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        平拋運(yùn)動(dòng)與斜面組合分類解析

        2022-06-19 14:28:34許文
        中學(xué)生理科應(yīng)試 2022年6期
        關(guān)鍵詞:水平面初速度落點(diǎn)

        許文

        將平拋運(yùn)動(dòng)與斜面組合,是常見的一種深化平拋運(yùn)動(dòng)的構(gòu)題方式,這類組合問題往往通過斜面的一些隱含條件,能很好地考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解與運(yùn)用.因此這類問題一直倍受備受高考的關(guān)注.本文通過實(shí)例解析平拋運(yùn)動(dòng)與斜面的幾種經(jīng)典組合構(gòu)題方式,探究這種組合的命題規(guī)律,總結(jié)求解此類問題的分析方法.

        一、起點(diǎn)在斜面外、落點(diǎn)在斜面上的平拋

        這類問題往往會(huì)給出平拋運(yùn)動(dòng)物體落在斜面上的速度方向與斜面的夾角或落點(diǎn)在斜面上的位置.斜面往往會(huì)隱含著物體平拋運(yùn)動(dòng)末速度的方向、平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移與豎直位移間的關(guān)系.一般根據(jù)斜面的傾角,由幾何知識(shí)、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)找出相關(guān)的隱含條件,問題的求解才能順利進(jìn)行.

        例1 如圖1所示,斜面傾角為θ,位于斜面底端A正上方的小球以初速度V0。正對(duì)斜面頂點(diǎn)B水平拋出,小球到達(dá)斜面時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,重力加速度為g.則下列說法中正確的是(

        ).

        點(diǎn)評(píng) 本題中斜面約束了小球的平拋運(yùn)動(dòng),通過斜面的傾角,隱含著小球平拋運(yùn)動(dòng)末速度方向、水平位移與豎直位移間的關(guān)系.通過相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)找出這種隱含條件是問題分析求解的關(guān)鍵.

        二、起點(diǎn)與落點(diǎn)均在同一斜面上的平拋

        起點(diǎn)與落點(diǎn)均在同一斜面上的平拋,即在斜面上進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng).這種斜面上的平拋運(yùn)動(dòng),有幾個(gè)重要的二級(jí)結(jié)論,如圖3所示.斜面傾角為p.將一小物體從在斜面上某處以水平初速度v拋出,運(yùn)動(dòng)時(shí)間£物體落在斜面上時(shí)速度為v0,與水平方向夾角為a,物體運(yùn)動(dòng)的水平位移為x,豎直位移為_y.合位移為s.由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與相關(guān)的幾何知識(shí)可得:

        例3如圖4所示,傾角為θ的斜面上有A、B、C三點(diǎn),現(xiàn)從這三點(diǎn)分別以不同的初速度水平拋出一小球,三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn),今測(cè)得AB:BC: CD =5:3:1,由此可判斷(

        ).

        A.A、B、C處三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:2:3

        B.A、B、C處三個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度與初速度間的夾角之比為1:1:l

        C.A、B、C處三個(gè)小球的初速度大小之比為3:2:1

        D.A、B、C處三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可能在空中相交

        點(diǎn)評(píng) 本題對(duì)小球落在哪一級(jí)臺(tái)階上的判斷,關(guān)鍵是求出小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x或豎直位移y的大小后,再根據(jù)每一級(jí)臺(tái)階的寬度或高度進(jìn)行推理判斷.以上求解中通過連接每一級(jí)臺(tái)階頂部構(gòu)成一斜面,利用斜面上平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)二級(jí)結(jié)論,問題便得到有效的求解,

        三、起點(diǎn)在斜面上、落點(diǎn)在水平面上的平拋

        對(duì)這類問題的分析與求解,要充分挖掘隱藏在幾何圖形中的相關(guān)隱含條件.必要時(shí)可將平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡延長(zhǎng)到與斜面或水平面相交,從而將問題轉(zhuǎn)化成一般平拋運(yùn)動(dòng)或斜面上的平拋運(yùn)動(dòng),

        例5如圖7所示,AB是斜面,BC是水平面.從斜面上A點(diǎn)以初速度v0,平拋一小球.落點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離為x1;如果以2v0的初速度平拋,落點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離為x2,不計(jì)空氣阻力,則x1/x2的值可能

        為( ).

        解析 本題中小球平拋的落點(diǎn),存在三種可能的情況:

        (1)小球兩次平拋后均落在水平面上.此情況下小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速大小無關(guān),兩次平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間f相同,平拋的水平位移x=v0t∝v0,故x1/x2=1/2

        點(diǎn)評(píng) 本題分析的難點(diǎn)是第三種可能的情況,把落在斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡延長(zhǎng)與水平面相交,把落在水平面的的平拋軌跡延長(zhǎng)與斜面相交,將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化比較,從而順利地突破了這個(gè)難點(diǎn).

        (收稿口期:2022 - 03 - 15)

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