[26354678]5.4抛体运动的规律-2020-2021学年高一物理同步课堂帮帮帮(人教版2.docx
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1、第五章 抛体运动第4节 抛体运动的规律一、抛体运动1定义以一定的速度将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受_作用,这种运动叫做抛体运动。当物体做抛体运动的初速度沿_时,叫做平抛运动。2抛体运动的特点(1)具有一定的初速度v0;(2)只受重力作用,加速度恒定,a=g,加速度方向总是_;(3)速度变化的特点:抛体运动的物体在任意相等的时间内速度的变化量相等,均为v=gt,方向竖直向下。3抛体运动的性质物体做抛体运动时加速度恒定,所以抛体运动是_运动。二、平抛运动1定义将物体以一定的速度水平抛出,物体只在_作用下的运动,叫做平抛运动。2平抛运动的条件(1)物体具有水平方向的_;(2)运动过
2、程中只受_作用。3平抛运动的性质由于做平抛运动的物体只受重力作用,由牛顿第二定律可知,其加速度恒为g,是匀变速运动,又重力与初速度方向不在同一直线上,物体做曲线运动,故平抛运动是_运动。4平抛物体的位置平抛运动的物体落至地面时,抛出点与落地点间的水平距离为x,竖直距离为y,在空中运动的时间为t;(1)在水平方向上,物体做_运动,所以x=_;(2)在竖直方向上,物体做_运动,所以y=_;(3)以抛出点为坐标原点,以v的方向为x轴,向下为y轴,则平抛运动的物体在t时刻的位置为_。5平抛物体的轨迹(1)运动轨迹:_;(2)轨迹的性质:平抛运动的轨迹是一条_。6平抛物体的速度(1)水平速度:vx=_;
3、(2)竖直速度:vy=_;(3)落地速度:v地= _=。重力 水平方向 竖直向下 匀变速曲线重力 初速度 重力 匀变速曲线 匀速直线 v0t 自由落体 抛物线 v0 gt 一、平抛运动1性质:加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线;2基本规律:以抛出点为原点,水平方向(初速度v0方向)为x轴,竖直向下方向为y轴,建立平面直角坐标系,则:(1)水平方向:做匀速直线运动,速度vx=v0,位移x=v0t;(2)竖直方向:做自由落体运动,速度vy=gt,位移;(3)合速度:,方向与水平方向的夹角为,则;(4)合位移:,方向与水平方向的夹角为,。3平抛运动的基本规律(1)飞行时间:由知,
4、时间取决于下落高度h,与初速度v0无关;(2)水平射程:,即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定,与其他因素无关;(3)落地速度:,以表示落地速度与x轴正方向的夹角,有,所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关;(4)速度改变量:因为平抛运动的加速度为重力加速度g,所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔t内的速度改变量v=gt相同,方向恒为竖直向下,如图所示。(5)两个重要推论a做平抛(或类平抛)运动的物体任一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,如图所示;b做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则ta
5、n =2tan 。【例题1】(2020四川成都高一月考)在一次体育活动中,两个同学一前一后在同一水平直线h ,分别抛出两个小球A和B,两个小球的运动轨迹如图所示,不计空气阻力。要使两个小球在空中发生碰撞,必须( )A先抛出A球,后抛出B球B同时抛出两球CA球抛出速度大于B球抛出速度D使两球质量相等【答案】BC【详解】AB从抛出到相遇两球在竖直方向上下降的高度相等,则运动时间相同,两球必须是同时抛出,错误正确;C相遇时球通过的水平位移大,则球的初速度必然大于球初速度,正确;D物体做平抛运动时运动学量与物体的质量无关,错误。故选:BC。二、斜抛运动1运动性质加速度为g的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线
6、。2基本规律(以斜向上抛为例说明,如图所示)(1)水平方向:v0x=v0cos ,F合x=0;(2)竖直方向:v0y=v0sin ,F合y=mg。【例题2】(2020江西宜春高一期末)当地时间2020年1月26日,科比布莱恩特于加利福尼亚州的一场直升机坠机事故中不幸遇难,令人惋惜,很多人都听说过他的洛杉矶凌晨四点太阳的故事。某次比赛中,科比正对篮板罚球,篮球恰好垂直打在篮板上距离地面高为3.55m的位置后反弹入框。已知罚球线到篮板的水平距离为4.60m,篮球出手点在罚球线正上方高为2.30m的位置。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.则篮球出手时速度大小最接近()A9.20m/sB10.
7、5m/sC13.5m/sD15.5m/s【答案】B【详解】将篮球从出手到撞击篮板的运动逆向理解为平抛运动,水平位移为4.60m,竖直位移为3.55m-2.30m=1.25m由自由落体运动 可知运动时间为0.5s,从而竖直速度 为5m/s,水平速度为9.2m/s,合成后速度大小约为10.5m/s,故B项正确ACD错误。故选B。1(2020安徽省潜山第二中学月考)如图所示,xOy是平面直角坐标系,Ox水平、Oy竖直,一质点从O点开始做平抛运动,P点是轨迹上的一点. 质点在P点的速度大小为v,方向沿该点所在轨迹的切线. M点为P点在Ox轴上的投影,P点速度方向的反向延长线与Ox轴相交于Q点. 已知平
8、抛的初速度为20m/s,MP=20m,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是AQM的长度为10mB质点从O到P的运动时间为1sC质点在P点的速度v大小为40m/sD质点在P点的速度与水平方向的夹角为452(2020海南海口一中高一月考)如图所示,固定斜面PO、QO与水平面MN的夹角均为45,现由A点分别以v1、v2先后沿水平方向抛出两个小球(可视为质点),不计空气阻力,其中以v1抛出的小球恰能垂直于QO落于C点,飞行时间为t,以v2抛出的小球落在PO斜面上的B点,且B、C在同一水平面上,则() A落于B点的小球飞行时间为tBv2gtC落于C点的小球的水平位移为gt2DA点距水平面MN的
9、高度为gt23(2020安徽马鞍山高一期末)一物体做平抛运动,分别用vx、x、vy、y、t表示平抛运动的水平速度、水平位移、竖直速度、竖直位移、平抛时间,则下列图象能反映它们之间关系的是( )ABCD4(2020卢龙县中学高一月考)如图所示,三个小球从同一高度处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O是O在水平面上的射影点,且,若不计空气阻力,则下列说法正确的是()Av1v2v3123B三个小球下落的时间相同C三个小球落地的速度相同D三个小球落地的速率相等5(2020湖北荆门高一期末)在一次校运会的掷铅球项目中,小兵同学将铅球从离地面1.8m的高处,以
10、10m/s的初速度水平投出,g取10m/s2,不计空气阻力,铅球落地点与出手点的水平距离是()A5.0mB6.0mC7.0mD8.0m6(2020湖南怀化高一期末)跳台滑雪是北京2022年冬奥会的比赛项目,如图所示为跳台滑雪的示意图,平台末端B点切线水平,运动员从B点飞出后总能落到斜面上。在某次运动中,运动员以速度v从B点水平飞出,落到斜面上C点,BC两点间的竖直高度为h,斜面倾角为,忽略空气阻力,下列说法正确的是()A人在空中运动的时间与v无关Bv越大,落地时瞬时速度与斜面的夹角越小C若运动员以2v从B点飞出,则落地点到B点的竖直高度为2hD不管在B点以多大速度飞出,运动员落到斜面时的速度方
11、向均相同7(2020马鞍山市红星中学高一月考)如图所示,在光滑水平面上有一小球a以初速度v0运动,同时在它的正上方有一小球b也以初速度v0沿同一方向水平抛出,并落于c点,则()A两球同时到达c点B小球a先到达c点C小球b先到达c点D不能确定8(2020山东省实验中学高三月考)如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为,一物块可看成质点沿斜面左上方顶点P以初速度水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,则()A物块由P点运动到Q点所用的时间B物块由P点运动到Q点所用的时间C初速度D初速度9(2020沙坪坝重庆南开中学高三月考)如图所示,ABCD为竖直面内一正方形的四个顶点,其中AB连线水平,E是CD的中点
12、,F是BE的中点,在A点分两次平抛一个小球,不计空气阻力,第一次小球经过E点,第二次小球经过F点,则这两次平抛的初速度大小之比为()ABCD10(2020江苏南京高三月考)如图所示,蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它,就在子弹出枪口时,松鼠开始运动,下述各种运动方式中,松鼠一定能逃脱厄运而不被击中的是(设树枝足够高)()A自由落下B竖直上跳C迎着枪口,沿AB方向水平跳离树枝D背着枪口,沿AC方向水平跳离树枝11(2020任丘市第一中学高一期末)如图所示,在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球,经时间落到斜面上的B点。若在A点将此小球以速度水平抛出,经落到斜面上的C点,则以下判断正确
13、的是( )ABCD12(2020青海西宁高一期末)一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()AB2CD13(2020永昌县第四中学高一期末)如图所示,以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为30的斜面上,g取9.8m/s2,则这段飞行所用的时间为()ABCD2 s14(2020运城市景胜中学高一期末)如图所示,斜面倾角为,从斜面的P点分别以v0和2v0的速度水平抛出A、B两个小球,不计空气阻力,若两小球均落在斜面上且不发生反弹,则()AA、B两球飞行时间之比为1
14、:2BA、B两球的水平位移之比为4:1CA、B下落的高度之比为1:2DA、B两球落到斜面上的速度大小之比为1:415(2020江西高一月考)如图所示,用线悬挂的圆环链由直径为5 cm的圆环连接而成,枪管水平放置,枪管跟环5在同一水平面上,且两者相距100 m,子弹初速度为1000 m/s若在开枪的同时烧断悬线,子弹应穿过第几个环?若在开枪前0.1 s烧断悬线,子弹应穿过第几个环?()A5,2B4,2C5,1D4,116(2020河南高一期末)在匀速行驶的列车上,一小球从桌面边缘由静止释放,已知列车行驶的速度大小为v,桌面距水平地板的高度为h,重力加速度大小为g,不计空气阻力,下列说法正确的是(
15、)A小球下落的时间为B列车行驶的速度越大,小球下落的时间越长C小球下落到地板前瞬间的速度大小为D下落过程中,小球的位移大小为17(2020广东惠州高一期末)一个物体从某一确定的高度以初速度水平抛出,已知它落地时的速度大小为,重力加速度为g,那么它的运动时间是()ABCD18(2020广东惠州高一期末)从水平匀速飞行的直升飞机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是()A从飞机上看,物体始终在飞机的正下方B从飞机上看,物体始终在飞机的后方C从飞机上看,物体做平抛运动D从地面上看,物体做自由落体运动19(2020南充西南大学实验学校高一月考)一个物体以初速度v0水平
16、抛出,经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等,那么t为()ABCD20(2020辉县市第二高级中学高一月考)如图所示,一小球从斜面顶端沿水平方向飞出,后又落回到斜面上。已知斜面的倾角为,小球初速度大小为v0,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是A小球从飞出到落回到斜面上的时间为B小球落回到斜面上时的速度大小为C减小小球的初速度,则小球落回到斜面上时速度方向与斜面的夹角也减小D若小球以2v0水平飞出,且小球仍能落回到斜面上,则小球落回到斜面上的速度大小是原来落回到斜面上速度大小的2倍21(2020河南高一期末)如图所示,相对的两个斜面,倾角分别为30和60,在顶点两个
17、小球A、B以同样大小的初速度分别向左、右两方水平抛出,小球都落在斜面上,若不计空气阻力,则A、B两小球运动时间之比为( )A1:2B2:1C1:3D3:122(2020陕西高一期中)如图所示,x轴在水平地面上,y轴沿竖直方向,图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则Aa的运动时间比b的长Bb和c的运动时间相同Ca的初速度比b的大Db的初速度比c的小23(2020重庆高一月考)无人机在某段飞行过程中,通过机载传感器描绘出运动的图象,图甲是沿水平方向的图象,图乙是沿竖直方向的图象,在03s内() A无人机在水平方向做匀加速直线运
18、动B无人机在竖直方向做匀速直线运动C无人机的运动轨迹为抛物线D时无人机的速度大小为24(2020自贡市田家炳中学高一期中)如图所示,一可视为质点的小球以初速度v0从O点水平抛出,经与两墙壁七次碰撞后刚好落在竖直墙壁的最低点D,此时速度与水平方向的夹角为,其中A 、C两点为小球与另一墙壁碰撞的等高点,已知两墙壁间的距离为d,与墙壁碰撞无能量损失,且速度满足光的反射规律,则下列说法正确的是AxOA:xAB:xBC:xCD1:3:5:7B相邻两点间的速度的变化量均不相等;CtanDtan25(2020广东佛山一中高一期中)如图,水平台高,斜面倾角,小物块以水平初速度从平台抛出,不计空气阻力,则()A
19、物块在空中做匀变速运动B物块在空中的运动时间为C物块的第一落点在斜面上D物块在空中运动时,相同时间内速度改变量的大小相等,但方向不同26(2020北京八中乌兰察布分校高一期末)如图所示,某同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,该系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,解除弹簧锁定,两小球向相反方向弹射,射出管时均已脱离弹簧,现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,并探究弹射过程遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,重力加速度大小取g,按下述步骤进行实验:用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m
20、2;用刻度尺测出管口离地面的高度h;解除锁定记录两球在水平地面上的落点N、M;根据该同学的实验,回答下列问题:(1)除上述测量外,要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,还需要测量的物理量是(_)A弹簧的压缩量xBP、Q两球落地点M、N到对应管口的水平距离 x1、x2C金属管的长度LD两球从弹出到落地的时间 t1、t2(2)根据测量物理量可得弹性势能的表达式EP=_(3)如果满足关系式_,则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒(用测得的物理量符号表示)27(2020浙江诸暨中学高一月考)水平地面上有一高h=4.2m的竖直墙,现将一小球以v0=6.0m/s的速度,从离地面高H=5.0m的
21、A点水平抛出,球以大小为10m/s的速度正好撞到墙上的B点,不计空气阻力,不计墙的厚度。重力加速度g取10m/s2,求:(1)小球从A到B所用的时间t;(2)小球抛出点A到墙的水平距离s和B离地面的高度hB;(3)若小球撞到墙上B点后以相同速度大小反弹(垂直墙的分速度大小不变、方向相反,平行墙的分速度大小、方向都不变),求小球落到水平地面的位置与墙的距离。28(2020黑龙江哈尔滨市第六中学校高一月考)如图所示,质量m2.0 kg的木块静止在高h1.8 m的水平台上,木块距平台右边缘7.75 m,木块与平台间的动摩擦因数0.2,用F20N的水平拉力拉动木块,木块向右运动s14.0 m时撤去F,
22、不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)F作用于木块的时间;(2)木块离开平台时的速度;(3)木块落地时距平台边缘的水平距离。29(2020湖南茶陵三中高一月考)从某高度处以15m/s的初速度水平抛出一物体,经时间t=2s落地,g取10m/s2,求:(1)物体抛出时的高度y和物体抛出点与落地点间的水平距离x;(2)物体落地时的速度大小v30(2020自贡市第十四中学校高一期中)如图所示,将一个小球水平抛出,抛出点距水平地面的高度h=1.8 m,小球抛出的初速度为v0=8 m/s.不计空气阻力取g=10 m/s2.求:(1)小球从抛出到落地经历的时间t;(2)小球落地点与抛出点的水平距离x;
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