专题4.4 斜面上的平抛运动
【考纲解读与考频分析】
斜面是重要模型,斜面上的平抛运动是高考命题热点。
【高频考点定位】
斜面上的平抛运动
考点一:斜面上的平抛运动
【3年真题链接】
1.(2019全国理综II卷14)如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v-t图像如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则( )
A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C.第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
【参考答案】.BD
【命题意图】 本题考查受到空气阻力的平抛运动,牛顿运动定律及其相关知识点,意在考查对速度图像的理解和应用,考查的核心素养是运动和力的观念,从图像中筛选出解题信息。
【解题思路】【错误项分析】根据速度图像的面积表示位移,第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次大,选项A错误;根据速度图像的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次小,选项C错误;【正确项分析】运动员做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,由于第二次滑翔过程时间比较长,第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次大,选项B正确;竖直方向上的大小为v1时,根据速度图像的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次小,由牛顿第二定律,mg-f=ma,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次大,选项D正确。
【据图析题】此题需要利用速度图像的面积和斜率的物理意义解题。
2.(2018高考全国理综III)在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )
A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍
【参考答案】.B
【命题意图】 本题考查平抛运动规律、机械能守恒定律及其相关的知识点。
【解题思路】设甲球落至斜面时的速率为v1,乙落至斜面时的速率为v2,由平抛运动规律,x=vt,y=gt2,设斜面倾角为θ,由几何关系,tanθ=y/x,小球由抛出到落至斜面,由机械能守恒定律,mv2+mgy=mv12,联立解得:v1=·v,即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得,v2=·v/2,所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍,选项A正确。
【方法归纳】对于小球在斜面上的平抛运动,一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。