2023新教材高考物理二轮专题复习 专题四 运动的合成与分解 平抛运动及类平抛运动教师用书.docx

1、专题四 运动的合成与分解平抛运动及类平抛运动命 题 热 点常 考 题 型(1)曲线运动、运动的合成与分解；(2)平抛运动规律的理解及应用；(3)类平抛运动；(4)实际情境中的抛体运动选择题计算题高频考点能力突破考点一曲线运动的理解和分析1曲线运动2特点(1)F合恒定：做匀变速曲线运动(2)F合不恒定：做非匀变速曲线运动(3)速率变化情况判断例1 2022山东卷(多选)如图所示，某同学将离地1.25 m的网球以13 m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m的P点网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行

2、墙面的速度分量不变重力加速度g取10 m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为()Av5 m/s Bv32 m/sCd3.6 m Dd3.9 m解题心得预测12022河南九师联盟联考如图所示，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，AB水平，长度为2R，BC是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点为了研究空气动力学问题，现将一小球从距AB水平面高2R的E处以一定初速度水平抛出，由于存在水平向右的风的作用力，且该风力为恒力(其他方向空气的作用力不计)，小球恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道，并沿圆弧轨道运动到水平面上已知抛出点距C点的水平距离为R，重力加速度为g，则该过程中小球速度为

3、零位置到B点的距离为()A0.5RBR C1.5RD2R预测22022北京押题卷北京2022年冬奥会，我国选手在单板滑雪U形池比赛中取得了较好的成绩比赛场地可以简化为如图所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和中央平面直轨道连接而成，轨道倾角为18.某次比赛中，质量m50 kg的运动员自A点以vA6 m/s的速度进入U形池，经过多次腾空跳跃，以vM10 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72，腾空后又沿轨道边缘的N点进入轨道运动员可视为质点，不计空气阻力取重力加速度g10 m/s2，sin 720.95，cos 720

4、.31.(1)若A、M两点间的距离l20 m，求运动员从A到M的过程中，除重力外其它力做的功W.(2)运动员自M点跃起后，在M到N的过程中做匀变速曲线运动对于这种较为复杂的曲线运动，同学们可以类比平抛运动的处理方法，将之分解为两个方向的直线运动来处理求：a在运动员从M点到N点的过程中，运动员从M点运动到距离AD最远处所用的时间t；b运动员落回到N点时，速度方向与AD夹角的正切值tan (结果保留三位有效数字)试解 考点二平抛运动1平抛运动的特点(1)合力F合(mg)为恒力(2)初速度v0与F合垂直2解决平抛运动问题的基本思想平抛运动为ag的匀变速运动，基本思想是运动的分解可分解为水平方向的匀速

5、直线运动和竖直方向的自由落体运动例2 2022全国甲卷将一小球水平抛出，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37.重力加速度大小取g10 m/s2，忽略空气阻力求在抛出瞬间小球速度的大小试解 预测32022广东卷如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L.当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从

6、射出至击中积木所用时间为t.不计空气阻力下列关于子弹的说法正确的是()A将击中P点，t大于LvB将击中P点，t等于LvC将击中P点上方，t大于LvD将击中P点下方，t等于Lv预测4跑酷是以日常生活的环境为运动场所的极限运动质量m50 kg的跑酷运动员，在水平高台上水平向右跑到高台边缘，以v0的速度从边缘的A点水平向右跳出，运动时间t10.6 s后落在一倾角为53的斜面B点，速度方向与斜面垂直此时运动员迅速转身并调整姿势，以38v0的速度从B点水平向左蹬出，刚好落到斜面的底端C点假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.求：(1)运动员从高

7、台边缘跳出的水平速度v0大小；(2)从B点落到C点的过程中运动员重力做的功W.试解考点三类平抛运动1类平抛运动有时物体的运动与平抛运动很相似，也是在某方向做匀速直线运动，在另一垂直方向做初速度为零的匀加速直线运动这种运动，像平抛又不是平抛，通常称为类平抛运动2处理类平抛运动的方法与处理平抛运动方法一样，都是“化曲为直”的思想，只是加速度a不同而已例3 2022湖北卷(多选)如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入，并经过点P(a0，b0)若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从O到P运动的时间为t1，到达P点的动能为Ek1.若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实

8、现，粒子从O到P运动的时间为t2，到达P点的动能为Ek2.下列关系式正确的是()At1t2Bt1t2CEk1Ek2 DEk1Ek2解题心得 预测52022四川攀枝花第二次统考如图所示，带等量异种电荷的A、B两板水平放置，在A、B间形成竖直向下的匀强电场a、b两质量相等的粒子从A板左侧边缘处以相同的速度先后飞入电场，粒子a从A、B两板右端连线的中点飞离匀强电场，粒子b从B板右侧边缘处飞离匀强电场，不计粒子重力下列说法中正确的是()A粒子a、b的带电荷量之比为12B电场力对a、b粒子做功之比为12C粒子a、b离开电场时的速度大小之比为12D粒子a、b离开电场时的速度与水平方向之间夹角之比为12预测

9、6如图所示，为了研究带电小球在电场中的运动情况，将涂有导电膏的泡沫小球带上电荷放置于两竖直极板间加速，留出孔洞将小球引出后，进入两水平极板间，两水平极板间加电压U，让小球在电场中发生偏转，按照11的比例拍摄小球运动的频闪照片，测得相邻两个小球的竖直方向距离分别是x1、x2，若已知偏转电场极板长L，两板间距为d，小球的带电荷量为q，质量为m，则小球入射到偏转电场中的初速度为多少？加速电场中两极板间电压为多少？(不考虑小球重力的影响)试解 素养培优情境命题实际情境中的抛体运动情境12022河北邢台4月检测如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，一架国产轰炸机正在进行投弹训练，轰炸机以200 m/s

10、的恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，再飞行5 s后释放炸弹乙炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标不计空气阻力，取重力加速度大小g10 m/s2 ，则下列说法正确的是()A炸弹甲击中目标5 s后，炸弹乙击中目标B炸弹甲和炸弹乙同时击中目标C两击中点间的距离为125 mD释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为1 000 m解题心得情境22022历城二中测评(多选)如图所示，一学生做定点投篮游戏第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角60；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角30；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点不计空气阻力，则从篮球出手到运

11、动到点C的过程中，下列说法正确的是()A运动时间的比值为 31B上升的最大高度的比值为13C在C点时，两球的机械能相等D两球的初动能相等解题心得情境32022北京押题卷2022年北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”如期举行图甲为跳台的K120米(起跳点到K点距离120米)级别标准场地解读图此类比赛并不是只以距离论输赢，而是要以“姿势分”和“距离分”的综合来计算成绩距离分要由距K点的距离确定，运动员正好落在K点时记为60分，未到K点，将所差距离乘以每米的分值，从60分中减去；超过K点，将所超距离乘以每米的分值，然后加上60分如图乙所示为简化的跳台滑雪的K120米雪道示意图，AB

12、段为起滑段，H点为起跳点，HS段为坡体总长度(忽略H点到坡体的高度，坡体近似可以看做倾角为32的斜面，H点为顶点)，PL段为着陆区，K为“K点”(1)若总质量(加装备)为60 kg的运动员，从A点自由滑下到达半径10 m的圆弧末端H点(切线水平)，已知A点和H点的竖直高度h45 m，忽略阻力，求运动员在H点对轨道的压力大小(2)运动员从H点飞出(忽略空气阻力)做平抛运动最后落到PL段，若每米的分值为1.8，请计算滑雪运动员距离分(已知sin 320.53，cos 320.848，tan 320.625，g10ms2)试解专题四运动的合成与分解平抛运动及类平抛运动高频考点能力突破考点一例1解析：

13、建立如图所示的三维坐标系，网球在竖直方向做竖直上抛运动，上升的最大高度h1(8.45-1.25)m7.20 m，所以在击球点竖直方向的分速度v0z2gh112 m/s，上升时间t1v0zg1.2 s，则v0y4.81.2 m/s4m/s，故沿x方向的分速度v0xv02-v0z2-v0y23m/s；到达最高点P与墙壁碰撞后，沿x方向的分速度v0x3m/s，沿y方向的分速度大小变为v 0y40.75 ms3 ms，所以网球碰撞以后的速度大小为vv0x2 +v20y32 m/s，所以B项正确，A项错误下落的时间t2 28.4510 s1.3 s，网球着地点到墙壁的距离dv0yt23.9 m，所以D项

14、正确，C项错误答案：BD预测1解析：小球在运动过程中受重力和风力作用，竖直分运动为自由落体运动，有R12gt2，水平分运动为匀减速直线运动设初速度为v0，因小球恰能无碰撞地进入圆弧轨道，说明小球运动到C处时，水平分速度恰好减小到零，故有Rv0+02t，得v02gR；设风力大小为F，根据牛顿第二定律得aFm，有v022aR，得Fmg.对整个运动过程，由动能定理有mg2R-F(2Rx)-12mv02，解得xR，故选项B正确答案：B预测2解析：(1)对于运动员从A到M过程，根据动能定理有mgl sin 18W12mvM2-12mvA2解得W-1 500 J.(2)a.将运动员的运动沿平行于AD和垂直

15、于AD两个方向进行分解，均为匀变速直线运动在垂直于AD方向初速度vy0vM sin 72，加速度ayg cos 18，当运动员该方向的速度为0时，距离AD最远，则有tvy0ay1 s.b在垂直于AD方向上，远离AD和返回AD的过程具有对称性，即运动员到达N点时，垂直于AD的分速度vyvy0vM sin 72，且运动的总时间tMN2t2 s在平行于AD方向初速度vx0vM cos 72加速度axg sin 18运动员到达N点时，平行于AD的分速度vxvx0axtMN所以速度方向与AD夹角的正切值tan vyvx1.02.答案：(1)-1 500 J(2)a.1 sb1.02考点二例2解析：依题意

16、，相邻两球影像间隔的时间t4t00.2 s设初速度大小为v0，如图所示：由O到A，水平方向：x1v0t竖直方向：y112gt2又s1x12+y12 由A到B，水平方向：x2v0t竖直方向：y212g(2t)2-12gt2又s2x22+y22 s1s237联立解得v0255 m/s.答案：255 m/s预测3解析：由于子弹水平射出后做平抛运动，小积木做自由落体运动，二者竖直方向运动状态相同，所以将击中P点子弹水平方向做匀速直线运动，由Lvt可得tLv，B项正确答案：B预测4解析：(1)假设运动员刚落在B点时竖直方向的速度为vy，运动员从A点落到B点，有：vygt1v0vy tan 53得v08

17、m/s.(2)运动员从B点落到C点，做平抛运动在此过程中，有：水平位移x38v0t2竖直位移y12gt22又tan 53yx，Wmgy得W1 600 J.答案：(1)8 m/s(2)1 600 J考点三例3解析：该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据txv可知t1t2，A正确，B错误；该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，到达P点时速度大于v0；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，到达P点时

18、速率等于v0，而根据Ek12mv2可知Ek1Ek2，C错误，D正确答案：AD预测5解析：设板长为L，带电粒子在电场中做类平抛运动则竖直方向偏转位移为y12at2qEL22mv02 由于粒子的质量相等、初速度相等，偏转位移之比为12，则粒子a、b的带电荷量之比为12，故A正确；根据电场力做功的计算公式可得WqEy，则电场力对a、b粒子做功之比为14，故B错误；根据动能定理可得qEy12mv2-12mv02解得粒子离开电场的速度大小为v v02 +2qEym粒子a、b离开电场时的速度大小之比不等于12，故C错误；根据类平抛运动中速度方向反向延长线过水平位移的中点，可得tan ad2L2dL，tan

19、 bdL22dL，tan atan b12，但是角度之比不等于12，故D错误答案：A预测6解析：由已知条件，在偏转电场中，竖直方向为匀加速直线运动，则连续相等时间内的位移之差为：xaT2又因为竖直与水平方向具有等时性，TL3v0则：x2-x1qUL29mdv02 v0qUL29mdx2-x1在电场中加速，由动能定理得：U1q12mv02则：U1UL218dx2-x1答案：见解析素养培优情境命题情境1解析：飞机做匀速直线运动，炸弹做平抛运动，所以炸弹一直在飞机的正下方，故炸弹甲和乙击中竖直峭壁上的目标的时间间隔为零，即炸弹甲和炸弹乙同时击中目标，选项B正确，A错误；平抛运动的竖直分运动是自由落体

20、运动，设甲与乙飞行的时间分别为t1和t2，竖直距离分别为h1、h2，两击中点间的距离为H，根据位移公式有h112gt12 ，h212gt22，其中t1-t25 s，Hh1-h2，联立可得H5gt1+t22(m)25(t1t2)(m)，因不确定t1、t2的具体数值，故无法解得两击中点间的距离，选项C错误；释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为xv0t1v0(t25 s)1 000 m，选项D错误答案：B情境2解析：对第一次出手，有tan 302y1x对第二次出手，有tan 602y2x联立可得y1y213且对第一次出手，有y112gt12对第二次出手，有y212gt22联立可得t1t21333，

21、A错误，B正确；对第一次出手，有vy12t1y1，v1vy1sin30，vx1vy1tan30对第二次出手，有vy22t2y2，v2vy2sin60，vx2vy2tan60联立可得v1v2，vx13vx2因二者初速度相同，则初动能相同，但速度在水平方向上的分量不同，则打在篮板上的末速度不同，则在C点时，两球的机械能不同，C错误，D正确答案：BD情境3解析：(1)对人从A到H，由动能定理得mgh12mv02可得v02gh30 m/s在H点处FN-mgmv02 R得FN6 000 N由牛顿第三定律得，对轨道的压力为6 000 N，方向竖直向下(2)HS段坡体视为倾角为32的斜面，运动员最终落到斜面上，易得水平位移为xv0t竖直位移为y12gt2tan 3212gt2v0t，可得t3.75 s运动员在HS段长度xv0tcos32132.7 m运动员所得距离分为60(132.7-120)1.882.86答案：(1)6 000 N(2)82.86