平抛运动典型例题讲解
v0 ?
S
l
x/2
x x
tan 2 tan
α 2θ
y tan
y
v0
y tanα
l
vy
y
v
x
lx
Байду номын сангаас
2
结论:平抛运动任一时刻速度的反向延长 线总交于这段时间内水平位移的中点。
平抛运动典型例题
•1、平抛运动中,(除时间以外)所有物 理量均由高度与初速度两方面决定。
例1、一小球以初速度水平抛出,抛 出点离地面的高度为h,阻力不计, 求:(1)小球在空中飞行的时间; (2)落地时速度;(3)水平射程; (4)小球的位移。
例21、在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有 小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25厘米.若 小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、 d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=____ __(用g,l表示),其值是 (取g=9.8米/秒2)
16、类平抛运动 a、b两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x 轴正方向抛出,a在竖直平面内运动,落地点为p1, b沿光滑斜面运动,落地点为p2,p1和p2在同一水平 面上,设斜面高h,倾角为θ ,如图4-2-16,不计 空气阻力,求 1.a、b的运动时间 2.a、b沿x轴方向的位移 3.a、b落地时的速度大小 4.a、b落地时的速度
3.飞行时间<等时性>
2
2
知(x、y)求v0.
推论Ⅱ:做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度 方向的反向延长线一定通过此时水平的位移中点。 5.平抛运动的两个重要推论 推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置 处,设其末速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方 向的夹角为θ,则tan α=2tan θ。
。 和
v0
AB
v0
37°
53°
9. 从竖直方向是自由落体运动的角度出发求解 在研究平抛运动的实验中,由于实验的不规范, 有许多同学作出的平抛运动的轨迹,常常不能直 接找到运动的起点(这种轨迹,我们暂且叫做“残 缺轨迹”),这给求平抛运动的初速度带来了很大 的困难。为此,我们可以运用竖直方向是自由落 体的规律来进行分析。
x
x
2)最大高度表达式
3)最大射程表达式
竖直上抛到最高点: 竖直方向落回地面: 1 2 0=v0sinq-gt 0=v0 sin q ?t gt
1 2 H = v0 sin q ?t gt 2 v0 2 sin q2 2v0 2 sin q cos q v0 2 sin 2q 解得:H = 解得:X = = g g 2g
vy = v0 sin q - gt
1 2 y = v0 sin q t - gt 2
斜抛运动规律应用:
y
若初速度v0,与水平面 V0 地面夹角为θ,写出: 1)运动中最小的速度, θ 此时物体在何处? 落回水平地面时,速度多大? mg 最小值:Vx=v0cosθ y 落回地面时:v=v0 与水平成θ角 斜抛运动 具有对称性
6、平抛运动的基本计算题类型——关键在于对 公式、结论的熟练掌握程度;建立等量关系 例7、一个物体从某一确定的高度以v0 的初速度 水平抛出,已知它落地时的速度为v1,那么它的 运动时间是( )
A.
A
B
C
D
例8、作平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取 决于( ) A.物体所受的重力和抛出点的高度 B.物体所受的重力和初速度 C.物体的初速度和抛出点的高度 D.物体所受的重力、高度和初速度
• 落地速度:
vt v0 2 gh
2
• 任意两个相等时间间隔内的速度变化量相等:
v g t
1 3
x
5
结论:平抛运动任意 相等时间内水平位移 相等,从抛出点开始 竖直位移比为1:3: 5:7 · · · · · · ·
y
x v0 t 1 x=v0t vy=gt h= g t 1 2 2 y gt 4.轨迹方程(以抛出点为原点): 2 X=v0t g 2 消去t g 2 y x 2 x y= 1 2 2v0 2v 0 y= gt
11. 灵活分解求解平抛运动的最值问题 例15、如图6所示,在倾角为θ 的斜面上以 速度ν 0水平抛出一小球,该斜面足够长,则 从抛出开始计时,经过多长时间小球离开斜 面的距离的达到最大,最大距离为多少?
12. 利用平抛运动的推论求解 推论1:任意时刻的两个分速度与合速度构成一个矢 量直角三角形。
D、 2
3 3
s
8.从分解位移的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说,如果知道了某 一时刻的位移方向(如物体从已知倾角的斜面上水 平抛出,这个倾角也等于位移与水平方向之间的夹 角),则我们可以把位移分解成水平方向和竖直方 向,然后运用平抛运动的运动规律来进行研究问题 (这种方法,暂且叫做“分解位移法”) 例10、 若质点以V0正对倾角为θ 的斜面水平抛出, 如果要求质点到达斜面的位移最小,求飞行时间为 多少?
例11、 在倾角为α 的斜面上的P点,以水平 速度ν0向斜面下方抛出一个物体,落在斜面 上的Q点,证明落在Q点物体速度 2
0 1 tan
例12、 如图3所示,在坡度一定的斜面顶点 以大小相同的速度ν 0同时水平向左与水平向右 抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为 370和530,小球均落在坡面上,若不计空气阻 力,则A和B两小球的运动时间之比为多少?
推论3、做平抛运动的物体经过一段时间,到达 某一位置时,设其末速度与水平方向的夹角为 θ , 位移与水平方向的夹角为α ,则tanθ =2tanα
如图7所示,从倾角为θ的斜面上的某点先后将同一小球以 不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上。当抛出的速 度为ν 1时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α 1; 当抛出的速度为ν 2时,小球到达斜面时速度方向与斜面 的夹角为α 2,则下列说法中正确的是( ) A、当ν1<ν2时,α1>α2 B、当ν1>ν2时,α1<α2 C、无论ν 1、ν 2大小如何,均有α 1=α 2 D、α 1、α 2的大小关系与斜面倾角θ 无关
例4、如图所示,甲乙两球位于同一竖直线上的 不同位置,甲比乙高h,将甲乙两球分别以 v1.v2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气 阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是 () A.同时抛出,且v1< v2 B.甲后抛出,且v1> v2 C.甲先抛出,且v1> v2 D.甲先抛出,且v1< v2
4、平抛运动轨迹问题——认准参考系
例16、从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球,它 们的初速度大小分别为ν 1和ν 2,初速度方向相反,求 经过多长时间两小球速度之间的夹角为900?
推论2:任意时刻的两个分位移与合位移构成一 个矢量直角三角形
例17、宇航员站在一星球表面上的某高度处,沿水平方向 抛出一个小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛 出点与落地点之间的距离为 l ,若抛出时初速度增大到 两倍,则抛出点与落地点之间的距离为 3l 。已知两落地 点在同一水平面上,求该星球的重力加速度。
讨论:初速度大小一定时 1)θ=90°时,射高最大 2)θ=45°时,水平射程最远
2 水平方向最大射程: X =v0 cos q × t
练习
1.如右图所示,某同学为了找出平抛运动物体的初速度之间的 关系,用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板,O与 A在同一高度,小球的水平初速度分别是v1、v2、v3,打在挡板 上的位置分别是B、C、D,且AB∶BC∶CD=1∶3∶5。则v1、 v2、v3之间的正确关系是( ) A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1 B.v1∶v2∶v3=5∶3∶1 C.v1∶v2∶v3=6∶3∶2 D.v1∶v2∶v3=9∶4∶1
,
例13、 某一平抛的部分轨迹如图4所示, 已知x1=x2=a,y1=b,y2=c,求ν 0。
10. 从平抛运动的轨迹入手求解问题
例14、 从高为H的A点平抛一物体,其水平射程 为2s,在A点正上方高为2H的B点,向同一方向平 抛另一物体,其水平射程为s。两物体轨迹在同一 竖直平面内且都恰好从同一屏的顶端擦过,求屏的 高度。
例 5、 从水平匀速飞行的直升机上向外自由 释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程 中,下列说法正确的是( ) A.从飞机上看,物体静止 B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方 C.从地面上看,物体做平抛运动 D.从地面上看,物体做自由落体运动
飞机沿水平方向匀速飞行,每隔一定时间投下一枚炸弹,这些 炸弹在空中排列成直线还是抛物线?相邻炸弹间距离有何特点
3、平抛运动“撞球”问题——判断两球运动的时 间是否相同(h是否相同);类比追击问题,利用 撞上时水平位移、竖直位移相等的关系进行解决
在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出小两小 球A和B,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两 球在空中相遇,则必须 A.甲先抛出A球 B.先抛出B球 C.同时抛出两球 D.使两球质量相等
一般的抛体运动------斜抛运动分析方法
将运动沿水平、竖直分解成两个分运动
匀速 运动 y 水平方向做___________ 竖直上抛 运动 竖直方向做___________
水平规律:vx = v0 cos q V0
x = vxt = v0 cos q t
竖直规律,向上为正:
θ
x 根据分运动的 mg 初速度和分加速度 ,判定分运动的规 律
推论4、在做平抛运动的物体任意时刻瞬时速 度方向的反向延长线一定通过水平位移的中 点
体育竞赛中有一项运动为掷镖,如图8所示。墙壁 上落有两只飞镖,它们是从同一位置水平射出的, 飞镖A与竖直墙壁成角θ 1=530,飞镖B与竖直墙壁 成角θ 2=370,两者相距为d。假设飞镖的运动为平 抛运动,求射出点离墙壁的水平距离。 (sin37°=0.6,cos37°=0.8)