2019版物理新教材鲁教版必修2自我评价学案 第2章 抛体运动Word版含解析

必备考点
素养一　物理观念
考点运动的合成与分解
1.运动的合成与分解的思路和方法:
(1)先确定合运动,即物体的实际运动。
(2)然后分析这个合运动所产生的实际效果,从而确定两个分运动的方向。
(3)作出速度(或位移、加速度)分解的示意图,即根据平行四边形定则,作出合运动与分运动相关联的平行四边形。
(4)利用三角形、三角函数等数学知识求解。
2.运动的合成与分解的关键词转化:
【学业评价】
1.(水平2)某人骑自行车以4 m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报道当时是正北风,风速也是4 m/s, 则骑车人感觉的风速方向和大小是
(　　)
A.西北风,风速4 m/s B.西北风,风速4 m/s
C.东北风,风速4 m/s D.东北风,风速4 m/s
【解析】选D。若无风,人向东骑车,则相当于人不动,刮正东风,而实际风从正北方刮来,所以人感觉到的风应是这两个方向的合成。人向正东方行驶产生的风向西,如图中v1,而实际的自然风从北向南刮,如图中的v2,人感觉到的风速是v1与v2的合速度,即图中的v合,很显然v合==4 m/s,方向是东北风。
2.(水平4)在光滑的水平面内,一质量m=1 kg的质点以速度v0=10 m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5 N作用,直线OA与x轴成37°角,如图所示,求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,求质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标。
(2)质点经过P点时的速度大小。
【解析】(1)质点做类平抛运动,v0=10 m/s。
a===5 m/s2,
tan 37°===,
解得t=3 s。
因此x=v0t=10×3 m=30 m,
y=at2=×5×32 m=22.5 m。
则P点坐标为(30 m,22.5 m)。
(2)vx=v0=10 m/s,
vy=at=5×3 m/s=15 m/s,
则P点速度v== m/s=5 m/s。
答案:(1)3 s　(30 m,22.5 m)　(2)5 m/s
素养二　科学思维
考点1平抛运动中的临界问题
1.类型及分析思路:平抛运动受到某种条件的限制时就构成了平抛运动的临界问题,其限制条件一般有水平位移和竖直高度两种。
求解这类题的关键是确定临界轨迹:
(1)当受水平位移限制时,其临界轨迹为自抛出点到水平位移端点的一条抛物线。
(2)当受竖直高度限制时,其临界轨迹为抛出点竖直高度端点的一条抛物线。
2.平抛运动的关键词转化:
【学业评价】
(水平4)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率为v,在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是
(　　)
A.≤v≤L2
B.≤v≤
C. ≤v≤
D.≤v≤
【解析】选D。发射机无论向哪个方向水平发射,乒乓球都是平抛运动,竖直高度决定了运动的时间t==,水平方向匀速直线运动,水平位移最小即沿中线方向水平发射恰好过球网,此时从发球点到球网,下降高度为3h-h=2h,水平位移大小为,可得运动时间t==,对应的最小初速度v=。水平位移最大即斜向右侧台面的两个角发射,根据几何关系此时的位移大小为,所以平抛的初速度×≤v≤×,选项D对。
考点2与斜面结合的平抛运动
1.与斜面结合的平抛运动问题的求解思路
(1)顺着斜面抛:如图所示,从倾角为θ的斜面上以初速v0平抛一物体,不计空气阻力,经时间t,物体落在斜面上时其水平位移和竖直位移分别为x、y。则:
tan θ====。
遇到斜面上的平抛运动问题,往往会与这一关系式有关,所以,解题时要有意识地写出这一关系式。
(2)对着斜面抛:如图所示,以初速度v0水平抛出一物体,经过一定时间后物体垂直落在倾角为θ的斜面上。则:
tan θ==,所以物体运动时间t=。
2.临界极值类问题关键词转化:
【学业评价】
1.(水平2)(多选)如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动,拉弓放箭射向他左侧的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离OA=d。若不计空气阻力的影响,要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则(　　)
A.运动员放箭处离目标的距离为d
B.运动员放箭处离目标的距离为d
C.箭射到靶的最短时间为
D.箭射到靶的最短时间为
【解析】选B、C。当射出箭的方向与骑马方向垂直时,箭射到靶的时间最短,最短时间t=,此时马离A点的距离x=v1t=d,所以运动员放箭处离目标的距离s=
=d,故B、C正确,A、D错误。故选B、C。
2.(水平4)如图所示,小球以初速度v0自倾角为θ的斜坡顶端被水平抛出。若不计空气阻力作用且斜坡足够长,重力加速度为g,试求:
(1)小球经过多长时间落到斜坡上?落点到斜坡顶端的距离是多大?
(2)小球被抛出多久距离斜坡最远?
【解析】(1)当小球落到斜坡上时,位移方向与水平方向的夹角等于斜坡倾角,所以tan θ===
故下落时间t=
落点到斜坡顶端的距离s==
(2)而当小球距离斜坡最远时,小球的速度与水平方向的夹角等于斜坡的倾角,如图所示。
设小球到达距离斜坡最远所需时间为t′,则:
tan θ==,故t′=
答案:(1)　
(2)