2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動 第四節(jié) 平拋運(yùn)動學(xué)案 粵教版必修2
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1、 第四節(jié) 平拋運(yùn)動 知識目標(biāo) 核心素養(yǎng) 1.會用運(yùn)動的合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動. 2.理解平拋運(yùn)動可以看作是水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動. 3.會用平拋運(yùn)動的規(guī)律解答有關(guān)實際問題,注意平拋運(yùn)動在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用. 1.掌握應(yīng)用運(yùn)動的合成和分解研究平拋運(yùn)動的方法. 2.體會物理學(xué)中“化曲為直”“化繁為簡”的思想方法. 3.通過球類比賽中的發(fā)球問題,體會“臨界條件”及物理學(xué)以致用的能力. 一、平拋運(yùn)動 1.定義:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動. 2.平拋運(yùn)動的特點:(1)初速度沿水平方向. (2)只
2、受重力作用. 3.平拋運(yùn)動的性質(zhì):加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動. 二、平拋運(yùn)動的分解 1.分運(yùn)動規(guī)律探究 (1)利用平拋儀的探究. ①水平方向上運(yùn)動性質(zhì)的探究. 如圖1,調(diào)整電磁鐵C、D分別離軌道A、B出口水平線的高度相等,并同時釋放.實驗發(fā)現(xiàn),兩鐵球總是相碰. 圖1 ②豎直方向上運(yùn)動性質(zhì)的探究. 利用電磁鐵C、E,保證兩球的拋出點在同一水平線上,一小球從軌道A射出的同時,釋放電磁鐵E吸著的小球,實驗發(fā)現(xiàn),兩者總是同時落在下面的水平軌道上. (2)利用頻閃照相法進(jìn)行探究. ①水平方向相等時間內(nèi)水平距離相等. ②豎直方向兩球經(jīng)過相等的時間,落到相同的高度,如圖2.
3、 圖2 2.分運(yùn)動的性質(zhì) (1)水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動. (2)豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動. 三、平拋運(yùn)動的規(guī)律 1.速度 (1)水平方向:vx=v0. (2)豎直方向:vy=gt. 2.位移 (1)水平方向:x=v0t. (2)豎直方向:y=gt2. 1.判斷下列說法的正誤. (1)平拋運(yùn)動物體的速度、加速度都隨時間增大.(×) (2)平拋運(yùn)動是曲線運(yùn)動,但不是勻變速運(yùn)動.(×) (3)平拋運(yùn)動的物體初速度越大,下落得越快.(×) (4)平拋運(yùn)動物體的速度方向與水平方向的夾角越來越大,若足夠高,速度方向最終可能豎直向下.(×) 2.在80 m的
4、低空有一小型飛機(jī)以30 m/s的速度水平飛行,假定從飛機(jī)上釋放一物體,g取10 m/s2,不計空氣阻力,那么物體落地時間是__________s,它在下落過程中發(fā)生的水平位移是__________m;落地時的速度大小為________m/s. 答案 4 120 50 解析 由h=gt2,得:t=,代入數(shù)據(jù)得:t=4 s 水平方向x=v0t,代入數(shù)據(jù)得: x=30×4 m=120 m v0=30 m/s,vy==40 m/s 由v=代入數(shù)據(jù)得v=50 m/s. 一、對平拋運(yùn)動的理解 如圖3所示,一人正練習(xí)水平投擲飛鏢,若不計空氣阻力,請思考: 圖3 (1)飛鏢投出
5、后,其加速度的大小和方向是否變化? (2)飛鏢的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動,還是變加速運(yùn)動? 答案 (1)加速度為重力加速度g,大小和方向均不變. (2)勻變速運(yùn)動. 1.平拋運(yùn)動的特點 (1)速度特點:平拋運(yùn)動的速度大小和方向都不斷變化,故它是變速運(yùn)動. (2)軌跡特點:平拋運(yùn)動的運(yùn)動軌跡是曲線,故它是曲線運(yùn)動. (3)加速度特點:平拋運(yùn)動的加速度為自由落體加速度. 2.平拋運(yùn)動的速度變化 如圖4所示,由Δv=gΔt知,任意兩個相等的時間間隔內(nèi)速度的變化量相同,方向豎直向下. 圖4 例1 關(guān)于平拋運(yùn)動,下列說法中正確的是( ) A.平拋運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動 B.做平
6、拋運(yùn)動的物體加速度隨時間逐漸增大 C.做平拋運(yùn)動的物體每秒內(nèi)速度增量相等 D.做平拋運(yùn)動的物體每秒內(nèi)位移增量相等 答案 C 解析 平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,其加速度為重力加速度g,故加速度的大小和方向恒定,在Δt時間內(nèi)速度的改變量為Δv=gΔt,因此可知每秒內(nèi)速度增量大小相等、方向相同,選項A、B錯誤,C正確;由于水平方向的位移x=v0t,每秒內(nèi)水平位移增量相等,而豎直方向的位移h=gt2,每秒內(nèi)豎直位移增量不相等,所以選項D錯誤. 二、平拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用 如圖5所示為小球水平拋出后,在空中做平拋運(yùn)動的運(yùn)動軌跡.(自由落體加速度為g,初速度為v0) 圖5 (1)小球做
7、平拋運(yùn)動,運(yùn)動軌跡是曲線,為了便于研究,我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系? (2)以拋出時為計時起點,求t時刻小球的速度大小和方向. (3)以拋出時刻為計時起點,求t時刻小球的位移大小和方向. 答案 (1)一般以初速度v0的方向為x軸的正方向,豎直向下的方向為y軸的正方向,以小球被拋出的位置為坐標(biāo)原點建立平面直角坐標(biāo)系. (2)如圖,初速度為v0的平拋運(yùn)動,經(jīng)過時間t后,其水平分速度vx=v0,豎直分速度vy=gt.根據(jù)運(yùn)動的合成規(guī)律可知,小球在這個時刻的速度(即合速度)大小v==,設(shè)這個時刻小球的速度與水平方向的夾角為θ,則有tan θ==. (3)如圖,水平方向:x1=v0t 豎直
8、方向:y1=gt2 合位移: s== 合位移方向:tan α==(α表示合位移方向與水平方向之間的夾角). 1.平拋運(yùn)動的研究方法 (1)把平拋運(yùn)動分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的自由落體運(yùn)動. (2)分別運(yùn)用兩個分運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律去求分速度、分位移等,再合成得到平拋運(yùn)動的速度、位移等. 2.平拋運(yùn)動的規(guī)律 (1)平拋運(yùn)動的時間:t=,只由高度決定,與初速度無關(guān). (2)水平位移(射程):x=v0t=v0,由初速度和高度共同決定. (3)落地速度:v==,與水平方向的夾角為θ,tan θ==,落地速度由初速度和高度共同決定. 3.平拋運(yùn)動的推論 (1)如圖
9、6所示,平拋運(yùn)動的速度偏向角為θ,則tan θ==.平拋運(yùn)動的位移偏向角為α,則tan α====tan θ. 可見位移偏向角與速度偏向角的正切值的比值為1∶2. 圖6 (2)如圖7所示,從O點拋出的物體經(jīng)時間t到達(dá)P點,速度的反向延長線交OB于A點. 圖7 則OB=v0t,AB==gt2·=gt2·=v0t. 可見AB=OB,所以A為OB的中點. 例2 某卡車在公路上與路旁障礙物相撞.處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體,經(jīng)判斷,它是相撞瞬間車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥里的.為了判斷卡車是否超速,需要測量的量是(空氣阻力不計)( ) A.車的長度,車的
10、質(zhì)量 B.車的高度,車的質(zhì)量 C.車的長度,零件脫落點與陷落點的水平距離 D.車的高度,零件脫落點與陷落點的水平距離 答案 D 解析 根據(jù)平拋運(yùn)動知識可知h=gt2,x=vt,車頂上的零件平拋出去,因此只要知道車頂?shù)降孛娴母叨?,即可求出時間.測量零件脫落點與陷落點的水平距離即可求出相撞時的瞬時速度,答案為D. 例3 用30 m/s的初速度水平拋出一個物體,經(jīng)過一段時間后,物體的速度方向與水平方向成30°角,不計空氣阻力,g取10 m/s2. (1)求此時物體相對于拋出點的水平位移大小和豎直位移大?。? (2)再經(jīng)過多長時間,物體的速度方向與水平方向的夾角為60°?(物體的拋出點足
11、夠高) 答案 (1)30 m 15 m (2)2 s 解析 (1)設(shè)物體在A點時速度方向與水平方向成30°角,如圖所示,tan 30°==,tA== s 所以在此過程中水平方向的位移xA=v0tA=30 m 豎直方向的位移yA=gtA2=15 m. (2)設(shè)物體在B點時速度方向與水平方向成60°角,總運(yùn)動時間為tB,則tB==3 s 所以物體從A點運(yùn)動到B點所經(jīng)歷的時間Δt=tB-tA=2 s. 【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移 【題點】平拋運(yùn)動的速度和位移的分解 三、平拋運(yùn)動的臨界問題 例4 如圖8所示,排球場的長度為18 m,其網(wǎng)的高度為2 m.運(yùn)動員站在離網(wǎng)3
12、m遠(yuǎn)的線上,正對網(wǎng)前豎直跳起把球垂直于網(wǎng)水平擊出.設(shè)擊球點的高度為2.5 m,問:球被水平擊出時的速度v在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界?(不計空氣阻力,g取10 m/s2) 圖8 答案 見解析 解析 如圖所示,排球恰不觸網(wǎng)時其運(yùn)動軌跡為Ⅰ,排球恰不出界時其運(yùn)動軌跡為Ⅱ,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律x=v0t和y=gt2可得,當(dāng)排球恰不觸網(wǎng)時有 x1=3 m,x1=v1t1① h1=2.5 m-2 m=0.5 m,h1=gt12② 由①②可得v1≈9.5 m/s. 當(dāng)排球恰不出界時有: x2=3 m+9 m=12 m,x2=v2t2③ h2=2.5 m,h2=gt22④ 由
13、③④可得v2≈17 m/s.
所以球既不觸網(wǎng)也不出界的水平擊出速度范圍是:
9.5 m/s 14、半徑為0.5 m.要想使削出的面片落入鍋中,則面片的水平速度可以是下列選項中的(空氣阻力不計,g取10 m/s2)( )
圖9
A.1 m/s B.2 m/s
C.3 m/s D.4 m/s
答案 BC
解析 由h=gt2知,面片在空中的運(yùn)動時間t==0.4 s,而水平位移x=v0t,故面片的初速度v0=,將x1=0.5 m,x2=1.5 m代入得面片的最小初速度v01==1.25 m/s,最大初速度v02==3.75 m/s,即1.25 m/s≤v0≤3.75 m/s,選項B、C正確.
【考點】平拋運(yùn)動中的臨界問題
【題點】平拋運(yùn)動雙邊界臨界位移問題
1.( 15、平拋運(yùn)動的理解)(多選)關(guān)于平拋運(yùn)動,下列說法正確的是( )
A.平拋運(yùn)動是一種在恒力作用下的曲線運(yùn)動
B.平拋運(yùn)動的速度方向與恒力方向的夾角保持不變
C.平拋運(yùn)動的速度大小是時刻變化的
D.平拋運(yùn)動的速度方向與加速度方向的夾角一定越來越小
答案 ACD
解析 做平拋運(yùn)動的物體只受重力作用,故A正確;平拋運(yùn)動是曲線運(yùn)動,速度時刻變化,由v=知,合速度v在增大,故C正確;對平拋物體的速度方向與加速度(合力)方向的夾角,有tan θ==,因t一直增大,所以tan θ變小,θ變小,故D正確,B錯誤.
【考點】對平拋運(yùn)動的理解
【題點】平拋運(yùn)動的性質(zhì)
2.(平拋運(yùn)動的規(guī)律)如圖10 16、所示,滑板運(yùn)動員以速度v0從離地高h(yuǎn)處的平臺末端水平飛出,落在水平地面上.忽略空氣阻力,運(yùn)動員和滑板可視為質(zhì)點,下列表述正確的是( )
A.v0越大,運(yùn)動員在空中運(yùn)動時間越長
B.v0越大,運(yùn)動員落地瞬間速度越大
C.運(yùn)動員落地瞬間速度與高度h無關(guān)
D.運(yùn)動員落地位置與v0大小無關(guān)
圖10
答案 B
解析 運(yùn)動員在豎直方向做自由落體運(yùn)動,運(yùn)動員做平拋運(yùn)動的時間t=,只與高度有關(guān),與初速度無關(guān),A項錯誤;運(yùn)動員落地時在豎直方向上的速度vy=,高度越高,落地時豎直方向上的速度越大,合速度越大,C項錯誤;運(yùn)動員落地瞬間的速度是由初速度和落地時豎直方向上的速度合成的,v==,初速度 17、越大,落地瞬間速度越大,B項正確;運(yùn)動員在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,落地的水平位移x=v0t=v0,故落地的位置與初速度有關(guān),D項錯誤.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
3.(平拋運(yùn)動的規(guī)律)網(wǎng)球是一項比較流行的體育運(yùn)動.兩位運(yùn)動員分別從同一高度、同一方向水平發(fā)出甲、乙兩只網(wǎng)球,甲球出界了,乙球恰好越過球網(wǎng)落在界內(nèi),不計空氣阻力,對于兩球的初速度v甲和v乙,飛行時間t甲和t乙,下落過程中的加速度a甲和a乙的比較正確的是( )
A.v甲 18、
答案 D
解析 兩球均做平拋運(yùn)動,則加速度均為g;拋出的高度相同,根據(jù)t=可知,飛行的時間相同;因甲出界,乙落在界內(nèi),可知甲的水平位移較大,根據(jù)v=可知,甲的初速度比乙大,故選D.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和加速度
【題點】平拋運(yùn)動的時間、速度和加速度
4.(平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用)如圖11所示是網(wǎng)球發(fā)球機(jī),某次室內(nèi)訓(xùn)練時將發(fā)球機(jī)放在距地面一定的高度,然后向豎直墻面發(fā)射網(wǎng)球.假定網(wǎng)球均水平射出,某兩次射出的網(wǎng)球碰到墻面時速度與水平方向夾角分別為30°和60°,若不考慮網(wǎng)球在空中受到的阻力,則( )
圖11
A.兩次發(fā)射的初速度大小之比為3∶1
B.碰到墻面前在空中運(yùn)動時 19、間之比為1∶
C.下落高度之比為1∶
D.碰到墻面時速度大小之比為3∶1
答案 B
解析 設(shè)網(wǎng)球碰到墻面時速度與水平方向的夾角為θ,tan θ==①
x=v0t②
由①②得:tan θ=,故=,=,B正確.==,A錯誤.===,C錯誤.v=,故=·=×=,D錯誤.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的速度和位移的分解
5.(平拋運(yùn)動的臨界問題)如圖12所示,M、N是兩塊擋板,擋板M高h(yuǎn)′=10 m,其上邊緣與擋板N的下邊緣在同一水平面.從高h(yuǎn)=15 m的A點以速度v0水平拋出一小球(可視為質(zhì)點),A點與兩擋板的水平距離分別為d1=10 m,d2=20 m.N 20、板的上邊緣高于A點,若能使小球直接進(jìn)入擋板M的右邊區(qū)域,則小球水平拋出的初速度v0的大小可能是下列給出數(shù)據(jù)中的(g取10 m/s2,空氣阻力不計)( )
圖12
A.v0=8 m/s B.v0=4 m/s
C.v0=15 m/s D.v0=21 m/s
答案 C
解析 要讓小球落到擋板M的右邊區(qū)域,下落的高度為兩高度之差,由t=得t=1 s,由d1=v01t,d2=v02t,得v0的范圍為10 m/s≤v0≤20 m/s,故選C.
【考點】平拋運(yùn)動中的臨界問題
【題點】平拋運(yùn)動雙邊界臨界位移問題
一、選擇題
考點一 平拋運(yùn)動的理解
1.在平坦的壘球運(yùn)動場上 21、,擊球手揮動球棒將壘球水平擊出,壘球飛行一段時間后落地.若不計空氣阻力,則( )
A.壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定
B.壘球落地時瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定
C.壘球在空中運(yùn)動的水平位移僅由初速度決定
D.壘球在空中運(yùn)動的時間僅由擊球點離地面的高度決定
答案 D
解析 壘球被擊出后做平拋運(yùn)動,設(shè)壘球在空中運(yùn)動時間為t,由h=gt2得t=,故t僅由高度h決定,選項D正確;水平位移x=v0t=v0,故水平位移x由初速度v0和高度h共同決定,選項C錯誤;落地速度v==,故落地速度v由初速度v0和高度h共同決定,選項A錯誤;設(shè)落地速度v與水平方向的夾角為θ,則ta 22、n θ=,故選項B錯誤.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
2.某彈射管兩次彈出的小球速度相等.該彈射器在沿光滑豎直軌道自由下落過程中始終保持水平,先后彈出兩只小球.忽略空氣阻力,兩只小球落到水平地面的( )
A.時刻相同,地點相同 B.時刻相同,地點不同
C.時刻不同,地點相同 D.時刻不同,地點不同
答案 B
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間、位移
考點二 平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用
3.某同學(xué)玩飛鏢游戲,先后將兩支飛鏢a、b由同一位置水平投出,已知飛鏢投出的初速度va>vb,不計空氣阻力,則兩支飛鏢插在 23、豎直靶上的狀態(tài)(側(cè)視圖)可能是( )
答案 A
解析 由平拋運(yùn)動的規(guī)律x=v0t,h=gt2,速度大的時間短,h較小,又tan θ===,x相同,運(yùn)動時間短的θ小,即插在豎直靶上飛鏢與水平方向夾角小,A正確.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
4.某羽毛球運(yùn)動員曾在某綜藝節(jié)目中表演羽毛球定點擊鼓,如圖1是他表演時的羽毛球場地示意圖.圖中甲、乙兩鼓等高,丙、丁兩鼓較低但也等高.若運(yùn)動員各次發(fā)球時羽毛球飛出位置不變且均做平拋運(yùn)動,則( )
圖1
A.擊中甲、乙的兩球初速度v甲=v乙
B.擊中甲、乙的兩球初速度v甲>v乙
C.假設(shè)某 24、次發(fā)球能夠擊中甲鼓,用相同速度發(fā)球可能擊中丁鼓
D.擊中四鼓的羽毛球中,擊中丙鼓的初速度最大
答案 B
解析 甲、乙距飛出點的高度相同,擊中甲、乙的羽毛球的運(yùn)動時間相同,由于水平位移x甲>x乙,所以v甲>v乙,B正確.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的速度、時間和位移
5.在抗震救災(zāi)中,一架飛機(jī)水平勻速飛行.從飛機(jī)上每隔1 s釋放1包物品,先后共釋放4包(都未落地),若不計空氣阻力,從地面上觀察4包物品( )
A.在空中任何時刻總是排成拋物線,它們的落地點是等間距的
B.在空中任何時刻總是排成拋物線,它們的落地點是不等間距的
C.在空中任何時刻總在飛機(jī) 25、正下方,排成豎直的直線,它們的落地點是等間距的
D.在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方,排成豎直的直線,它們的落地點是不等間距的
答案 C
解析 因為不計空氣阻力,物品在水平方向?qū)⒈3趾惋w機(jī)一致的勻速運(yùn)動,因而4包物品在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方,排成豎直的直線;因為飛機(jī)高度一致,物品做平拋運(yùn)動的時間一致,水平速度一致,時間間隔一致,所以它們的落地點是等間距的.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的速度、時間和位移
6.將一小球從距地面h高處,以初速度v0水平拋出,小球落地時速度為v,它的豎直分量為vy,重力加速度為g,不計空氣阻力,則下列各式中不能表示小球在空中飛行時 26、間的是( )
A. B.
C. D.
答案 B
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間
7.(多選)物體以初速度v0水平拋出,若不計空氣阻力,重力加速度為g,則當(dāng)其豎直分位移與水平分位移相等時,以下說法中正確的是( )
A.豎直分速度等于水平分速度
B.瞬時速度大小為v0
C.運(yùn)動的時間為
D.運(yùn)動的位移為
答案 BCD
解析 因為平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動,由豎直分位移和水平分位移相等可知gt2=v0t,解得t=,又由于vy=gt=2v0,所以v==v0,s==v0t=,故正確選項為B、C、D.
27、【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的速度和位移的分解
8.如圖2所示,從同一條豎直線上兩個不同點分別向右平拋兩個小球P和Q,初速度分別為v1、v2,結(jié)果它們同時落到水平面上的M點處(不考慮空氣阻力).下列說法中正確的是( )
圖2
A.一定是P先拋出的,并且v1=v2
B.一定是P先拋出的,并且v1<v2
C.一定是Q先拋出的,并且v1=v2
D.一定是Q先拋出的,并且v1>v2
答案 B
解析 兩小球被拋出后均做平拋運(yùn)動,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可知,在豎直方向上有:h=gt2,解得小球運(yùn)動的時間t=,由題圖可知小球P的下落高度h1大于小球Q的下落高度h2, 28、因此兩球的運(yùn)動時間有:t1>t2,因兩球同時落地,所以小球P先拋出,故選項C、D錯誤;在水平方向上有:x=vt,由題圖可知:x1=x2,所以v1<v2,故選項A錯誤,選項B正確.
【考點】平拋運(yùn)動的時間、速度和位移
【題點】平拋運(yùn)動的時間和速度
考點三 平拋運(yùn)動的臨界問題
9.(多選)如圖3所示,一個電影替身演員準(zhǔn)備跑過一個屋頂,然后水平地跳躍并離開屋頂,在下一棟建筑物的屋頂上著地.如果他在屋頂跑動的最大速度是4.5 m/s,那么下列關(guān)于他能否安全跳過去的說法正確的是(g取 10 m/s2,不計空氣阻力)( )
圖3
A.他安全跳過去是可能的
B.他安全跳過去是不可能的
29、C.如果要安全跳過去,他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)不小于6.2 m/s
D.如果要安全跳過去,他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)小于4.5 m/s
答案 BC
解析 由h=gt2,x=v0t
將h=5 m,x=6.2 m代入解得:
安全跳過去的最小水平速度v0=6.2 m/s,
選項B、C正確.
【考點】平拋運(yùn)動的臨界問題
【題點】平拋運(yùn)動的臨界問題
10.一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如圖4所示.水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點,能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點距臺面高度為3h.不計空氣的作用,重力加速度大小為g.若乒乓球的發(fā)射 30、速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,則v的最大取值范圍是( )
圖4
A. 31、雙邊界臨界位移問題
二、非選擇題
11.(平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用)物體做平拋運(yùn)動,在它落地前的1 s內(nèi)它的速度方向與水平方向夾角由30°變成60°,g=10 m/s2.求:
(1)平拋運(yùn)動的初速度v0的大?。?
(2)平拋運(yùn)動的時間;
(3)平拋時的高度.
答案 (1)5 m/s (2)1.5 s (3)11.25 m
解析 (1)假定軌跡上A、B兩點是落地前1 s內(nèi)的始、終點,畫好軌跡圖,如圖所示.
對A點:tan 30°=①
對B點:tan 60°=②
t′=t+1 s③
由①②③解得t= s,v0=5 m/s.
(2)運(yùn)動總時間t′=t+1 s=1.5 s.
(3 32、)高度h=gt′2=11.25 m.
【考點】平拋運(yùn)動規(guī)律的綜合應(yīng)用
【題點】平拋運(yùn)動規(guī)律的綜合應(yīng)用
12.(平拋運(yùn)動的臨界問題)在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖5所示,P是一個微粒源,能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)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,重力加速度為g.
圖5
(1)若微粒打在探測屏AB的中點,求微粒在空中飛行的時間;
(2)求能被屏探測到的微粒的初速度大小范圍.
答案 (1) (2)≤v≤L
解析 (1)打在AB中點的微粒,豎直方向有h=gt2
解得t=.
(2)打在B點的微粒,有v1=,2h=gt12
解得v1=.
同理,打在A點的微粒初速度v2=L.
微粒初速度大小范圍為≤v≤L.
【考點】平拋運(yùn)動的臨界問題
【題點】平拋運(yùn)動雙邊界臨界位移問題
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