高中物理专题讲座必修二 联系客服

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专题二.竖直上抛运动

◎ 知识梳理

1.特点:初速度V0竖直向上,只受重力作用的运动叫竖直上抛运动,是匀减速直线运动的特例。 2.公式

注意:

①选初速度V0的方向为正方向,若V方向向上,则V取正值,若V方向向下,则取负值,最高点为其分界点;若物体位于抛出点上方则S取正值,位于抛出点下方则S取负值。

②上述各式均适用于竖直上抛运动的往返全过程,这时t从抛出开始计时。 3.竖直上抛运动的对称性:

①时间对称性:对应竖直上抛物体运动的同一段竖直高度,上行和下行的时闻相等。因而,物体从某点出发上升到最高点与最高点落至抛出点所用时间相等,即: 物体从抛出到落回抛出点的总时间为:t=2Vo/2

②速度对称性:物体在上升和下降经过同一位置时速度大小相等、方向相反,即:Vt=V0 注意:若物体所受阻力不能忽略.则不存在上述对称性。

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4.竖直上抛运动最大上升高度H=V0/2g

◎ 例题评析

【例3】 在竖直的井底,将一物块以11m/s的速度竖直地向上抛出,物体冲过井口再落到井口时被人接住,

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在被人接住前1s内物体的位移是4m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10m/s,求: (1)物体从抛出到被人接住所经历的时间; (2)此竖直井的深度。

【分析与解答】: (1)设人接住物块前1s初的时刻速度为v

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则有h=vt1-1/2gt1

即4=v×1-5,解得v=9m/s(以向上方向为正) 则物块从抛出到接住所有总时间为 t=

v?v0+t1=1.2s ?g2

(2)竖直井的深度为h=vot-gt/2=6m

【例4】从同一地点以相同速度20m/s先后竖直上抛两个小球,第二个小球比第一个小球晚1s,则第二个小球抛出后经过多长时间与第一个小球相遇?(不计空气阻力) 【分析与解答】:此题是一道常见的竖直上抛运动习题.依据竖直上抛运动的特点,可从不同角度运用多种方法求解.一方面可对运动学公式进行全面地复习,以加深对运动学公式的理解;另一方面可培养分析问题的灵活性和解题思维的发散性. 解法1:公式法

从竖直上抛运动的整个过程来看,小球做可往返的匀减速直线运动,设第二个小球抛出后经过t s与第

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一个小球相遇,两球相遇时其位移相等,由公式s= V0t-gt/2

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V0t-gt/2= V0(t+1)-g(t+1)/2 可解得t=1.5s. 解法2:速率对称法

在竖直上抛运动的过程中,在同一高度处,物体上升与下降的速率相等,即两球相遇时的速度大小相等,方向相反.有:-[20-g(t+1)]=20-gt 2gt=30.t=1.5s

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解法3:时间对称法

在竖直上抛运动过程中,物体从某高度处到达最高点的时间与从最高点返回原处的时间相等.则两球运动过程如图所示. //

t=v0/g=20/10=2s,而t=t+O.5s.故t=1.5s 【答案】:1.5 s

◎ 能力训练2

1.一只氢气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距离气球为h的地方,有一石子以20m/s

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的初速度竖直上抛.那么下列说法正确的是(“撞击”不是“相遇”,g=10m/s) A.h=4m,则石子能够两次撞击气球 B.h=5m,则石子一定能够撞击气球

C.h=5m,则石子一定不能撞击气球 、 D.h=6m,则石子一定不能够撞击气球

2.一个从地面上抛的物体,它两次经过一个较低的A点的时间间隔为5s,两次经过一个较高的B点的时间间隔为3s,则AB间的距离为: A.80M B.40M C.20M

D.初速度未知,无法确定

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3.在一拉力作用下,使小球自地面开始以a1=8m/s的加速度竖直向上做匀加速直线运动,1s末将小球释

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放,问小球经多少时问落回地面?(不计空气阻力,g取10m/s0)

4.在地面上以初速度2竖直上抛一物体A后,又以初速度在同一地点竖直上抛另一物体B,若要两物体能在空中相碰,则A与B两物体抛出的时间隔必须满足什么条件?(不计空气阻力)

2

5.一竖直发射的火箭在火药燃烧2s内具有3g的向上加速度,不计空气阻力,g取10m/s,当它从地面点燃发射后,它能上升的最大高度为多少?在空中运动的时间为多长? 240m

6.将一小球A从距地面高h处由静止释放,不计空气阻力,同时将另一小球B从A的正下方的地面上以速度v0竖直上抛,讨论下列问题:

(1)使A、B在B上升过程中相遇,v0满足什么条件? (2)使A、B在B下降过程中相遇,v0满足什么条件?

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专题三.平抛运动

◎ 知识梳理

1.曲线运动

(1)曲线运动产生的条件

质点所受合外力的方向和物体运动的速度方向不在一条直线上,或者加速度方向和速度方向不在同一直线上。

(2)曲线运动的轨迹和速度方向

做曲线运动的物体,速度方向即轨迹上那点切线的方向,若物体做曲线运动时,物体所受合外力突然消失,那么物体将沿轨迹上该点的切线方向抛出,此时做匀速直线运动。 (3)作曲线运动物体所受的合力

物体在作曲线运动时,它所受的合力总是指向物体运动轨迹曲线的凹侧,物体的加速度也指向曲线的

0

凹侧。当合力方向与物体运动即时速度方向的夹角小于90时,物体运动速度增加;当合力方向与即时速

0

度方向的夹角大干90时,物体运动的速度就减小。 2.平抛运动

物体具有水平初速度,只在重力作用下的运动。

(1)平抛运动的两个分运动:水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动。

(2)平抛运动的速度: 水平方向:vx=v0 竖直方向:vy=gt

(3)平抛运动的位移 水平方向:S=v0t

(4).平抛运动的性质

做平抛运动的物体仅受重力的作用,故平抛运动是匀变速曲线运动。 ◎ 例题评析

【例5】如图10所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是 ( ) A.物体不可能沿曲线Ba运动 B.物体不可能沿直线Bb运动 C.物体不可能沿曲线Bc运动

D.物体不可能沿原曲线由B返回A

【分析与解答】 物体在A点时的速度VA沿A点的切线方向,物体在恒力F作用下沿曲线AB运动,此力F必有垂直于VA的分量,即F力只可能为图11中所示的

/

各种方向之一;当物体到达B点时,瞬时速度VB沿B点的切线方向,这时受力F=-F,

/

即F只可能为图中所示的方向之一,可知物体以后只可能沿曲线Bc运动,所以本题的正确答案是A、B、D。

【例6】如图12所示,一个做平抛运动的小球,先后通过a、b、c三点,若相邻两点间的水平距离均为s,

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竖直距离分别为h1和h2,则抛出该球的初速大小为_______(不计空气阻力)

【分析与解答】本题主要考查平抛运动的独立性和等时性; 先由竖直方向的匀变速运动规律h2-h1=gt,得t=

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h2?h1; g再由水平方向的匀速运动得v0=s/t=s

g

h2?h1如果本题中的a点为坐标原点,建立坐标系,那么抛出点的坐标如何呢?

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竖直速度Vb=(h1+h2)/2t=g*(ta+t) 得ta,则ha=1/2gta,Sa=v0ta

【例7】如右图13所示,a、b两点距地面高度分别为H和2H,从a、b两点分别水平抛出一小球,其水平射程之比为sl:s2=3:2,试求两小球运动轨迹的交点c距地面的高度. 【分析与解答】:设a、b两小球的水平初速分别为v1、v2 对a: s1=v12H/g, 对b: s2=v22H/g

由sl:s2=3:2,得vl:v2=3:2

设小球落至c点的水平位移为s,则

【例8】、如图14所示,一高度为h=0.2m的水平面在B点处与一倾角为θ=30°的斜面连接,一小球以V0=5m/s的速度在平面上向右运动。求小球从B点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑,取g=10m/s2)。 某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则

h1?V0t?gsin??t2,由此可求得落地的时间t。问:sin?2你同意上述解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果。

【分析与解答】:不同意。小球应在B点离开平面做平抛运动,而不是沿斜面下滑。

A B 正确做法为:落地点与B点的水平距离

h θ 2h2?0.2s?V0t?V0?5??1(m) 斜面底宽 图14

g10l?hctg??0.2?3?0.35(m)

因为s?l,所以小球离开B点后不会落到斜面,因此落地时间即为平抛运动时间。

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