備戰(zhàn)2025年高考二輪復(fù)習(xí)課件 物理（廣東版）專題1 力與運(yùn)動 第3講 拋體運(yùn)動

第三講拋體運(yùn)動通覽知識明要點研學(xué)考點提能力目錄索引0102突破熱點聚素養(yǎng)03通覽知識明要點研學(xué)考點提能力考點一運(yùn)動的合成與分解高考風(fēng)向標(biāo)考點考題明細(xì)考查頻度運(yùn)動的合成與分解2023遼寧卷,1;2022湖南卷,5;2022廣東卷,3地方卷:3年3考命題角度1運(yùn)動的合成與分解的基本思路(1)明確合運(yùn)動和分運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)。(2)明確是在哪兩個方向上的合成或分解。(3)找出各個方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。(4)運(yùn)用力與速度的方向關(guān)系或矢量的運(yùn)算法則進(jìn)行分析求解。例1(2023江蘇卷)達(dá)·芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗:一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運(yùn)動,沿途連續(xù)漏出沙子。若不計空氣阻力,則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是(

)答案

D解析

以罐子為參考系,漏出去的沙初速度為0,水平加速度為罐子的對地加速度a,重力加速度為g,因此漏出去的沙相對于罐子斜向下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,因此沙子排列的軌跡為斜向左下方的一條直線,選項D正確。命題角度2關(guān)聯(lián)速度問題首先明確物體的實際速度為合速度,將物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)的兩個分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解。常見的模型如圖所示。例2(2024云南模擬)為了減小關(guān)后備箱時箱蓋和車體間的沖力,在箱蓋和車體間安裝液壓緩沖桿,其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)液壓桿AO2長度為L時,AO2和水平方向夾角為75°,AO1和水平方向夾角為45°,A點相對于O1的速度是vA,則A點相對于O2的角速度為(

)A命題角度3小船渡河問題三種渡河情境例3

如圖所示,小船以大小為v(船在靜水中的速度)、方向與上游河岸成θ角的速度從O處過河,經(jīng)過一段時間,正好到達(dá)正對岸的O'處?，F(xiàn)要使小船在更短的時間內(nèi)過河并且也正好到達(dá)正對岸O'處,在水流速度不變的情況下,可采取的方法是(

)A.θ角不變且v增大

B.θ角減小且v增大C.θ角增大且v減小

D.θ角增大且v增大答案

D解析

由題意可知,航線恰好垂直于河岸,要使小船在更短的時間內(nèi)過河并且也正好到達(dá)正對岸O'處,則合速度增大,方向始終垂直于河岸。小船在靜水中的速度增大,與上游河岸的夾角θ增大,如圖所示,故選D。拓展衍生1.如圖所示,套在光滑豎直桿上的物體A,通過輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑定滑輪與光滑水平面上的物體B相連接,A、B質(zhì)量相同。現(xiàn)將A從與B等高處由靜止釋放,不計一切摩擦,重力加速度為g,當(dāng)細(xì)繩與豎直桿間的夾角為θ=60°時,A下落的高度為h,此時物體B的速度大小為(

)A考點二拋體運(yùn)動高考風(fēng)向標(biāo)考點考題明細(xì)考查頻度拋體運(yùn)動2024山東卷,12;2024湖北卷,3;2024江蘇卷,4;2024江西卷,8;2023新課標(biāo)卷,24;2023山東卷,15;2023湖南卷,2;2022全國甲卷,24;2022山東卷,11;2022廣東卷,6;2022河北卷,10全國卷:3年2考地方卷:3年9考命題角度1平拋運(yùn)動問題1.處理平拋運(yùn)動問題的四個關(guān)鍵點(1)處理平拋運(yùn)動(或類平拋運(yùn)動)時,一般將運(yùn)動沿初速度方向和垂直于初速度方向進(jìn)行分解,先按分運(yùn)動規(guī)律列式,再用運(yùn)動的合成求合運(yùn)動。

實際就是分解位移(2)對于在斜面上平拋又落到斜面上的問題,其豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切值。

實際就是分解速度(3)若平拋的物體垂直打在斜面上,則物體打在斜面上瞬間,其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角的正切值。(4)做平拋運(yùn)動的物體,其位移方向與速度方向一定不同。2.平拋運(yùn)動的三個重要推論(1)若速度方向與水平方向的夾角為α,位移方向與水平方向的夾角為θ,則tanα=2tanθ。(2)平拋運(yùn)動到任一位置A,過A點作其速度方向的反向延長線交Ox軸于C點,有OC=(如圖所示)。(3)任何一段時間內(nèi),速度變化量為Δv=gΔt,方向恒為豎直向下;連續(xù)相等的時間間隔Δt內(nèi),豎直方向的位移差不變,為Δy=g(Δt)2,在平拋運(yùn)動軌跡上找?guī)讉€點,使x1=x2=…,利用y2-y1=g(Δt)2可求重力加速度。例4(2024遼寧遼陽二模)如圖甲所示,客家人口中的“風(fēng)車”也叫“谷扇”,是農(nóng)民常用來精選谷物的農(nóng)具。在同一風(fēng)力作用下,精谷和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果精谷和癟谷落地點不同,自然分開,簡化裝置如圖乙所示。谷粒從洞口飛出后均做平拋運(yùn)動,落在M點的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為θ1,從洞口飛出時的速度大小為v1;落在N點的谷粒速度方向和豎直方向的夾角為θ2,從洞口飛出時的速度大小為v2。下列分析正確的是(

)B解析

精谷的質(zhì)量大于癟谷的質(zhì)量,在相同的風(fēng)力作用下,癟谷獲得的加速度大于精谷的加速度,加速位移相同,由v2=2as可知,癟谷獲得的速度大于精谷的速度。精谷和癟谷從洞口飛出后均做平拋運(yùn)動,豎直方向位移相同,例5(2023全國甲卷)如圖所示,光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧,其一端固定在墻上。用質(zhì)量為m的小球壓彈簧的另一端,使彈簧的彈性勢能為Ep。釋放后,小球在彈簧作用下從靜止開始在桌面上運(yùn)動,與彈簧分離后,從桌面水平飛出。小球與水平地面碰撞后瞬間,其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等;垂直于地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的,小球與地面碰撞后,彈起的最大高度為h,重力加速度大小為g,忽略空氣阻力。求:(1)小球離開桌面時的速度大小;(2)小球第一次落地點距桌面上其飛出點的水平距離。解題指導(dǎo)【審題】【破題】(1)小球和彈簧組成的系統(tǒng)在桌面上機(jī)械能守恒;(2)小球與水平地面碰撞后,在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動;(3)把握小球與地面碰撞前后豎直方向上的速度關(guān)系。(2)設(shè)小球剛離開桌面到第一次落地所用時間為t,第一次落地的豎直速度為vy,落地點距桌面上其飛出點的水平距離為s,第一次落地后彈起的豎直速度為vy',則s=v0tvy=gtvy'2=2gh命題角度2斜拋運(yùn)動問題

例6

(多選)(2024江西卷)一條河流某處存在高度差,小魚從低處向上躍出水面,沖到高處。如圖所示,以小魚躍出水面處為坐標(biāo)原點,x軸沿水平方向,建立坐標(biāo)系,小魚的初速度為v0,末速度v沿x軸正方向。在此過程中,小魚可視為質(zhì)點且只受重力作用。關(guān)于小魚的水平位置x、豎直位置y、水平方向分速度vx和豎直方向分速度vy與時間t的關(guān)系,下列圖像可能正確的是(

)答案

AD解析

小魚在運(yùn)動過程中只受重力作用,做斜上拋運(yùn)動,可分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的豎直上拋運(yùn)動。水平方向速度不變,水平位移x=vxt,選項A正確,C錯誤。豎直方向y=vy0t-gt2,vy=vy0-gt,且最高點時豎直方向的速度為0,選項B錯誤,D正確。拓展衍生2.(2024廣東廣州專題練習(xí))羽毛球是深受大眾喜愛的體育運(yùn)動。如圖是羽毛球從左往右飛行的軌跡圖,圖中A、B為同一軌跡上等高的兩點,P為該軌跡的最高點,則羽毛球在該軌跡上運(yùn)動時(

)A.在A、B兩點的速度大小相等B.整個飛行過程中經(jīng)過P點時的速度最小C.AP段的飛行時間大于PB段的飛行時間D.在AP上升階段,羽毛球加速度的豎直分量大于重力加速度D解析

由圖可知運(yùn)動軌跡不對稱,即不是只受重力的拋體運(yùn)動,羽毛球在運(yùn)動過程中受到重力和阻力的共同作用,阻力做負(fù)功,機(jī)械能減小,所以羽毛球在A點的速度大于在B點的速度,故A錯誤;在P點時,重力和阻力的合力與速度方向成鈍角關(guān)系,速度減小,所以P點不是速度最小的位置,故B錯誤;在豎直方向上,AP段的加速度大于PB段的加速度,豎直位移大小相等,所以AP段的飛行時間小于PB段的飛行時間,故C錯誤;在AP上升階段,羽毛球加速度的豎直分量由重力和阻力在豎直方向的分力之和提供,所以羽毛球加速度的豎直分量大于重力加速度,故D正確。3.(2023山東卷)電磁炮滅火消防車(圖甲)采用電磁彈射技術(shù)投射滅火彈進(jìn)入高層建筑快速滅火。電容器儲存的能量通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成滅火彈的動能,設(shè)置儲能電容器的工作電壓可獲得所需的滅火彈出膛速度。如圖乙所示,若電磁炮正對高樓,與高樓之間的水平距離L=60m,滅火彈出膛速度v0=50m/s,方向與水平面夾角θ=53°,不計炮口離地面高度及空氣阻力,重力加速度大小g取10m/s2,sin53°=0.8。(1)求滅火彈擊中高樓位置距地面的高度H。(2)已知電容器儲存的電能E=CU2,轉(zhuǎn)化為滅火彈動能的效率η=15%,滅火彈的質(zhì)量為3kg,電容C=2.5×104

μF,電容器工作電壓U應(yīng)設(shè)置為多少?解析

(1)滅火彈出膛速度v0=50

m/s,方向與水平面夾角θ=53°滅火彈水平速度為vx=v0cos

θ=30

m/s突破熱點聚素養(yǎng)經(jīng)典物理模型:拋體運(yùn)動模型高中物理中的拋體運(yùn)動包含平拋運(yùn)動和斜拋運(yùn)動,要掌握拋體運(yùn)動的規(guī)律、特點和常用結(jié)論,結(jié)合化曲為直的思維方法變換視角,建構(gòu)物理模型。解答時,首先確定曲線所在的平面,再根據(jù)幾何關(guān)系確定水平位移和豎直位移,最后由拋體運(yùn)動的公式解決問題。模型建構(gòu)考向分析拋體運(yùn)動在高考中可以單獨命題,也常常結(jié)合圓周運(yùn)動、機(jī)械能等知識命題。試題往往與生活實際、體育運(yùn)動等聯(lián)系密切,體現(xiàn)物理來源于生活又走向生活的命題理念。案例探究典例(多選)(2022山東卷)如圖所示,某同學(xué)將離地1.25m的網(wǎng)球以13m/s的速度斜向上擊出,擊球點到豎直墻壁的距離為4.8m。當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時,擊中墻壁上離地高度為8.45m的P點。網(wǎng)球與墻壁碰撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)榕銮暗?.75倍,平行墻面的速度分量不變。重力加速度g取10m/s2,網(wǎng)球碰墻后的速度大小v和著地點到墻壁的距離d分別為(

)BD解析

思路一:如圖所示,圖甲為網(wǎng)球向上運(yùn)動過程中軌跡所在豎直平面,圖乙為網(wǎng)球運(yùn)動全過程的俯視圖。甲乙思路二:圖丙為網(wǎng)球運(yùn)動全過程的俯視圖。將網(wǎng)球在O點(擊球點)的速度分解為豎直向上的速度vy(圖中未畫出)、垂直于墻的速度vx、平行于墻的速度vz。由題意,至網(wǎng)球碰墻前瞬間,vy減為0,vx、vz均不變;撞墻后,vz沒有發(fā)生變化,垂直于墻的速度大小vx'=0