2020高中物理 第一章 抛体运动 第3节 平抛运动 3 平抛运动的临界问题剖析学案 教科版必修2

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2020高中物理 第一章 抛体运动 第3节 平抛运动 3 平抛运动的临界问题剖析学案 教科版必修2

平抛运动的临界问题剖析 一、考点突破:‎ 考点 课程目标 备注 平抛运动的临界问题求解方法 1. ‎ 掌握平抛运动的规律及推论;‎ ‎2. 会根据极限法确定临界轨迹 高考重点,题型多为选择题、计算题,考查重点是化曲为直的物理思想,本知识点既可单独命题也可和圆周运动结合命题 二、重难点提示:‎ 重点:利用平抛运动的规律解决临界问题。‎ 难点:利用极限法确定临界轨迹。‎ 一、平抛运动的临界问题,解决这类问题有三点:‎ ‎1. 明确平抛运动的基本性质公式;‎ 基本规律及公式:‎ ‎①速度:,,‎ 合速度 ,方向:tanθ=;‎ ‎②位移:x=t ,y=,合位移大小:s=,方向:tanα=‎ ‎③时间:由y=得t=(由下落的高度y决定);‎ ‎④竖直方向自由落体运动,匀变速直线运动的一切规律在竖直方向上都成立。‎ ‎2. 确定临界状态;‎ 用极限分析法把初速度增大或减小,根据平抛轨迹寻找临界状态。‎ ‎3. 确定临界轨迹——在轨迹示意图中寻找出几何关系。‎ 解题过程中画出运动轨迹示意图,可以使抽象的物理情境变得直观,也可以使隐藏于问题深处的条件显露无遗,然后根据几何关系列出水平和竖直方向的运动规律解题。‎ 二、平抛临界模型 ‎1. 球类的临界模型:乒乓球触网、出界问题;排球、网球中的临界问题。‎ ‎2. 斜面上的临界问题:在斜面上平抛离斜面最远距离问题。‎ ‎3. 斜抛中的临界问题:斜抛的最小速度、最大高度、最远射程等问题。‎ 注:‎ ‎1. 在抛体运动模型中要充分利用可逆思维进行解题。如:斜抛可以看成两个平抛的对接;‎ ‎2. 速度的分解可以从两个角度考虑:‎ ‎(1)与力垂直的方向和平行的方向;‎ ‎(2)根据运动效果分解。‎ 4‎ ‎ ‎ 例题1 如图所示,水平屋顶高H=‎5 m,围墙高h=‎3.2 m,围墙到房子的水平距离L=‎3 m,围墙外空地宽x=‎10 m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上,g取‎10 m/s2。求:‎ ‎(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围;‎ ‎(2)小球落在空地上的最小速度。‎ 思路分析:(1)设小球恰好落到空地的右侧边缘时的水平初速度为v01,则小球的水平位移:L+x=v01t1‎ 小球的竖直位移:H=‎ 解以上两式得 v01=(L+x)=‎13 m/s 设小球恰好越过围墙的边缘时的水平初速度为v02,则此过程中小球的水平位移:‎ L=v02t2‎ 小球的竖直位移 H-h=‎ 解以上两式得 v02=‎5 m/s 小球抛出时的速度大小为 ‎5 m‎/s≤v0≤‎13 m/s ‎(2)小球落在空地上,下落高度一定,落地时的竖直分速度一定,当小球恰好越过围墙的边缘落在空地上时,落地速度最小;‎ 竖直方向:‎ ‎=2gH 又有:vmin=‎ 解得:vmin=m/s 答案:(1)‎5 m/s≤v0≤‎13 m/s (2)m/s 例题2 《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的 4‎ 游戏,游戏中的故事也相当有趣,如图甲所示,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示,若h1=‎0.8 m,l1=‎2 m,h2=‎2.4 m,l2=‎1 m,小鸟飞出后能否直接打中肥猪的堡垒?请用计算结果进行说明。(取重力加速度g=‎10 m/s2)‎ 思路分析:设小鸟以v0弹出后能直接击中堡垒,则 t=s=0.8 s 所以v0=m/s=‎3.75 m/s 设在台面的草地上的水平射程为x,则 所以x=v0=‎1.5 m
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