2011屆高考物理平拋運動研究典型例題精析8

2011屆高考物理平拋運動研究典型例題精析8

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1、2011屆高考物理平拋運動研究典型例題精析8平拋運動研究典型例題精析[例題1] 如圖-6(A)所示,N為一豎直墻面,圖中x軸與N垂直.距墻面L的A點固定一點光.現(xiàn)從A點把一小球以水平速度向墻面拋出,則小球在墻面上的影子運動應(yīng)是[   ]A.自由落體運動    B.變加速直線運動.勻速直線運動    D.無法判定[思路點撥] 小球拋出后為平拋運動,在圖中x方向上為勻速直線運動,在方向上為自由落體運動.故不少同學(xué)選擇(A)項,而實際上該答案是錯誤的.問題在于我們研究的并不是小球在豎直方向上的運動,而是在點光照射下小球在墻上影子的運動.[解題過程

2、] 設(shè)小球從A點拋出后經(jīng)過時間t,其位置B坐標(biāo)為(x,),連接AB并延長交墻面于(x′,′).顯然點就是此時刻小球影子的位置(如圖-6(B)所示).令A(yù)B與x軸夾角為α,則依幾何關(guān)系,影子位置′=L•tanα.故令 gL/2v0=,則′=•t.即影子縱坐標(biāo)′與時間t是正比例關(guān)系,所以該運動為勻速直線運動,應(yīng)選()項.[小結(jié)] (1)要認真審清題意:本題所研究的是“點光照射下小球影子的運動”,否則會差之毫厘,謬之千里.(2)對選擇題的分析判斷,切莫主觀猜測,要做到棄之有理,選之有據(jù).對于需做出定量研究的問題,最好的方法

3、就是將物理圖景利用數(shù)學(xué)語言表達出,例如在本題中就是寫出位移隨時間的函數(shù)關(guān)系.[例題2] 如圖-7所示,和N是兩塊相互平行的光滑豎直彈性板.兩板之間的距離為L,高度為H.現(xiàn)從板的頂端以垂直板面的水平速度v0拋出一個小球.小球在飛行中與板和N板,分別在A點和B點相碰,并最終在兩板間的中點處落地.求:(1)小球拋出的速度v0與L和H之間滿足的關(guān)系;(2)A、AB、B在豎直方向上距離之比.[思路點撥] 根據(jù)平拋運動規(guī)律,建立小球在N之間的運動圖景是本題關(guān)鍵之一.小球被水平拋出后,如果沒有板面N的作用,其運動軌跡應(yīng)如圖-8中虛線所示.由于板面光滑彈性

4、良好,故在A點與N板碰后,應(yīng)滿足反射定律,反彈后運動軌跡與虛線,滿足以N板為軸的左右對稱.第二次在B點與板相碰情況亦然.本題的另一難點是問題豎直方向運動為自由落體,所以不少同學(xué)會認為這三段在豎直方向上距離之比應(yīng)為:1∶3∶2.你是否也有同樣的結(jié)果呢?[解題過程] (1)分析可知運動的全過程中,小球始終保持其水平速度大小v0不變.設(shè)運動全過程飛行時間為t,水平全程長度為S,則又                S=2L,(2)取小球由B到為一個時間間隔Δt.小球從拋出到點落地共經(jīng)過個Δt.在此個Δt中下落高度之比為:1∶3∶∶7∶9.由于tA包

5、括第1個Δt和第2個Δt;tAB包括第3個Δt和第4個Δt,故三段豎直距離之比為hA∶hAB∶hB=(1+3)∶(+7)∶9=4∶12∶9.[小結(jié)] (1)注意將平拋運動的一般規(guī)律與題目中特定物理條相結(jié)合,才能正確描述題目的物理圖景。(2)要注意反思.例如對上述所說的三段豎直距離之比為什么不是1∶3∶2這個關(guān)系,顯然是從初速度為零的勻變速直線運動,在連續(xù)相等時間間隔內(nèi)位移之比為1∶3∶…而,同時又考慮到B段時間僅為每段時間一半,所以下落豎直距離也是一半.這種錯誤,稍加反思即可避免.試想勻加速運動前半程與后半程時間內(nèi)運動距離怎么能相等呢!對問

6、題的反思很重要,它??墒棺约簩栴}的認識得以深化.[例題3] 標(biāo)準(zhǔn)排球場總長度18,女排比賽網(wǎng)高224,在一場校際比賽中,女排隊員李芳在后排起跳強攻的位置剛好在距網(wǎng)3的正上方,然而她擊球速度(水平方向)無論多大,不是下網(wǎng)就是出界,試分析其原因(設(shè)球被擊出后做平拋運動).[思路點撥] 當(dāng)擊球位置到球網(wǎng)水平距離恒定時,依平拋運動規(guī)律可知,排球被水平擊出的初速越大,越不容易觸網(wǎng);但若速度過大,又會擊球出界.顯然為使球不觸網(wǎng),球速必應(yīng)大于某值A(chǔ);而為使之不出界,球速又應(yīng)小于某值B.為使之既不觸網(wǎng)又不出界,則必須滿足:B≥v0≥A.但若按平拋規(guī)律求得

7、結(jié)果A比B還大,物理現(xiàn)象怎樣呢?那就是說:初速v0如果小于A必觸網(wǎng);初速v0如果大于A,則必大于B,故必出界.這就是題目中所出現(xiàn)的情況,而究其原因就在于擊球點的高度不夠.[解題過程] 設(shè)李芳擊球點高度為h,為保證其擊球不下網(wǎng),初速應(yīng)滿足為使擊球不出界,應(yīng)滿足[小結(jié)] (1)本題應(yīng)從哪里切入求解是初學(xué)者的難點,在此科學(xué)而嚴(yán)密的邏輯推理得到充分體現(xiàn).題目中問題有兩個層面:下網(wǎng)和出界.由平拋運動規(guī)律可推知:為保證排球既不會下網(wǎng),又不會出界,應(yīng)滿足:A≤v0≤B.而題目中明確指出:“擊球速度無論多大,不是下網(wǎng)就是出界.”這就是說按平拋規(guī)律求解出的A

8、和B之間,不存在A<B,而是B<A.這就是本題的切入點.(2)本題是排球場上的實際問題,能用自己的所學(xué),去分析、研究乃至解決實際問題,是我們在學(xué)習(xí)中要培養(yǎng)的重要能力之一,同學(xué)們在

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