高中物理 第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 平拋運(yùn)動(dòng) 3 平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題剖析學(xué)案 教科版必修2.doc

平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題剖析一、考點(diǎn)突破：考點(diǎn)課程目標(biāo)備注平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題求解方法1. 掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及推論；2. 會根據(jù)極限法確定臨界軌跡高考重點(diǎn)，題型多為選擇題、計(jì)算題，考查重點(diǎn)是化曲為直的物理思想，本知識點(diǎn)既可單獨(dú)命題也可和圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合命題二、重難點(diǎn)提示：重點(diǎn)：利用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決臨界問題。難點(diǎn)：利用極限法確定臨界軌跡。一、平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問題，解決這類問題有三點(diǎn)：1. 明確平拋運(yùn)動(dòng)的基本性質(zhì)公式；基本規(guī)律及公式：速度：，合速度 ，方向：tan；位移：xt ，y，合位移大?。簊，方向：tan時(shí)間：由y得t（由下落的高度y決定）；豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。2. 確定臨界狀態(tài)；用極限分析法把初速度增大或減小，根據(jù)平拋軌跡尋找臨界狀態(tài)。3. 確定臨界軌跡在軌跡示意圖中尋找出幾何關(guān)系。解題過程中畫出運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，可以使抽象的物理情境變得直觀，也可以使隱藏于問題深處的條件顯露無遺，然后根據(jù)幾何關(guān)系列出水平和豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題。二、平拋臨界模型1. 球類的臨界模型：乒乓球觸網(wǎng)、出界問題；排球、網(wǎng)球中的臨界問題。2. 斜面上的臨界問題：在斜面上平拋離斜面最遠(yuǎn)距離問題。3. 斜拋中的臨界問題：斜拋的最小速度、最大高度、最遠(yuǎn)射程等問題。注：1. 在拋體運(yùn)動(dòng)模型中要充分利用可逆思維進(jìn)行解題。如：斜拋可以看成兩個(gè)平拋的對接；2. 速度的分解可以從兩個(gè)角度考慮：（1）與力垂直的方向和平行的方向；（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)效果分解。 例題1 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(shí)的速度v0的大小范圍；（2）小球落在空地上的最小速度。思路分析：（1）設(shè)小球恰好落到空地的右側(cè)邊緣時(shí)的水平初速度為v01，則小球的水平位移：Lxv01t1小球的豎直位移：H解以上兩式得v01（Lx）13 m/s設(shè)小球恰好越過圍墻的邊緣時(shí)的水平初速度為v02，則此過程中小球的水平位移：Lv02t2小球的豎直位移Hh解以上兩式得v025 m/s小球拋出時(shí)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(shí)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(shí)，落地速度最小；豎直方向：2gH又有：vmin解得：vminm/s答案：（1）5 m/sv013 m/s（2）m/s例題2 憤怒的小鳥是一款時(shí)下非常流行的游戲，游戲中的故事也相當(dāng)有趣，如圖甲所示，為了報(bào)復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們，鳥兒以自己的身體為武器，如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學(xué)們根據(jù)自己所學(xué)的物理知識進(jìn)行假設(shè)：小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖乙所示，若h10.8 m，l12 m，h22.4 m，l21 m，小鳥飛出后能否直接打中肥豬的堡壘？請用計(jì)算結(jié)果進(jìn)行說明。（取重力加速度g10 m/s2）思路分析：設(shè)小鳥以v0彈出后能直接擊中堡壘，則ts0.8 s所以v0m/s3.75 m/s設(shè)在臺面的草地上的水平射程為x，則所以xv01.5 m<l1可見小鳥不能直接擊中堡壘?！痉椒ㄌ釤挕款惼綊亞栴}模型的分析方法類平拋運(yùn)動(dòng)在高考中出現(xiàn)頻率較高，常常與之后將學(xué)習(xí)的電學(xué)結(jié)合在一起考查。1. 類平拋運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)物體所受的合外力為恒力，且與初速度的方向垂直。2. 類平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在初速度v0方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在合外力方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a。3. 類平拋運(yùn)動(dòng)的求解方法（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（即沿合外力的方向）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a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。例題 如圖所示的光滑斜面長為l，寬為b，傾角為，一物塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）沿斜面左上方頂點(diǎn)水平射入，恰好從底端Q點(diǎn)離開斜面，試求：（1）物塊由P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間t；（2）物塊由P點(diǎn)水平射入時(shí)的初速度v0；（3）物塊離開Q點(diǎn)時(shí)速度的大小v。思路分析：（1）沿斜面向下的方向有mgsin ma，lat2，聯(lián)立解得t；（2）沿水平方向有bv0t，v0；（3）物塊離開Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v。答案：（1）（2） （3）