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各种几何形状约束下的平抛运动.docx

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各种几何形状约束下的平抛运动.docx

上传人:zhangshus 2022/7/18 文件大小:203 KB

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各种几何形状约束下的平抛运动.docx

文档介绍

文档介绍:平抛运动是曲线运动的典型物理模型,其处理的方法是化 曲为直,即平抛运动可分解为水平 方向的匀速直线运动和竖直 方向的自由落体运动,分运动和合运动具有独立性、等时性和 等效 性的特点. 纵观近几年的高考试题,平抛运动考点的题型 大多不是单纯考在左边斜面上的瞬时速度不可能垂直于左边斜面,而对右边斜面可假设小球初速度为v0 时,其落到斜面上的瞬时速度v与斜面垂直,将丫沿水平方向和竖直方向分解,则vx = v0, vy=gt vv 1 1
且需满足Vx = "gt=tan(9(e为右侧斜面倾角),由几何关系可知=***@9匕2,则v0 = 2gt而竖直位移丫 y
=2g口水平位移乂=丫.=28均可以看出乂=%而由题图可知这一关系不可能存在,则假设不能
成立,D项正确.
二.台阶约束下的平抛运动的临界和极值问题 【例7如图21所示,小球自楼梯顶的平台上以水平速度与做平抛运动, m m重力加速度g取10 m/s.
图21
(1求小球抛出后能直接打到第1级阶梯上v0的范围;
(2求小球抛出后能直接打到第2级阶梯上v0的范围;
( m/S的速度水平抛出,则小球直接打到第几级阶梯上? 答案 (1)0<v0<2 m/s (2)2 m/s<0<2-.;2 m/s (3)28
解析(1运动情况如图甲所示,根据题意及平抛运动规律有卜=陟,乂 = 与4可得% = 2 m/s故
直接打到第1级阶梯上v0的范围是0<v0<2 m/s.
(2运动情况如图乙所示,根据题意及平抛运动规律有2h=g22, 2乂 = %12,可得v0 = 2氏m/s,故
直接打到第2级阶梯上v0的范围是2 m/s<v0<2-.j2 m/s
(3同理推知,直接打到第3级阶梯上v0的范围是2%'2 m/s<v0<2\:3 m/s 直接打到第n级阶梯上v0的范围是2\,:n二1 m/s<v0<2%;n m/s 设能直接打到第n级阶梯上,有2dn=1<<2\加
<.
二、挡板约束
(一)水平挡板约束、
1.“套圈圈”是老少皆宜的游戏,如图1,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处
分别以水平速度v1、%抛出铁圈,都能套中地面上同一目标。设铁圈在空中运动时 间分别为t1、t2,贝卜 )
0巧
图1
A . "1 = 丫2 B , "1> 丫2 = t2 >t2
解析 根据平抛运动的规律h=2gt2知,运动的时间由下落的高度决定,故t1>t2, 所以C错误,D正确;由题图知,两圈水平位移相同,再根据x = vt可得:v1V v2,故A、B错误。
答案 D
(二)竖直挡板约束
做平抛运动的物体抛在平面上。常见有飞机投弹模型,子弹打靶模型,打乒乓球模型, 打网球模型等。
【变式6 (2015新课标全国I・8)
分别为L3DL2,,能以不同速率向右侧不同 方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3比不计空气的作用, 发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则丫的最大
取值范围是( )


京31\端
图22




解析 发射机无论向哪个方向水平发射,乒乓球都做平抛运动当速度丫最小时,球沿中线恰好过 网,有:
3h-h = g2P
L21 = viti
联立①②两式,得丫尸与、,
当速度丫最大时,球斜向右侧台面两个角发射,有
"LT+LJF
心丛贷
联立③④两式,得v2 = 1':Fyg 2
所以使乒乓球落到球网右侧台面上,V的最大取值范围为乐Jgvvv2\,4L/ghL22 g,选项D正
确.
例1:,先后共释放4 ,从飞机上观察4个球()
,它们的落地点是等间距的
,它们的落地点是不等间距的
,它们的落地点是等间距的
,它们的落地点是不等间距 的
点评:建立飞机投弹模型,可以培养学生的抽象思维,也巩固了学生对平抛运动 的深刻理解;答案:C
例2:如图1所示,排球场的长为18山,网高2山,运动员站在离网3m远的线上, 正对网前竖直跳起,把球垂直于网水平击出,忽略空气阻力,重力加速度为g。
(1),问球被水平击