高中物理重力作用难点讲解(编辑修改稿)

高中物理重力作用难点讲解(编辑修改稿)内容摘要：

“提前 ”投弹，如 果 空气阻力可以不计，重力加速度为 g 取 10m/s2， 飞机投弹时，沿水平方向它与敌舰之间的距离应为多大。 如投弹后飞机仍以原速度飞行 ， 在炸弹击中敌舰时，飞机与敌舰的位置有何关系。 【审题】 炸弹要想炸到敌舰，则应在飞 行时间内运动的水平距离等于投弹时飞机和敌舰相距的水平距离和炸弹飞行时间内敌舰行进的距离之和。 【解析】 投下炸弹竖直方向做自由落体运动，水平方向以飞机的速度 2v 做匀速运动，炸弹在空中飞行时间为ssght 81032022  8s 时间内，炸弹沿水平方向 飞 行的距离 tvx 22 。 敌舰在同一方向上运动的距离为： tvx 11 故 飞 机投弹时水平方向上 “提前 ”的距离为如图 64 所示 mmmtvtvx 744812810512  在 t=8s 内，炸弹与飞机沿水平方向的运动情况都相同，都以速度 2v 做匀速直线运动，水平方向的距离相同都是 mtvx 84022  所以炸弹击中敌舰时，飞机恰在此时好在敌舰的正上方飞过。 【总结】 平抛运动物体的飞行时间由竖直分运动求出，水平分运动为匀速直线运动结合有关规律列出关于速度和时间的位移关系式。 （ 8） 判断平抛运动中多个物体的相对位置变化的问题 例 8： 飞机以 150m/s 的水平速度匀速飞行，某时刻让Ａ球落下 ，相隔１ s 又让Ｂ球落下，不计空气阻力，在以后运动中关于Ａ球与Ｂ球的相对位置关系， （ g=10m/s2） 正确的是 （ ） A． A 球在 B 球前下方 Ｂ ． Ａ球在Ｂ球的后下方 Ｃ ． Ａ球在Ｂ球的正下方５ m 处 Ｄ ． 以上说法都不对 【审题】 在飞机上的所有物体被抛出后都以相同的初速度做平抛运动，也就是说它们在空中和飞机在水平方向上一定处于相同的位置。 在竖直方向上相对飞机都做自由落体运动。 【解析】 Ａ球和Ｂ球在水平方向都是以 150m/s 的速度匀速运动，则Ａ与Ｂ必定在同一条竖直线上。 粗 略地考虑，１秒末Ａ正好在Ｂ下方５米处，显然两球之间的相对位置不是固定的，水平方向相对静止，竖直方向的相隔距离随时间推移在不断变化，正确的位置关系是图 64 第 11 页 共 21 页 )12(2121)1(21 22  tggttghhh BA 即Ａ、Ｂ相隔距离 Δh随 t 的增大而增大，故正确答案为Ｄ。 【总结】 在飞行时间内，平抛运动中的物体在抛出后水平方向速度不变，水平位移在相同时间变化相同；在竖直方向速度变化量不变，但位移变化和时间成一次函数关系，即随时间在增大。 （ 9） 2)( aTNMSS NM  和2tvv在解平抛运动问题中的应用 例 9： 研究平抛运动规律时，由于某种原因，坐标纸上只留下小球的三个位置如图 65 所示，则小球运动中初速度大小为多少。 小球经 B 点时的竖直分速度大小多大。 每小格边长均为L=5cm， g 取 10m／ s2． 【审题】 由平抛运动的规律可知道 , 由于小球在水平方向作匀速直线运动，可以根据小球位置的水平位移和闪光时间算出水平速度，即抛出的初速度．小球在竖直方向作自由落体运动，由竖直位移的变化根据自由落体的公式即可算出竖直分速度 【解析】 因 A、 B 间水平距离与 B、 C 间水平距离相等，则从 A 到 B与从 B 到 C 所用时间相等，而在竖直方向上做匀加速运动，由2gtyy ABBC  得： sg yyt ABBC  ， 所 以 ， 小 球 抛 出 的 初 速 度 为smsmtxv AB /1/  由于 B 点是 A 到 C 的时间中点，所以 B 点的速度的竖直分量与在 A、 C 间竖直方向上的平均速度相等，则： smsmvBy /2/  【总结】 由于平抛运动在竖直方向做自由落体运动 ,所以初速度为零的匀加 速 直线运动的所有规律和特征在此都适应。 （ 10） 平抛运动中的临界问题 例 10： 如图 66 所示 排球场总长为 18m，设球网高度为 2m，运动员站在网前 3m 处正对球网将球水平击出。 （ g 取 10m/s2） （ 1）设击球点的高度为 ，问球 被 水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界。 （ 2）若击球点的高度小于某个值，那么无论球被水平击出的速度多大，球不是触网就是出界，试求此高度。 【审题】 球被水平击出后 ,做平抛运动（ 1）问中，击球高度一定时，恰不触网是速度的一个临界值，恰不出界则是另一个击球速度的临界值（ 2）问中 ,当击球高度为某一值时，以某一确定的速图 65 图 66 第 12 页 共 21 页 度击球，击球点、网的上边缘和边界点 三者位于同一轨迹上时，此轨迹为临界轨迹，如果击球速度变小，则一定触网，否则速度变大则一定出界，此时对应的高度即 为 临界高度。 【解析】 如图 66 所示排球恰不触网时其运动轨迹为 Ⅰ。 排球恰在此时不出界时其运动轨迹为 Ⅱ ，根据平抛运动的规律： 20 21 gthtvx  和，可得当排球恰不触网时有： 21111 ,3 gtmmmhtvmx  可解得： smsmv / 当排球恰不出界时有 22222 ,93 gtmhtvmmx  可解得： smsmv /17/2122  所以排球既不触网也不出界的速度范围是 ＜ v ＜ 17m/s (2)如图 67 所示为排球恰不触网也恰不出界的临界轨迹。 则 根据平抛运动的规律有 ： 2/222/1/1/11932123vtmmxgtmhhvtmx 2/22 21 gthh  联立以上四式可得 : mh  【总结】 平抛运动中临界问题，要注意寻觅 “恰好 ”一词的含义，抓住恰好时的速度、高度、位移等临界值的运用。 例 11： 如图 68 所示， 一高度为 h= 的水平面在 B 点处与一倾角为 θ=30176。 的斜面连接，一小球以 V0=5m/s 的速度在平面上向右运动。 求小球从 A 点运动到地面所需的时间（平面与斜面均光滑，取 g=10m/s2 ）。 某同学对此题的解法为：小球沿斜面运动，则 20 .s in21s in tgtvh   由此可求得落地的时间 t。 问：你同意上述解法吗。 若同意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。 【审题】 由于小球在水平面上运动，离开 A 点时小球将做平抛运动，而不会沿斜面下滑，在运动到地面之前是否经历斜面，要看是否 满足一定的条件。 【解析】 不同意，正确做法为 图 67 图 68 第 13 页 共 21 页 落地点与 B 点的水平距离 mmghvtvx 110  斜面底宽 mmhd o t   因为 xd，所以小球离开Ｂ点后不会落到斜面，因此落地时间即为平抛运动时间。 ssght  【总结】 小球能否落到斜面上，这要看小球在飞行时间内运动的水平位移是否大于斜面的水平长度。 例 12： 作平抛运动的物体，在落地前的最后 1s 内，其速度方向由跟竖直方向成 600 角变为跟竖直方向成 450角，求 :物体抛出 时的速度和高度分别是多少。 （ g=10m/s2） 【审题】 作平抛运动的物体，在落地前的最后 1s 内水平速度不变，竖直速度的变化可由几何关系表达也可以 gt 表达，二者相等列式。 【解析】 解法一 : 设平抛运动的初速度为 0v ，运动时间为 t，则经过（ 1t ） s 时 )1(  tgvy ，00 )1(30tan vtg  经过 ts 时：0045tan, vgtgtv y  ssttt 3345tan 30tan)1( 00  所以 smgtgtv /45tan 00  mgth 22  解法二： 此题如果用结论解题更简单 smtgv /10。 又有vvv  0000 60c o t45c o t ，解得 smvv / 1060c ot45c ot 000  ，mgvh y 2  【总结】 平抛运动不管在何时，一定记住水平速度不变，竖直速度的 变 化量为 tg。 第 14 页 共 21 页 难点之七 法拉第电磁感应定律 一、难点形成原因 关于表达式tnE   此公式在应用时容易漏掉匝数 n，实际上 n 匝线圈产生的感应电动势是串联在一起的，其次  是合磁通量的变化，尤其变化过程中磁场方向改变的情况特别容易出错，并且感应电动势 E 与  、  、t的关系容易混淆不清。 应用法拉第电磁感应定律的三种特殊情况 E=Blv、 221BlE、 E=nBsω sinθ（或E=nBsω cosθ）解决问题时，不注意各公式应用的条件，造成公式应用混乱从而形成难点。 公式 E=nBsω sinθ（或 E=nBsω cosθ）的记忆和推导是难点，造成推导困难的原因主要是此情况下，线圈在三维空间运动，不少同学缺乏立体思维。