高中物理 第一章 拋體運動 第3節(jié) 平拋運動 3 平拋運動的臨界問題剖析學案 教科版必修2.doc
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平拋運動的臨界問題剖析 一、考點突破： 考點 課程目標 備注 平拋運動的臨界問題求解方法 1. 掌握平拋運動的規(guī)律及推論； 2. 會根據極限法確定臨界軌跡 高考重點，題型多為選擇題、計算題，考查重點是化曲為直的物理思想，本知識點既可單獨命題也可和圓周運動結合命題 二、重難點提示： 重點：利用平拋運動的規(guī)律解決臨界問題。 難點：利用極限法確定臨界軌跡。 一、平拋運動的臨界問題，解決這類問題有三點： 1. 明確平拋運動的基本性質公式； 基本規(guī)律及公式： ①速度：，， 合速度 ，方向：tanθ＝； ②位移：x＝t ，y＝，合位移大?。簊＝，方向：tanα＝ ③時間：由y＝得t＝（由下落的高度y決定）； ④豎直方向自由落體運動，勻變速直線運動的一切規(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系。 解題過程中畫出運動軌跡示意圖，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，然后根據幾何關系列出水平和豎直方向的運動規(guī)律解題。 二、平拋臨界模型 1. 球類的臨界模型：乒乓球觸網、出界問題；排球、網球中的臨界問題。 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、最遠射程等問題。 注： 1. 在拋體運動模型中要充分利用可逆思維進行解題。如：斜拋可以看成兩個平拋的對接； 2. 速度的分解可以從兩個角度考慮： （1）與力垂直的方向和平行的方向； （2）根據運動效果分解。 例題1 如圖所示，水平屋頂高H＝5 m，圍墻高h＝3.2 m，圍墻到房子的水平距離L＝3 m，圍墻外空地寬x＝10 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。 思路分析：（1）設小球恰好落到空地的右側邊緣時的水平初速度為v01，則小球的水平位移：L＋x＝v01t1 小球的豎直位移：H＝ 解以上兩式得 v01＝（L＋x）＝13 m/s 設小球恰好越過圍墻的邊緣時的水平初速度為v02，則此過程中小球的水平位移： L＝v02t2 小球的豎直位移 H－h(huán)＝ 解以上兩式得 v02＝5 m/s 小球拋出時的速度大小為 5 m/s≤v0≤13 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，當小球恰好越過圍墻的邊緣落在空地上時，落地速度最??； 豎直方向： ＝2gH 又有：vmin＝ 解得：vmin＝m/s 答案：（1）5 m/s≤v0≤13 m/s?。?）m/s 例題2 《憤怒的小鳥》是一款時下非常流行的游戲，游戲中的故事也相當有趣，如圖甲所示，為了報復偷走鳥蛋的肥豬們，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。某班的同學們根據自己所學的物理知識進行假設：小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖乙所示，若h1＝0.8 m，l1＝2 m，h2＝2.4 m，l2＝1 m，小鳥飛出后能否直接打中肥豬的堡壘？請用計算結果進行說明。（取重力加速度g＝10 m/s2） 思路分析：設小鳥以v0彈出后能直接擊中堡壘，則 t＝s＝0.8 s 所以v0＝m/s＝3.75 m/s 設在臺面的草地上的水平射程為x，則 所以x＝v0＝1.5 m
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