备考2024届高考物理一轮复习讲义第四章曲线运动第2讲抛体运动考点3平抛运动的临界和极值问题
展开1.临界点的确定
(1)若题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程中存在着临界点.
(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程中存在着“起止点”,而这些“起止点”往往就是临界点.
(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程中存在着极值,这些极值点也往往是临界点.
2.求解平抛运动临界问题的一般思路
(1)找出临界状态对应的临界条件.
(2)分解速度或位移.
(3)若有必要,画出临界轨迹.
在水平路面上骑摩托车的人,遇到一条壕沟,其尺寸如图所示.摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为做平抛运动.摩托车后轮落到壕沟对面才算安全.g取10m/s2.摩托车的速度至少要多大才能安全越过这条壕沟?
答案 510m/s
解析 水平方向有x=vt,竖直方向有y=12gt2,其中x=5 m,y=0.5 m,解得摩托车的最小速度v=510 m/s.
研透高考 明确方向
7.[平抛的极值问题]如图所示,蜘蛛在水平地面与竖直墙壁之间结网,蛛丝AB与地面之间的夹角为45°,A点到地面的距离为1m,已知重力加速度g取10m/s2,空气阻力不计.若蜘蛛从竖直墙上距地面0.8m的C点以水平速度v0跳出,要到达蛛丝AB,水平速度v0至少为( B )
A.1m/sB.2m/s
D.5m/s
解析 水平速度v0最小时,设经过时间t蜘蛛到达蛛丝,由题意有v0t=12gt2+0.2 m,v0=vy=gt,解得t=0.2 s,v0=2 m/s,故B正确.
8.如图所示,排球比赛中,某运动员在距网水平距离为4.8m、距地面3.2m高处将排球沿垂直网的方向以16m/s的速度水平击出.已知网高为2.24m,排球场地长为18m,重力加速度g取10m/s2,可将排球视为质点,下列判断正确的是( B )
A.球不能过网
B.球落在对方场地内
C.球落在对方场地端线上
D.球落在对方场地端线之外
解析 设击球位置离地高度为h1,网高为h2,运动员击球时离网的水平距离为x1,排球场地长为L,若排球的击出速度为v1时刚好过网,则根据平抛运动规律有h1-h2=12gt12,v1=x1t1,由以上两式代入数据解得v1≈11 m/s,由于排球的初速度v=16 m/s>v1,因此排球可以过网,故A错误;排球以v=16 m/s的速度水平飞出做平抛运动的水平位移为x=vt=v2h1g=12.8 m<L2+x1,因此排球将落到对方场地内,故B正确,C、D错误.
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