2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題15 平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用之臨界問題學(xué)案.doc
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突破15 平拋運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用之臨界問題平拋運(yùn)動受到某種條件的限制時就構(gòu)成了平拋運(yùn)動的臨界問題,其限制條件一般有水平位移和豎直高度兩種。求解這類問題的關(guān)鍵是確定臨界軌跡,當(dāng)受水平位移限制時,其臨界軌跡為自拋出點(diǎn)到水平位移端點(diǎn)的一條拋物線;當(dāng)受豎直高度限制時,其臨界軌跡為自拋出點(diǎn)到豎直高度端點(diǎn)的一條拋物線。確定軌跡后再結(jié)合平拋運(yùn)動的規(guī)律即可求解。審題技巧1.有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼,明顯表明題述的過程中存在著臨界點(diǎn)。2.若題目中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語,表明題述的過程中存在著“起止點(diǎn)”,而這些起止點(diǎn)往往就是臨界點(diǎn)。3.若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明題述的過程中存在著極值,這些極值點(diǎn)也往往是臨界點(diǎn)。解題技巧1. 分析平拋運(yùn)動中的臨界問題時一般運(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。2. 求解平拋運(yùn)動中的臨界問題的關(guān)鍵 (1)確定臨界狀態(tài)確定臨界狀態(tài)一般用極限法分析,即把平拋運(yùn)動的初速度增大或減小,使臨界狀態(tài)呈現(xiàn)出來(2)確定臨界狀態(tài)的運(yùn)動軌跡,并畫出軌跡示意圖畫示意圖可以使抽象的物理情景變得直觀,更可以使有些隱藏于問題深處的條件暴露出來 【典例1】在某次乒乓球比賽中,乒乓球先后兩次落臺后恰好在等高處水平越過球網(wǎng),過網(wǎng)時的速度方向均垂直于球網(wǎng),把兩次落臺的乒乓球看成完全相同的兩個球,球1和球2,如圖所示,不計乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力,乒乓球自起跳到最高點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( ) A起跳時,球1的重力功率等于球2的重力功率B球1的速度變化率小于球2的速度變化率C球1的飛行時間大于球2的飛行時間D過網(wǎng)時球1的速度大于球2的速度【答案】 AD【解析】 乒乓球起跳后到最高點(diǎn)的過程,其逆過程可看成平拋運(yùn)動。重力的瞬時功率等于重力乘以豎直方向的速度,兩球起跳后能到達(dá)的最大高度相同,由v22gh得,起跳時豎直方向分速度大小相等,所以兩球起跳時重力功率大小相等,A正確;速度變化率即加速度,兩球在空中的加速度都等于重力加速度,所以兩球的速度變化率相等,B錯誤;由hgt2可得兩球飛行時間相同,C錯誤;由題圖可知,球1的水平位移較大,由xvt可知,運(yùn)動時間相同,則球1的水平速度較大,D正確。【典例2】 如圖所示,排球場總長為18 m,設(shè)球網(wǎng)高度為2 m,運(yùn)動員站在網(wǎng)前3 m處正對球網(wǎng)跳起將球水平擊出,球大小不計,取重力加速度g10 m/s2。 (1)若擊球高度為2.5 m,為使球既不觸網(wǎng)又不出界,求水平擊球的速度范圍;(2)當(dāng)擊球點(diǎn)的高度為何值時,無論水平擊球的速度多大,球不是觸網(wǎng)就是出界?【答案】 (1)3 m/sv12 m/s (2) m【解析】 (1)球被水平擊出后,做平拋運(yùn)動,如圖所示, 要使球既不觸網(wǎng)又不越界,水平擊球速度v的取值范圍為:3 m/sv12 m/s。(2)設(shè)擊球點(diǎn)的高度為h,當(dāng)h較小時,擊球速度過大會出界,擊球速度過小又會觸網(wǎng),臨界情況是球剛好擦網(wǎng)而過,落地時又恰好壓在底線上。則有,得h m。即擊球高度為 m時,球不是觸網(wǎng)就是出界?!镜淅?】 一位網(wǎng)球運(yùn)動員以拍擊球,使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只球飛出時的初速度為v1,落在自己一方場地上后,彈跳起來,剛好擦網(wǎng)而過,落在對方場地的A點(diǎn)處,如圖所示,第二只球飛出時的初速度為v2,直接擦網(wǎng)而過,也落在A點(diǎn)處。設(shè)球與地面碰撞時沒有能量損失,且不計空氣阻力,求: (1)兩只球飛出時的初速度之比v1v2;(2)運(yùn)動員擊球點(diǎn)的高度H、網(wǎng)高h(yuǎn)之比Hh?!敬鸢浮?(1)13 (2)43【解析】 (1)第一、二兩只球被擊出后都做平拋運(yùn)動,由平拋運(yùn)動的規(guī)律可知,兩球分別被擊出至各故t12t2,則H4(Hh),解得Hh43?!靖櫠逃?xùn)】1. 如圖所示,在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中,若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處,將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出,球剛好落在底線上已知底線到網(wǎng)的距離為L,重力加速度取g,將球的運(yùn)動視作平拋運(yùn)動,下列表述正確的是( ) A球的速度v等于LB球從擊出至落地所用時間為C球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移等于LD球從擊球點(diǎn)至落地點(diǎn)的位移與球的質(zhì)量有關(guān) 【答案】 AB 2. 一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺如圖所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2,中間球網(wǎng)高度為h,發(fā)射機(jī)安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺面高度為3h。不計空氣的作用,重力加速度大小為g,若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi),通過選擇合適的方向,就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上,則v的最大取值范圍是( ) A. vL1 B. v C. v D. v 【答案】: D【解析】: 當(dāng)發(fā)射機(jī)正對右側(cè)臺面發(fā)射,乒乓球恰好過網(wǎng)時,發(fā)射速度最小。由平拋運(yùn)動規(guī)律,v1t,2hgt2,聯(lián)立解得:v1 。當(dāng)發(fā)射機(jī)正對右側(cè)臺面的某個角發(fā)射,乒乓球恰好到達(dá)角上時,發(fā)射速度最大。由平拋運(yùn)動規(guī)律,v2t,3hgt2,聯(lián)立解得:v2 。即速度v的最大取值范圍為 v ,選項D正確,選項A、B、C錯誤。3. 如圖所示為足球球門,球門寬為L。一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起,將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))。球員頂球點(diǎn)的高度為h。足球做平拋運(yùn)動(足球可看成質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力),則( ) A足球位移的大小x B足球初速度的大小v0 C足球末速度的大小v D足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan 【答案】 B 4. 一階梯如圖13所示,其中每級臺階的高度和寬度都是0.4 m,一小球以水平速度v飛出,g 取10 m/s2,欲打在第四臺階上,則v的取值范圍是( ) A. m/sv2 m/s B. 2 m/sv3.5 m/sC. m/sv m/s D. 2 m/sv m/s【答案】A【解析】 根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有:xvt,ygt2,根據(jù)幾何關(guān)系有:vtgt2,得vgt,如果落到第四臺階上有:30.4gt240.4,代入vgt,得 m/sv2 m/s,A正確。5. 如圖所示,水平屋頂高H5 m,圍墻高h(yuǎn)3.2 m,圍墻到房子的水平距離L3 m,圍墻外空地寬x10 m,為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的空地上,g取10 m/s2.求: (1)小球離開屋頂時的速度v0的大小范圍;(2)小球落在空地上的最小速度【答案】 (1)5 m/sv013 m/s (2)5 m/s 小球離開屋頂時的速度大小為5 m/sv013 m/s(2)小球落在空地上,下落高度一定,落地時的豎直分速度一定,當(dāng)小球恰好越過圍墻的邊緣落在空地上時,落地速度最小豎直方向:v2gH又有:vmin解得:vmin5 m/s- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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