2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動與萬有引力定律 第一章 拋體運(yùn)動階段總結(jié)學(xué)案 教科版.doc

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第一章 拋體運(yùn)動 階段總結(jié) 一、運(yùn)動的合成和分解 1.解決運(yùn)動的合成與分解問題的關(guān)鍵有四點(diǎn) (1)合運(yùn)動和分運(yùn)動具有同時(shí)性，各個(gè)分運(yùn)動與合運(yùn)動總是同時(shí)開始，同時(shí)結(jié)束。 (2)合運(yùn)動和分運(yùn)動具有獨(dú)立性，一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)方向的運(yùn)動，各分運(yùn)動是相互獨(dú)立互不影響的。 (3)合運(yùn)動與分運(yùn)動的位移、速度、加速度之間的關(guān)系都遵循矢量運(yùn)算法則——平行四邊形定則。 (4)物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動是合運(yùn)動。 [例1] 距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點(diǎn)相距2 m，在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球，離地高度為h，如圖1所示。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運(yùn)動至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷，最后兩球同時(shí)落地。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小g＝10 m/s2?？汕蟮胔等于(　　) 圖1 A.1.25 m B.2.25 m C.3.75 m D.4.75 m 解析　小車由A運(yùn)動到B的時(shí)間為 s＝0.5 s，對左側(cè)小球，5 m＝gt2，對右側(cè)小球，h＝g(t－0.5 s)2，解得h＝1.25 m，所以選項(xiàng)A正確。 答案　A 2.“繩、桿關(guān)聯(lián)物體”的速度問題 解決此類問題的一般步驟如下： 第一步：先確定合運(yùn)動，物體的實(shí)際運(yùn)動就是合運(yùn)動； 第二步：確定合運(yùn)動的兩個(gè)實(shí)際作用效果，一是沿牽引方向的平動效果，改變速度的大??；二是沿垂直于牽引方向的轉(zhuǎn)動效果，改變速度的方向； 第三步：按平行四邊形定則進(jìn)行分解，作好運(yùn)動矢量圖； 第四步：根據(jù)沿繩(或桿)牽引方向的速度相等列方程。 [例2] 如圖2所示，水平面上有一汽車A，通過定滑輪用繩子拉同一水平面上的物體B，當(dāng)拉至圖示位置時(shí)，兩繩子與水平面的夾角分別為α、β，二者速度分別為vA和vB，則vA和vB的比值為多少？ 圖2 解析　物體B實(shí)際的運(yùn)動(合運(yùn)動)水平向右，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動效果可知，兩分運(yùn)動分別為沿繩方向的分運(yùn)動(設(shè)其速度為v1)和垂直繩方向的分運(yùn)動(設(shè)其速度為v2)。如圖甲所示， 有v1＝vBcos β?、? 汽車A實(shí)際的運(yùn)動(合運(yùn)動)水平向右，根據(jù)它的實(shí)際運(yùn)動效果，兩分運(yùn)動分別為沿繩方向的分運(yùn)動(設(shè)其速度為v3)和垂直繩方向的分運(yùn)動(設(shè)其速度為v4)。 如圖乙所示，則有v3＝vAcos α?、? 又因二者沿繩子方向上的速度大小相等，即v1＝v3　③ 由①②③式得vA∶vB＝cos β∶cos α。 答案　cos β∶cos α 二、解決平拋運(yùn)動的三個(gè)突破口 1.把平拋運(yùn)動的時(shí)間作為突破口 平拋運(yùn)動規(guī)律中，各物理量都與時(shí)間有聯(lián)系，所以只要求出拋出時(shí)間，其他的物理量都可輕松解出。 2.把平拋運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角作為突破口 圖3 如圖3可得tan θ＝＝(推導(dǎo)：tan θ＝＝＝＝) tan α＝，所以有tan θ＝2tan α。從以上各式可以看出偏轉(zhuǎn)角和其他各物理量都有關(guān)聯(lián)，通過偏轉(zhuǎn)角可以確定其他的物理量。 3.把平拋運(yùn)動的一段軌跡作為突破口 平拋運(yùn)動的軌跡是一條拋物線，已知拋物線上的任意一段，就可求出水平初速度和拋出點(diǎn)，其他物理量也就迎刃而解了。設(shè)圖4為某小球做平拋運(yùn)動的一段軌跡，在軌跡上任取兩點(diǎn)A和B，E為AB的中間時(shí)刻。 圖4 設(shè)tAE＝tEB＝T 由豎直方向上的勻變速直線運(yùn)動得－＝gT2，所以 T＝＝ 由水平方向上的勻速直線運(yùn)動得 v0＝＝ 。 [例3] 如圖5所示，滑板運(yùn)動員從傾角為53的斜坡頂端滑下，滑下的過程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端有一個(gè)高h(yuǎn)＝1.4 m、寬L＝1.2 m的長方體障礙物，為了不觸及這個(gè)障礙物，他必須在距水平地面高度H＝3.2 m的A點(diǎn)沿水平方向跳起離開斜面。忽略空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2(已知sin 53＝0.8，cos 53＝0.6)，求： 圖5 (1)若運(yùn)動員不觸及障礙物，他從A點(diǎn)起跳后落至水平面的過程所經(jīng)歷的時(shí)間； (2)運(yùn)動員為了不觸及障礙物，他從A點(diǎn)沿水平方向起跳的最小速度。 解析　(1)運(yùn)動員從斜面上起跳后沿豎直方向做自由落體運(yùn)動，根據(jù)自由落體公式H＝gt2 解得t＝＝0.8 s。 (2)為了不觸及障礙物，運(yùn)動員以速度v沿水平方向起跳后豎直下落高度為H－h(huán)時(shí)，他沿水平方向運(yùn)動的距離為Hcot 53＋L， 設(shè)他運(yùn)動的時(shí)間為t′，則 H－h(huán)＝gt′2，Hcot 53＋L＝vt′， 聯(lián)立解得v＝6.0 m/s。 答案　(1)0.8 s　(2)6.0 m/s 三、平拋運(yùn)動的臨界問題 平拋運(yùn)動中經(jīng)常出現(xiàn)臨界問題，解決此類問題的關(guān)鍵有三點(diǎn)： (1)確定運(yùn)動性質(zhì)——平拋運(yùn)動。 (2)確定臨界位置。 (3)確定臨界軌跡，并畫出軌跡示意圖。 [例4] 女排比賽時(shí)，某運(yùn)動員進(jìn)行了一次跳發(fā)球，若擊球點(diǎn)恰在發(fā)球處底線上方3.04 m高處，擊球后排球以25 m/s的速度水平飛出，球的初速度方向與底線垂直，排球場的有關(guān)尺寸如圖6所示，試計(jì)算說明：(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2) 圖6 (1)此球能否過網(wǎng)？ (2)若此球能過網(wǎng)，球是落在對方界內(nèi)，還是界外？ 解析　(1)當(dāng)排球在豎直方向下落高度Δh＝(3.04－2.24) m＝0.8 m時(shí)，所用時(shí)間為t1，由 Δh＝gt，x＝v0t1， 解得x＝10 m＞9 m，故此球能過網(wǎng)。 (2)當(dāng)排球落地時(shí)，h＝gt，x′＝v0t2。 將h＝3.04 m代入得x′≈19.5 m>18 m，故排球落在界外。 答案　(1)能過網(wǎng)　(2)界外