专题03 平抛运动(解析版)-2023年高考物理计算题专项突破
专题 03 平抛运动
一、有关平抛运动的速度公式:
① 分速度: ;
② 合速度: ; ;
二、有关平抛运动的位移公式:
① 分位移: ;
② 合位移: ; 。
③ 轨迹方程: 。(轨迹是一个抛物线)
④ 有关推论:推论 1: ;推论 2: 。
在解有关于平抛运动的计算题时,首先应确定物体的抛出点和落点,画出物体的运动轨迹并标出已知
量,一个轨迹的多个落点或者多个轨迹需要分别画出。
其次要对要对平抛运动进行运动分解,在水平方向上,分解为匀速直线运动( , ),
在垂直方向上,可分解为自由落体运动( , )。
然后根据①水平位移与竖直位移的联系,即: ;②水平速度与竖直速度的联系,
即: ;③两角的关系: 以及水平运动与竖直运动的等时性、题
目中已知或隐含的几何关系列出方程求解即可。
1.平抛运动的物体从高度为 h的地方抛出,飞行时间: ,只与竖直下落的高度有关。射程
取决于竖直下落的高度和初速度。
2.平抛运动中速度变化量的方向平抛运动是匀变速曲线运动,故相等时间内速度变化量相等,且必沿竖直
方( )如图所示。任意两时刻的速度与速度变化量 构成直角三角形, 沿竖直方向。平抛运
动的速率并不随时间均匀变化,但速度随时间是均匀变化的。
3.抛体运动的规律总结:
当 时,根据物体运动的初速度方向分类,
① 向上,物体做竖直上抛运动,为匀变速直线运动;
② 向下,物体做竖直下抛运动,为匀变速直线运动;
③ 水平,物体做平抛运动,为匀变速曲线运动,通过对速度进行分解,化曲为直;
④ 斜向上,物体做斜抛运动,为匀变速曲线运动,通过对位移进行分解,化曲为直。
典例 1:(2022·重庆·高考真题)小明设计了一个青蛙捉飞虫的游戏,游戏中蛙和虫都在 竖直平面内运
动。虫可以从水平 x轴上任意位置处由静止开始做匀加速直线运动,每次运动的加速度大小恒为 (g为
重力加速度),方向均与 x轴负方向成 斜向上(x轴向右为正)。蛙位于 y轴上 M点处, ,能
以不同速率向右或向左水平跳出,蛙运动过程中仅受重力作用。蛙和虫均视为质点,取 。
(1)若虫飞出一段时间后,蛙以其最大跳出速率向右水平跳出,在 的高度捉住虫时,蛙与虫的水
平位移大小之比为 ,求蛙的最大跳出速率。
(2)若蛙跳出的速率不大于(1)问中的最大跳出速率,蛙跳出时刻不早于虫飞出时刻,虫能被捉住,求
虫在 x轴上飞出的位置范围。
(3)若虫从某位置飞出后,蛙可选择在某时刻以某速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为 ;
蛙也可选择在另一时刻以同一速率跳出,捉住虫时蛙与虫的运动时间之比为 。求满足上述条件的虫
飞出的所有可能位置及蛙对应的跳出速率。
【答案】(1) ;(2) ;(3) , 或
,
【规范答题】(1)虫子做匀加速直线运动,青蛙做平抛运动,由几何关系可知
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