出速度范圍是3 m/s針對訓練 B [小物件做平拋運動,恰好擦著窗子上沿右側穿過時v最大。此時有L=vmaxt,h=gt2,代入數據解得vmax=6 m/s,恰好擦著窗口下沿左側穿過時速度v最小,則有L+d=vmint',H+h=gt'2,代入數據解得vmin=3 m/s,故v的取值范圍是3 m/s故選B。]例2 (1)0.8 s (2)10 m/s (3)5.5 m/s≤v0≤6.5 m/s解析 (1)由平拋運動的規律得豎直方向位移滿足h=gt2整理得t=解得t=0.8 s(2)小球落地時在豎直方向的速度為vy=gt=8 m/s落地的速度為v==10 m/s(3)小球以v0=6 m/s的速度拋出,水平方向的位移為x=v0t=4.8 m故落入圓形區域水平方向最小位移為x-R=v1t最小速度為v1=5.5 m/s落入圓形區域水平方向最大位移為x+R=v2t最大速度為v2=6.5 m/s綜上所述要使小球落入圓形區域,v0的取值范圍為5.5 m/s≤v0≤6.5 m/s二、(1)沿斜面向下 垂直 勻變速曲線運動(或類平拋運動) 拋物線(2)小球在斜面上運動所受合外力沿斜面向下,小球沿初速度方向做勻速直線運動,沿合外力方向做初速度為零的勻加速直線運動,設加速度為a,由牛頓第二定律:mgsin θ=ma ①由運動學公式=at2 ②聯立①②得:t=(3)在初速度v0方向小球做勻速直線運動,x=v0t=例3 B [根據題意可知,物體水平方向不受力,以v0做勻速直線運動,豎直方向上,由牛頓第二定律有mg-F=ma,解得a=g,豎直方向做勻加速直線運動,可知物體做類平拋運動,則從M運動到N的軌跡是拋物線,豎直方向上有h=at2,解得t=,可知運動時間與初速度大小無關,故A、C、D錯誤;設M與N之間的水平距離為x,由平拋運動規律得x=v0,故B正確。] 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第五章 專題強化 平拋運動的臨界問題 類平拋運動.pptx 第五章 專題強化 平拋運動的臨界問題 類平拋運動(導學案,含答案).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫