
一、以核心和主干知識(shí)為重點(diǎn)。構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,在教學(xué)中突出知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系與綜合。
二、注重情景與過程的理解與分析。善于構(gòu)建物理模型,情景是考查物理知識(shí)的載體。
三、加強(qiáng)能力的提升與解題技巧的歸納總結(jié)。學(xué)生能力的提升要通過對(duì)知識(shí)的不同角度、不同層面的訓(xùn)練來實(shí)現(xiàn)。
四、精選訓(xùn)練題目,使訓(xùn)練具有實(shí)效性、針對(duì)性。
五、把握高考熱點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。
模板04 曲線運(yùn)動(dòng)(六大題型)
本節(jié)導(dǎo)航:
題型01 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的求解 題型02 平拋運(yùn)動(dòng)在斜面上的三種模型
題型03 平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合問題 題型04 平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題
題型05 斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 題型06 類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
題型01 平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的求解
1、平拋運(yùn)動(dòng)內(nèi)容是高考的必考知識(shí)點(diǎn),是最典型的曲線運(yùn)動(dòng)之一,注意考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
2、試題的呈現(xiàn)形式豐富,提問角度設(shè)置新穎,學(xué)生需要掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和重要推論。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、運(yùn)動(dòng)規(guī)律
水平方向:做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度:vx=v0,位移:x=v0t;
豎直方向:做自由落體運(yùn)動(dòng),速度:vy=gt,位移:y=eq \f(1,2)gt2;
合速度為即,方向:v與水平方向夾角為,即。
合位移為即,S與水平方向夾角為,即。
2、運(yùn)動(dòng)圖示
3、重要推論
①做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。
②速度方向與水平方向的夾角為α,位移與水平方向的夾角為θ,則。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
解答平拋運(yùn)動(dòng)問題時(shí),一般的方法是將平拋運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直兩個(gè)方向分解,這樣分解的優(yōu)點(diǎn)是不用分解初速度也不用分解加速度。
畫出速度(或位移)分解圖,通過幾何知識(shí)建立合速度(或合位移)、分速度(或分位移)及其方向間的關(guān)系,通過速度(或位移)的矢量三角形求解未知量。
如果知道速度的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解速度。
如果知道位移的大小或方向,應(yīng)首先考慮分解位移。
3、解題方法
①分解速度:對(duì)于一個(gè)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體來說,如果知道了某一時(shí)刻的速度方向,則我們常常是從“分解速度”的角度來研究問題。
方法突破:初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,經(jīng)歷時(shí)間t速度和水平方向的夾角為α,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得:tan α=eq \f(vy,vx)=eq \f(gt,v0),從而得到初速度v0、時(shí)間t、偏轉(zhuǎn)角α之間的關(guān)系,進(jìn)而求解。
②分解位移:對(duì)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,如果知道某一時(shí)刻的位移方向(如物體從已知傾角的斜面上水平拋出后再落回斜面,斜面傾角就是它的位移與水平方向之間的夾角),則我們可以把位移沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解,然后運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究問題。
方法突破:以初速度v0做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,經(jīng)歷時(shí)間t位移和水平方向的夾角為θ,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得:水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)x=v0t,豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)y=eq \f(1,2)gt2,tan θ=eq \f(y,x),結(jié)合上面三個(gè)關(guān)系式求解。
③假設(shè)法:假設(shè)法是在不違背原題所給條件的前提下,人為地加上或減去某些條件,以使問題方便求解。利用假設(shè)法處理某些物理問題,往往能突破思維障礙,找出新的解題途徑,化難為易,化繁為簡(jiǎn)。
方法突破:對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),飛行時(shí)間由高度決定,水平位移由高度和初速度決定,所以當(dāng)高度相同時(shí),水平位移與初速度成正比。但有時(shí)高度不同,水平位移就很難比較,這時(shí)我們可以采用假設(shè)法,例如移動(dòng)水平地面使其下落高度相同,從而做出判斷。
④重要推論法:有些平拋運(yùn)動(dòng)問題按照常規(guī)的方法進(jìn)行合成、分解、計(jì)算,雖然也能夠解決問題,但是過程復(fù)雜,計(jì)算繁瑣,如果選擇平拋運(yùn)動(dòng)的一些重要推論則問題會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)便很多。
方法突破:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,任意時(shí)刻速度方向的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)。
做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任一時(shí)刻或任一位置時(shí),設(shè)其速度方向與水平方向的夾角為α,位移與水平方向的夾角為θ,則tan α=2tan θ。
(2024·新疆河南·高考真題)如圖,一長度的均勻薄板初始時(shí)靜止在一光滑平臺(tái)上,薄板的右端與平臺(tái)的邊緣O對(duì)齊。薄板上的一小物塊從薄板的左端以某一初速度向右滑動(dòng),當(dāng)薄板運(yùn)動(dòng)的距離時(shí),物塊從薄板右端水平飛出;當(dāng)物塊落到地面時(shí),薄板中心恰好運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)。已知物塊與薄板的質(zhì)量相等。它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度大小。求
(1)物塊初速度大小及其在薄板上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)平臺(tái)距地面的高度。
(2024·遼寧鞍山·二模)如圖所示,半徑的半球緊貼著豎直墻固定在水平地面上。體積可忽略的小球在豎直墻最高點(diǎn)最右側(cè)以水平向右拋出。已知墻高,忽略空氣阻力,小球落地后不反彈。試求:
(1)若小球剛好擊中半球的最高點(diǎn),則小球水平拋出的初速度大小。
(2)若小球不與半球相碰,則小球水平拋出的初速度大小的取值范圍。
【答案】(1)2.5m/s;(2)m/s
【詳解】(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向上有
水平方向上有
解得
(2)小球恰不與半球相碰,即軌跡恰好與圓軌道相切,設(shè)此時(shí)速度方向與豎直方向所成夾角為θ,由幾何關(guān)系有
水平方向有
豎直方向上有
且
解得
m/s
小球水平拋出初速度范圍為m/s
題型02 平拋運(yùn)動(dòng)在斜面上的三種模型
這類題型是平拋運(yùn)動(dòng)的推廣,求解過程既需要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí),還要充分考慮斜面的約束,掌握三角函數(shù)等的知識(shí),綜合求解。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、模型特點(diǎn)
平拋運(yùn)動(dòng)與斜面結(jié)合的問題,一般是研究物體從斜面頂端平拋到落回斜面的運(yùn)動(dòng)過程,解決這類問題一般仍是在水平和豎直方向上分解。求解的關(guān)鍵在于深刻理解通過與斜面的關(guān)聯(lián)而給出的隱含條件。
2、三種模型
①垂直打斜面,其特點(diǎn)為在撞擊斜面的時(shí)刻,速度方向與水平方向的夾角與斜面的傾角互余。
②順著斜面拋,其特點(diǎn)為全過程位移的方向沿斜面方向,即豎直位移與水平位移之比等于斜面傾角的正切。
③拋體切入斜面,其特點(diǎn)為速度方向與斜面平行。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
在解答該類問題時(shí),除要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度規(guī)律外,還要充分利用斜面傾角,找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系,從而使問題得到順利解決。
物體從斜面上某一點(diǎn)水平拋出又落在斜面上,即滿足平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在解答這類問題時(shí),除要運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度規(guī)律,還要充分運(yùn)用斜面傾角,找出斜面傾角同位移和速度與水平方向夾角的關(guān)系,從而順利解決問題。
3、解題方法
(2024·山東泰安·三模)如圖所示,傾角θ=37°的光滑斜面AB固定在水平面上,現(xiàn)將一彈力球從斜面的頂端A點(diǎn)以初速度v0=10m/s水平向右拋出,彈力球恰好落在斜面的底端B點(diǎn)。已知重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,不計(jì)空氣阻力。
(1)求斜面的長度;
(2)若彈力球與斜面碰撞時(shí),沿斜面方向的速度不變,垂直斜面方向的速度大小不變,方向反向,現(xiàn)僅調(diào)整彈力球從A點(diǎn)水平拋出時(shí)的速度大小,使彈力球與斜面碰撞1次后仍能落到B點(diǎn),求調(diào)整后彈力球水平拋出的速度大小。
(2024·四川德陽·模擬預(yù)測(cè))為了采集某行星巖石內(nèi)部的物質(zhì)樣品,先將巖石用行星探測(cè)車運(yùn)往高處,然后水平拋出,讓巖石重重地砸在行星表面,這樣就可以將堅(jiān)硬的巖石撞碎,進(jìn)而采集到巖石內(nèi)部的物質(zhì)樣品,如圖所示,O點(diǎn)為斜坡底端,現(xiàn)將一塊質(zhì)量為m=1kg的巖石從O點(diǎn)正上方高度為處以初速度為 水平拋出,巖石垂直打在傾角為的斜坡上,由于斜坡并不完全平滑,巖石沿豎直方向向上反彈,上升的最大高度為,求:
(1)該行星表面的重力加速度大?。?br>(2)若巖石與斜坡在接觸過程中相互作用的時(shí)間為0.1s,則接觸過程中巖石所受到平均合外力的大小。
【答案】(1);(2)
【詳解】(1)小球從拋出到垂直打在斜坡過程,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
,
垂直打在斜坡時(shí),有
根據(jù)幾何關(guān)系有
聯(lián)立解得
,
(2)小球垂直打在斜坡時(shí)的豎直分速度大小為
根據(jù)題意可知,巖石與斜坡在接觸過程后水平速度減為0,豎直速度變?yōu)樨Q直向上,大小為,根據(jù)題意有
解得
則巖石與斜坡在接觸過程中,水平方向根據(jù)動(dòng)量定理可得
解得
豎直方向根據(jù)動(dòng)量定理可得
解得
則接觸過程中巖石對(duì)小球的平均作用力大小為
則接觸過程中巖石所受到平均合外力的大小為。
題型03 平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合問題
1、這類題型有兩種命題角度:①前一部分為平拋運(yùn)動(dòng),后一部分為圓周運(yùn)動(dòng);②前一部分為圓周運(yùn)動(dòng),后一部分為平拋運(yùn)動(dòng)。這兩部分區(qū)分明顯,在不同部分運(yùn)用各自的規(guī)律。
2、注意兩部分運(yùn)動(dòng)的銜接點(diǎn)以及題中的其它約束,如角度或高度等。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、水平面的組合問題
物體先做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),后做平拋運(yùn)動(dòng)。
2、豎直面的組合問題
此類問題有時(shí)物體先做豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng),后做平拋運(yùn)動(dòng),有時(shí)物體先做平拋運(yùn)動(dòng),后做豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng),有時(shí)要結(jié)合能量關(guān)系求解。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
這類問題往往是平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的組合,各部分問題獨(dú)立存在,分段明顯,但是互相聯(lián)系,兩個(gè)過程的銜接點(diǎn)是速度。
要注意題目中的約束條件,比如角度等。
3、解題方法
水平面的解題方法:①明確水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源,根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列方程;②平拋運(yùn)動(dòng)一般是沿水平方向和豎直方向分解速度或位移;③速度是聯(lián)系前后兩個(gè)過程的關(guān)鍵物理量,前一個(gè)過程的末速度是后一個(gè)過程的初速度。
豎直面的解題方法:①首先要明確是“輕桿模型”還是“輕繩模型”,然后分析物體能夠達(dá)到圓周最高點(diǎn)的臨界條件;②注意前后兩過程中速度的連續(xù)性。
(2024·廣東·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,水平軌道AB與豎直半圓形軌道BC在B點(diǎn)相切。質(zhì)量的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以一定的初速度從水平軌道的A點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),進(jìn)入圓軌道后,沿圓軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng),恰好到達(dá)最高C,之后離開圓軌道,做平拋運(yùn)動(dòng),落在圓軌道上的D點(diǎn)。已知小物塊在B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道瞬間,速度m/s,圓軌道半徑m,重力加速度m/s2,忽略空氣阻力。求:
(1)小物塊從B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道瞬間對(duì)軌道壓力的大?。?br>(2)小物塊到達(dá)C點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大?。?br>(3)小物塊的落點(diǎn)D與B點(diǎn)的距離。
(2024·廣東·模擬預(yù)測(cè))游客在動(dòng)物園里??吹胶镒釉谑幥锴Ш突?,其運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型,猴子需要借助懸掛在高處的秋千繩飛躍到對(duì)面的滑板上,質(zhì)量為的猴子在豎直平面內(nèi)繞圓心做圓周運(yùn)動(dòng)。若猴子某次運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的正下方時(shí)松手,猴子飛行水平距離后躍到對(duì)面的滑板上,點(diǎn)離平臺(tái)高度也為,猴子與點(diǎn)之間的繩長,重力加速度大小,不考慮空氣阻力,秋千繩視為輕繩,猴子可視為質(zhì)點(diǎn),求:
(1)猴子落到滑板時(shí)的速度大?。?br>(2)猴子運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的正下方時(shí)繩對(duì)猴子拉力的大小。
【答案】(1);(2)
【詳解】(1)設(shè)猴子松手后飛行的時(shí)間為,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律在豎直方向上有
在水平方向上有
解得
在豎直方向上有
解得
得猴子落到平臺(tái)時(shí)的速度大小
(2)設(shè)猴子運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的正下方時(shí)繩對(duì)選手拉力的大小為,猴子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
猴子經(jīng)過圓周運(yùn)動(dòng)軌跡最低點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得
解得繩對(duì)猴子拉力的大小
題型04 平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題
1、這類題目中有“剛好”“恰好”“正好”“取值范圍”“多長時(shí)間”“多大距離”等詞語,表明題述的過程中存在臨界點(diǎn)。
2、這類題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過程中存在著極值。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、問題特點(diǎn)
在體育運(yùn)動(dòng)中,像乒乓球、排球、網(wǎng)球等都有中間網(wǎng)及邊界問題,要求球既能過網(wǎng),又不能出邊界,某物理量(尤其是球速)往往要有一定的范圍限制,在這類問題中,確定臨界狀態(tài),畫好臨界軌跡,是解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
此類問題的臨界條件:通常為位置關(guān)系的限制或速度關(guān)系的限制,列出豎直方向與水平方向上的方程,將臨界條件代入即可求解。
在分析此類問題時(shí)一定要注意從實(shí)際出發(fā)尋找臨界點(diǎn),畫出物體運(yùn)動(dòng)過程的草圖,明確臨界條件。
3、解題方法
①找出情景中臨界條件,如“恰好”、“最大”、“最小”等關(guān)鍵詞,明確其含義。。
②畫出運(yùn)動(dòng)過程的草圖,確定物體的臨界位置,標(biāo)注位移、速度等臨界值。
明確臨界過程的軌跡,運(yùn)用曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行求解。
分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問題時(shí)一般運(yùn)用極限分析的方法,即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小,讓臨界問題突現(xiàn)出來,找到產(chǎn)生臨界的條件。
(2024·山東·模擬預(yù)測(cè))中國國家女子排球隊(duì)是中國各體育團(tuán)隊(duì)中成績突出的體育團(tuán)隊(duì)之一。為備戰(zhàn)奧運(yùn),2024年4月3日下午,中國女排回漳州體育訓(xùn)練基地展開為期40天的集訓(xùn)。已知排球場(chǎng)長,寬,球網(wǎng)高,某隊(duì)員在訓(xùn)練中,從底線中點(diǎn)正上方高處將球以的速度水平擊出,若球能夠進(jìn)入對(duì)方場(chǎng)內(nèi)(g?。?,不計(jì)一切阻力。
(1)求的大小范圍;
(2)若球恰好擦著球網(wǎng)進(jìn)入對(duì)方場(chǎng)內(nèi),求發(fā)球的最大速度(不計(jì)排球擦網(wǎng)時(shí)的阻力)。
(2024·浙江金華·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,AOB是游樂場(chǎng)中的滑道模型,位于豎直平面內(nèi),由兩個(gè)半徑為R的圓周連接而成,它們的圓心、與兩圓弧的連接點(diǎn)O在同一豎直線上。沿水池的水面方向,B點(diǎn)右側(cè)為無窮大水平面,水平面上有一系列沿方向的漂浮的木板,木板的質(zhì)量為M,長度為。一質(zhì)量為m的小孩(可視為質(zhì)點(diǎn))可由弧AO的任意點(diǎn)靜止開始下滑。不考慮水與木板接觸面的阻力,設(shè)木板質(zhì)量足夠大且始終處于水平面上。
(1)若小孩恰能在O點(diǎn)脫離滑道,求小孩靜止下滑處距O點(diǎn)的高度?
(2)凡能在O點(diǎn)脫離滑道的小孩,其落水點(diǎn)到的距離范圍?
(3)若小孩從O點(diǎn)靜止下滑,求脫離軌道時(shí)的位置與的連線與豎直方向夾角的余弦值?
(4)某小孩從O點(diǎn)脫離滑道后,恰好落在某木板的中央,經(jīng)過一段時(shí)間振蕩和調(diào)節(jié)后,該木板和小孩處于靜止?fàn)顟B(tài),小孩接下來開始在木板上表演水上漂。如果小孩能一次跳離木板,求小孩做功的最小值?
【答案】(1);(2);(3);(4)
【詳解】(1)若小孩恰能在O點(diǎn)脫離滑道,此時(shí)向心力由重力提供
根據(jù)機(jī)械能守恒可得
解得小孩靜止下滑處距O點(diǎn)的高度為
(2)凡能在O點(diǎn)脫離滑道的小孩,其距離O點(diǎn)的高度范圍是
由機(jī)械能守恒可得
平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為
平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
其落水點(diǎn)到的距離為
其落水點(diǎn)到的距離范圍為
(3)若小孩從O點(diǎn)靜止下滑,脫離軌道時(shí)的位置與的連線與豎直方向夾角設(shè)為,則
由機(jī)械能守恒可得
解得
(4)根據(jù)題意,木板質(zhì)量足夠大,分析第一次跳離木板,可看作斜向右上方的斜拋運(yùn)動(dòng),水平位移最小為l,水平初速度為,豎直初速度為,則有
小孩做功為
根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知,當(dāng)時(shí),存在最小的功,為
題型05斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
斜拋運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)的推廣,生活中符合斜拋運(yùn)動(dòng)的例子較多,這部分知識(shí)常與生活場(chǎng)景結(jié)合在一起進(jìn)行考查,在解決此類問題時(shí)要將所學(xué)物理知識(shí)與實(shí)際情境聯(lián)系起來,抓住問題實(shí)質(zhì),將問題轉(zhuǎn)化為熟知的物理模型和物理過程求解。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、運(yùn)動(dòng)規(guī)律
水平方向:不受外力,以為初速度做勻速直線運(yùn)動(dòng);水平位移;
豎直方向:豎直方向只受重力,初速度為,做豎直上拋運(yùn)動(dòng);任意時(shí)刻的速度公式是,位移公式為。
2、運(yùn)動(dòng)圖示
軌跡方程為:,為拋物線。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上(下)拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
豎直方向的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng),而是豎直上(下)拋運(yùn)動(dòng)。
三維空間的斜拋運(yùn)動(dòng)要注意水平方向的選取。
3、解題方法
研究方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解
水平方向:勻速直線運(yùn)動(dòng);
豎直方向:豎直上(下)拋運(yùn)動(dòng)。
斜上拋運(yùn)動(dòng)可用逆向思維法求解,從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可逆過程分析,看成平拋運(yùn)動(dòng),分析完整的斜上拋運(yùn)動(dòng),還可根據(jù)對(duì)稱性求解某些問題。
一些運(yùn)動(dòng)量的求解如下表所示。
(2024·山東濟(jì)寧·三模)某旋轉(zhuǎn)噴灌機(jī)進(jìn)行農(nóng)田噴灌的示意圖如圖所示,噴口出水速度的方向可調(diào)節(jié)。該噴灌機(jī)的最大功率為,噴灌機(jī)所做功的轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能,噴口的橫截面積,水的密度,重力加速度,,噴口距離地面的高度,忽略空氣阻力,不考慮供水水壓對(duì)水速的影響。求:
(1)噴灌機(jī)的最大噴水速度v;
(2)噴口出水速度方向與水平面夾角時(shí),該噴灌機(jī)的最大噴灌面積。(保留三位有效數(shù)字)
(2024·山東菏澤·二模)如圖,電力工人在傾角的山坡上架設(shè)電線,豎直電線桿高,工人將拖線器(拖線器為一連接細(xì)線的重物)拋出,拖線器恰好能夠越過電線桿頂端,忽略空氣阻力、人的身高和細(xì)線質(zhì)量,。求:
(1)拖線器拋出時(shí)的最小速度大小及方向;
(2)拖線器拋出點(diǎn)到電線桿底部的距離;
(3)拖線器在山坡上的落點(diǎn)到電線桿底部的距離。
【答案】(1),方向垂直斜面向上;(2)48m;(3)48m
【詳解】(1)電線桿頂端到山坡的垂直距離
設(shè)初速度沿垂直斜面方向的分速度為,平行斜面方向的分速度為
聯(lián)立解得
當(dāng)時(shí),拋出時(shí)的速度最小
即
方向垂直斜面向上
(2)平行斜面方向
拋出點(diǎn)到線桿底部的距離
代入數(shù)據(jù)解得
(3)由對(duì)稱性可知,垂直斜面方向下落時(shí)間與上升時(shí)間相等,拋出點(diǎn)到落點(diǎn)距離
落點(diǎn)到電線桿底部的距離
代入數(shù)據(jù)解得
題型06類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
1、類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法與平拋運(yùn)動(dòng)相似,類平拋的受到的恒力不是重力,可以其它性質(zhì)的力。
2、高考這部分知識(shí)常與電學(xué)結(jié)合一起考查。
3、傳送帶上的物體受力較少,難點(diǎn)在于物體和傳送帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的變化會(huì)導(dǎo)致摩擦力的變化,從而使得物體的運(yùn)動(dòng)情況變得復(fù)雜。
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
1、模型特點(diǎn)
有些物體的運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)很相似,也是在與初速度方向垂直的恒定外力作用下運(yùn)動(dòng),其軌跡與平拋運(yùn)動(dòng)相似,我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為類平拋運(yùn)動(dòng),這樣的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)稱作“類平拋”模型。
2、特點(diǎn)
受力特點(diǎn):物體所受合力為恒力,且與初速度的方向垂直。
運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):在初速度v0方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在合力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=eq \f(F合,m)。
3、模型中的木板長度
當(dāng)滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程中,并且滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng),則滑塊的位移和木板的位移之差等于木板的長度。
當(dāng)滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程中,并且滑塊和木板反向運(yùn)動(dòng),則滑塊的位移和木板的位移之和等于木板的長度。
二、解題模板
1、解題思路
2、注意問題
類平拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的區(qū)別在于是否合外力為重力,求解類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)要準(zhǔn)確分析物體所受的合外力。
求解時(shí)要根據(jù)物體受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)判斷該問題是否屬于類平拋運(yùn)動(dòng)問題。
3、解題方法
①常規(guī)分解法:將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不影響,且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。
②特殊分解法:對(duì)于有些問題,可以過拋出點(diǎn)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,將加速度分解為ax、ay,初速度v0分解為vx、vy,然后分別在x、y方向列方程求解。
在具體的物理情景中,常把復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來處理。用類似平拋運(yùn)動(dòng)的解決方法解決問題,例如帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。
(2024·廣東高三·階段練習(xí))正在公路上行駛的汽車,只需按下一個(gè)鍵,就能輕松切換到飛行模式,變身飛機(jī)躍入天空,這就是飛行汽車!一輛飛行汽車在平直的公路上以30m/s的速度行駛,某時(shí)刻司機(jī)啟動(dòng)飛行模式,汽車保持水平速度不變,沿豎直方向開始勻加速爬升,經(jīng)過一段時(shí)間爬升到200m高處。用x表示水平位移,y表示豎直位移,這一過程的圖像如圖所示。取,求汽車飛行時(shí):
(1)從啟動(dòng)飛行模式,到離地200m高處需要多長時(shí)間;
(2)到達(dá)200m高處時(shí)豎直速度和瞬時(shí)速度的大?。捎酶奖硎荆?br>(2024·河南·模擬預(yù)測(cè))風(fēng)洞是以人工的方式控制氣流,是進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)最常用、最有效的工具之一、某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室模擬風(fēng)洞控制小球在光滑水平桌面運(yùn)動(dòng)。如圖所示,光滑水平桌面高為h,長方形為桌面,,,以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿邊為x軸,沿邊為y軸。通過特殊控制,使矩形區(qū)域存在沿x軸方向的風(fēng),使小球在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)中始終受到沿x軸正方向的恒定風(fēng)力F;矩形區(qū)域無風(fēng);控制矩形區(qū)域存在沿y軸負(fù)方向的風(fēng),使小球在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)中始終受到沿y軸負(fù)向的恒定風(fēng)力F,已知,小球質(zhì)量為m,重力加速度為g,除風(fēng)洞區(qū)域外其他位置空氣對(duì)小球作用力為零。求:
(1)自位置靜止釋放的小球離開桌面的位置坐標(biāo);
(2)如果小球自位置靜止釋放,小球自點(diǎn)離開桌面,求的值,并計(jì)算這種情況小球落地點(diǎn)到A點(diǎn)的距離;
(3)在區(qū)域內(nèi)靜止釋放小球,小球恰能從點(diǎn)離開桌面,求所有釋放點(diǎn)位置的橫縱坐標(biāo)滿足的關(guān)系式(表達(dá)式不用標(biāo)注取值范圍);
(4)如果在區(qū)域存在沿軸負(fù)方向的風(fēng),使小球在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)中始終受到沿軸負(fù)向的恒定風(fēng)力,同時(shí)去掉區(qū)域風(fēng),在區(qū)域內(nèi)由靜止釋放小球,小球恰能從點(diǎn)離開桌面,求所有釋放點(diǎn)位置的橫縱坐標(biāo)滿足的關(guān)系式(表達(dá)式中不用標(biāo)注取值范圍)。
【答案】(1);(2),;(3);(4)
【詳解】(1)設(shè)自位置靜止釋放的小球離開矩形區(qū)域的速度大小為,由動(dòng)能定理得
解得
設(shè)在區(qū)域在運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則
解得
加速度
沿軸負(fù)方向的位移大小
小球離開桌面的位置縱坐標(biāo)
小球離開桌面的位置橫坐標(biāo)
自位置靜止釋放的小球離開桌面的位置坐標(biāo)。
(2)如果小球自位置靜止釋放,小球離開矩形區(qū)域的速度大小為,由動(dòng)能定理得
解得
設(shè)在區(qū)域在運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則
解得
小球自點(diǎn)離開桌面,沿軸負(fù)方向的位移大小
解得
設(shè)小球自點(diǎn)離開桌面到落到地面的時(shí)間為,則
解得
沿軸負(fù)方向的速度大小
小球自點(diǎn)離開桌面后,沿x軸正方向的位移大小
沿軸負(fù)方向的位移大小
小球落地點(diǎn)到A點(diǎn)的距離
(3)在區(qū)域內(nèi)靜止釋放小球,小球恰能從點(diǎn)離開桌面時(shí),釋放點(diǎn)的坐標(biāo)為。小球離開矩形區(qū)域的速度大小為,由動(dòng)能定理得
解得
設(shè)在區(qū)域在運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則
解得
沿軸負(fù)方向的位移大小
(4)如果在區(qū)域存在沿軸負(fù)方向的風(fēng),使小球在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)中始終受到沿軸負(fù)向的恒定風(fēng)力,同時(shí)去掉區(qū)域風(fēng),在區(qū)域內(nèi)由靜止釋放小球,小球恰能從點(diǎn)離開桌面,設(shè)釋放點(diǎn)的位置坐標(biāo),小球離開矩形區(qū)域的速度大小為,由動(dòng)能定理得
解得
設(shè)在區(qū)域在運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則
解得
沿軸負(fù)方向的速度大小
小球恰能從點(diǎn)離開桌面時(shí)速度與x軸正方向的夾角為,則
解得
1.(2024·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,水平放置的圓盤半徑為,在其邊緣C點(diǎn)固定一個(gè)高度不計(jì)的小桶,在圓盤直徑CD的正上方放置一條水平滑道AB,滑道與CD平行。滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上,其高度差為。在滑道左端靜止放置質(zhì)量為的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。當(dāng)用一大小為的水平拉力向右拉動(dòng)物塊的同時(shí),圓盤從圖示位置以角速度繞穿過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),拉力作用一段時(shí)間后撤掉,物塊在滑道上繼續(xù)滑行,過B點(diǎn)水平拋出恰好落入小桶內(nèi),重力加速度g取。求:
(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(2)水平滑道AB的最小長度。
【答案】(1)2m/s
(2)0.8m
【詳解】(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)物塊離開滑道時(shí)的速度為v,落入小桶所用時(shí)間為t,則水平方向上有
豎直方向上有
解得
,
(2)設(shè)拉動(dòng)物塊時(shí)的加速度為,所用時(shí)間為,由牛頓第二定律得
解得
撤去拉力后,設(shè)物塊的加速度為,所用時(shí)間為,由牛頓第二定律得
解得
圓盤轉(zhuǎn)過一圈時(shí)物塊落入小桶內(nèi),拉力作用時(shí)間最短,水平滑道AB長度最小,圓盤轉(zhuǎn)過一圈的時(shí)間
物塊在滑道上先加速后減速,則有
物塊滑行時(shí)間、拋出后在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期關(guān)系為
解得
,
加速位移
加速的末速度為
減速位移
AB的最小長度
2.(2024·江蘇鎮(zhèn)江·一模)如圖所示,在水平的桌面上,有一光滑的弧形軌道,其底端恰好與光滑水平面相切。右側(cè)有一豎直放置的光滑圓弧軌道MNP,軌道半徑R=0.8m,MN為其豎直直徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R,質(zhì)量為M=2.0kg的小物塊B靜止在水平面上。質(zhì)量為mA=2.0kg的小物塊A從距離水平面某一高度的S點(diǎn)沿軌道從靜止開始下滑,經(jīng)過弧形軌道的最低點(diǎn)Q滑上水平面與B發(fā)生彈性碰撞,碰后兩個(gè)物體交換速度,然后小物塊B從桌面右邊緣D點(diǎn)飛離桌面后,恰由P點(diǎn)沿圓軌道切線落入圓軌道,g=10m/s2,求:
(1)物塊B離開D點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(2)S與Q豎直高度h;
(3)物塊能否沿軌道到達(dá)M點(diǎn),并通過計(jì)算說明理由。
【答案】(1)
(2)0.8m
(3)見解析
【詳解】(1)A、B碰撞后,因二者交換速度,所以A靜止,物塊B由D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),落到P點(diǎn)時(shí)其豎直速度為vy,有
又
解得
(2)設(shè)A與B碰撞前的速度為,A與B相碰交換速度,所以
A從S滑到Q的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得
解得
(3)設(shè)物塊能沿軌道到達(dá)M點(diǎn),且到達(dá)時(shí)其速度為,從D到M由動(dòng)能定理得
解得
即物塊不能到達(dá)M點(diǎn)。
3.(2024·山西運(yùn)城·二模)如圖甲所示, 半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),B為軌道的最低點(diǎn),B點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的小平板車,平板車質(zhì)量M=1kg,長度l=1m小車的上表面與B點(diǎn)等高,距地面高度、質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放。取。試求:
(1)物塊滑到軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??;
(2)若鎖定平板車并在上表面鋪上一種特殊材料,其動(dòng)摩擦因數(shù)從左向右隨距離均勻變化,如圖乙所示,求物塊滑離平板車時(shí)的速率;
(3)若解除平板車的鎖定并撤去上表面鋪的材料后,物塊與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù),物塊仍從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放,求物塊落地時(shí)距平板車右端的水平距離。
【答案】(1)30N
(2)1m/s
(3)0.2m
【詳解】(1)物體從圓弧軌道頂端滑到B點(diǎn)的過程中根據(jù)動(dòng)能定理有
解得
在B點(diǎn)由牛頓第二定律得
解得
N=30N
根據(jù)牛頓第三定律可知,在B點(diǎn)時(shí)物塊對(duì)軌道的壓力大小為30N,方向豎直向下。
(2)根據(jù)圖乙可知,物塊在小車上滑行時(shí)的摩擦力做功
從物體開始滑到滑離平板車過程中由動(dòng)能定理得
解得
v=1m/s
(3)當(dāng)平板車不固定時(shí),對(duì)物塊有
對(duì)平板車有
經(jīng)過時(shí)間t1物塊滑離平板車,則 有
解得
t1=0.5s,(舍去另一解1s)
物體滑離平板車的速度
v物=vB-a1t1=2m/s
此時(shí)平板車的速度
物塊滑離平板車做平拋運(yùn)動(dòng),則有
解得
物塊落地時(shí)距平板車右端的水平距離
x=(v物-v車)t2
解得
x=0.2m
4.(22-23高一下·云南昆明·期中)如圖,一個(gè)質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓?。ú挥?jì)空氣阻力,進(jìn)入圓弧瞬間速度大小不變)。已知圓弧的半徑R=0.1m,B點(diǎn)和C點(diǎn)分別為圓弧的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),θ=60°,小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的位置與P點(diǎn)間的水平距離為,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)若小球恰好能過C點(diǎn),求小球在C點(diǎn)的速度大??;
(2)若小球恰好能過C點(diǎn),且軌道的B點(diǎn)和C點(diǎn)受到小球的壓力之差為6mg,求小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(3)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0。
【答案】(1)1m/s;(2);(3)
【詳解】(1)小球恰好過C點(diǎn),則
解得
(2)小球恰好過C點(diǎn),則在C點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫?,根據(jù)牛頓第三定律,小球受到的支持力等于小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?,根?jù)題意有
在B點(diǎn)有
代入數(shù)據(jù)解得
(3)小球到A點(diǎn)的速度如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系有
水平方向
聯(lián)立解得
5.(2024·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))如圖,餐桌上表面離地面的高度,餐桌中心是一個(gè)半徑為的圓盤,圓盤可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),近似認(rèn)為圓盤與餐桌在同一水平面內(nèi)且兩者之間的間隙可忽略不計(jì)。已知放置在圓盤邊緣的的小物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小物體與餐桌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,緩慢增大圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,物體從圓盤上甩出后,在餐桌上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),恰好不會(huì)滑出餐桌落到地上,g取,不計(jì)空氣阻力。
(1)為使物體不從圓盤滑到餐桌上,求圓盤的邊緣線速的最大值;
(2)物體在餐桌上滑行的時(shí)間;
(3)若餐桌上灑上了油,導(dǎo)致物體與餐桌間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小,物體沿桌面勻減速直線運(yùn)動(dòng)后落地,落地點(diǎn)距離圓桌中心的水平距離,求此過程桌面對(duì)物體做的功。
【答案】(1);(2)1s;(3)
【詳解】(1)對(duì)物體,有
解得
(2)在餐桌上有
可得
恰好不會(huì)滑出桌面落到地上
可得
恰好不會(huì)滑出桌面落到地上
可得
(3)在餐桌上有
物體滑出桌面的過程中
飛出桌面后豎直方向
水平方向
故物體落地時(shí)距離圓桌中心的水平距離
解得
則此過程桌面對(duì)物體做的功為
6.(2024·寧夏石嘴山·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,光滑軌道的左端為半徑為的圓弧形、右端為水平面,二者相切,水平面比水平地面高,一質(zhì)量為的小球A從距離水平面高處由靜止開始滑下,與靜止于水平面上的質(zhì)量為的小球B發(fā)生彈性正碰,碰后小球B做平拋運(yùn)動(dòng),落地時(shí)發(fā)生的水平位移為,重力加速度。求:
(1)A球剛滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)受到軌道支持力的大??;
(2)碰后瞬間B球的速度大??;
(3)B球的質(zhì)量。
【答案】(1)14N;(2)1m/s;(3)3kg
【詳解】(1)A球滑到圓弧最低點(diǎn)有
在最低點(diǎn)有
解得
(2)B球碰后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有
水平方向有
解得
(3)A球與B球發(fā)生碰撞,動(dòng)量守恒,有
彈性碰撞有
解得
7.(2024·山東青島·三模)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)正在逐步走進(jìn)中學(xué)校園,受到眾多同學(xué)的喜愛。如圖,某同學(xué)正在網(wǎng)球場(chǎng)練習(xí)發(fā)球,他將質(zhì)量的網(wǎng)球從離水平地面高度處,以某一初速度水平擊出,網(wǎng)球第一次落在距擊球點(diǎn)水平距離處的地面上,然后經(jīng)地面多次反彈,最終停下來。已知網(wǎng)球與地面第一次碰后,豎直分速度反向,大小變?yōu)榕銮暗模椒炙俣确较虿蛔?,大小變?yōu)榕銮暗摹2挥?jì)網(wǎng)球所受空氣阻力,網(wǎng)球與地面碰撞時(shí)間極短,重力加速度,計(jì)算結(jié)果可保留根號(hào),求
(1)該同學(xué)擊球過程對(duì)網(wǎng)球所做的功;
(2)網(wǎng)球第一次與地面碰撞過程中地面對(duì)網(wǎng)球的沖量;
(3)網(wǎng)球第二次接觸地面處與擊球點(diǎn)間的水平距離。
【答案】(1);(2); ;(3)
【詳解】(1)設(shè)網(wǎng)球第一次落地前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成和分解
,
解得
(2)網(wǎng)球第一次落地時(shí)根據(jù)動(dòng)量定理得
,
解得
地面對(duì)網(wǎng)球的沖量與水平方向的夾角
(3)設(shè)網(wǎng)球第一次彈起后經(jīng)時(shí)間再次落地,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
解得
8.(2024·遼寧葫蘆島·二模)“路亞”是一種釣魚方法,用這種方法釣魚時(shí)先把魚餌通過魚線收到魚竿末端,然后用力將魚餌甩向遠(yuǎn)處。如圖所示,釣魚愛好者在a位置開始甩竿,魚餌被甩至最高點(diǎn)b時(shí)迅速釋放魚線,魚餌被水平拋出,最后落在距b水平距離s=22.5m的水面上。魚餌的質(zhì)量為m=0.02kg。甩竿過程竿可視為在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),且O離水面高度h=1.55m,O到魚竿末端魚餌的距離L=2.5m,魚餌從b點(diǎn)拋出后,忽略魚線對(duì)其作用力和空氣阻力,Oa、Ob均視為直線,重力加速度g取,求:
(1)魚餌在b點(diǎn)拋出時(shí)的速度大??;
(2)釋放魚線前,魚餌在b點(diǎn)受魚線作用力的大小和方向。
【答案】(1);(2),豎直向下
【詳解】(1)魚餌在b點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有
水平方向有
聯(lián)立可得,魚餌在b點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小為
(2)魚餌在b點(diǎn)受重力和魚線的拉力,由牛頓第二定律
代入數(shù)據(jù)解得,魚餌在b點(diǎn)受魚線作用力的大小為
方向豎直向下。
思路分析
第一問的思路:
第二問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1)4m/s;;(2)
【詳解】(1)物塊在薄板上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
薄板做加速運(yùn)動(dòng)的加速度
對(duì)物塊
對(duì)薄板
解得
(2)物塊飛離薄板后薄板得速度
物塊飛離薄板后薄板做勻速運(yùn)動(dòng),物塊做平拋運(yùn)動(dòng),則當(dāng)物塊落到地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
則平臺(tái)距地面的高度
方法
內(nèi)容
斜面
運(yùn)動(dòng)時(shí)間
分解速度
水平:vx=v0
豎直:vy=gt
合速度:v=eq \r(v\\al(2,x)+v\\al(2,y))
由tan θ= eq \f(v0,vy)= eq \f(v0,gt)得t= eq \f(v0,g tan θ)
分解位移
水平:x=v0t
豎直:y=eq \f(1,2)gt2
合位移:s=eq \r(x2+y2)
由tan θ= eq \f(y,x)= eq \f(gt,2v0)得t= eq \f(2v0tan θ,g)
分解速度
水平:vx=v0
豎直:vy=gt
合速度:
v= eq \r(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(x))+v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(y)))
由tan θ= eq \f(vy,v0)= eq \f(gt,v0)得t= eq \f(v0tan θ,g)
思路分析
第一問的思路:
第二問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1)18.75m;(2)
【詳解】(1)彈力球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有
水平方向有
聯(lián)立解得斜面的長度為
(2)將平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿斜面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)和垂直斜面方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng),設(shè)調(diào)整后彈力球水平拋出時(shí)的速度大小沿垂直斜面方向的分速度大小為
沿斜面方向的分速度大小為
垂直斜面方向的加速度大小為
沿斜面方向的加速度大小為
彈力球每次從斜面離開到再次落回斜面過程中用時(shí)為
沿斜面方向有
聯(lián)立解得
思路分析
第一問的思路;
第二問的思路:
第三問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1);(2);(3)
【詳解】(1)在B點(diǎn),設(shè)軌道對(duì)小物塊的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律
根據(jù)牛頓第三定律可得小物塊從B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道瞬間對(duì)軌道壓力
聯(lián)立解得
(2)小物塊恰好到達(dá)最高C,在點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律
解得
(3)小物塊從點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向
水平方向
聯(lián)立解得
思路分析
第一問的思路:
第二問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1);(2)
【詳解】(1)當(dāng)排球的初速度沿垂直于底線方向且恰好擦網(wǎng)時(shí)有最小值,豎直方向有
水平方向有
解得
當(dāng)排球落在對(duì)方底角時(shí),初速度有最大值,豎直方向有
水平方向有
解得
所以能進(jìn)入對(duì)方場(chǎng)內(nèi)的速度范圍。
(2)當(dāng)排球落在側(cè)邊線上時(shí),滿足條件初速度沿著垂直于底線方向的分量
初速度沿著平行于底線方向的分量
則有
飛行時(shí)間
當(dāng)物體落地時(shí),由 知,飛行時(shí)間。
射程
由軌跡方程,令y=0得落回拋出高度時(shí)的水平射程是。由軌跡方程可得:①當(dāng)拋射角時(shí)射程最遠(yuǎn),①當(dāng)拋射角時(shí)射程最遠(yuǎn),;②初速度相同時(shí),兩個(gè)互余的拋射角具有相同的射程,例如300和600的兩個(gè)拋射角在相同初速度的情況下射程是相等的。
射高
斜上拋的物體達(dá)到最大高度時(shí)=0,此時(shí),代入即得到拋體所能達(dá)到的最大高度,即當(dāng)時(shí),射高最大。
思路分析
第一問的思路:
第二問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1)10m/s;(2)285m2
【詳解】(1)設(shè)在?t時(shí)間內(nèi)從噴口處噴出水的質(zhì)量為?m,則
由能量關(guān)系
解得
v=10m/s
(2)噴口出水速度方向與水平面夾角時(shí),則
該噴灌機(jī)的最大噴灌面積
解得Sm=285m2
思路分析
第一問的思路:
第二問的思路:
詳細(xì)解析
【答案】(1)20s;(2)20m/s,
【詳解】(1)由題可知,汽車在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)圖像可知,到離地200m高處時(shí)的水平位移x為600m,則從啟動(dòng)飛行模式,到離地200m高處的時(shí)間為
(2)由題可知,汽車在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
可得,到達(dá)200m高處時(shí)豎直速度的大小為
則到達(dá)200m高處時(shí)的瞬時(shí)速度的大小為
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