斜拋運動及其應用

概述斜拋運動及其應用2019.10.11適用學科適用區(qū)域高中物理新課標人教版適用年級課時時長高一年級120分鐘斜拋運動的條件知識點2.斜拋運動的特點知識點2.斜拋運動的特點3.斜拋運動的規(guī)律。知道斜拋運動，知道斜拋運動可以分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動。通過實驗探究斜拋運動的射高和射程跟初速度和拋射角的關(guān)系，并能將所學的知識應用到生產(chǎn)、生活中。了解彈道曲線。教學目標經(jīng)歷斜拋運動的探充過程，嘗試運用科學探究的方法研究和解決斜拋運動問題。教學目標能運用運動的合成與分解方法解決口常生活中有關(guān)的斜拋問題，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、運用理論解決實際問題的能力。嘗試通過物理實驗解決實際問題，在實驗中能考慮實驗的變量及其控制方法。教學重點1.斜拋運動的規(guī)律的推導。2.用運動的的合成與分解方法處理斜拋運動。教學難點1.斜拋運動的規(guī)律的推導。2.影響射高、射程的因素。學習過程知識點1拋體運動如圖所示以任意角度向空中拋出一個粉筆頭，粉筆頭的運動軌跡顯然是一條曲線，它做的是曲線運動。可以包略〉/f、、*r

G對拋出后的粉筆頭進行受力分析：受到豎直向下的重力和與運動方向相反的空氣阻力的作用。在實際情況下，空氣阻力非常小，一般我們不考慮其對我們的研究造成的影響。這里我們就認為粉筆頭只受到重力的作用。同樣的情形還有很多，如：足球比賽中被球員踢起來在空中飛行的足球；乒乓球比賽中被球拍打出去的乒乓球；被運動員扔出去的鐵餅、標槍、鉛球等?？梢钥闯觯钪杏性S多這種運動的例子。從這些例子中我們可以看出，所有這些物體都是以一定的初速度被拋出，忽略空氣阻力，在只受重力的情況下的曲線運動，我們把這種運動稱為拋體運動。拋體運動開始時的速度叫做初速度。如果物體被拋出時的初速度方向與地面有一定的傾角，我們把這樣的拋體運動稱為斜拋運動。根據(jù)拋體運動初速度的方向我們還可以對拋體運動進行如下分類：初速度豎直向上，豎直上拋運動初速度豎直向卜?：豎直下拋運動初速度與水平面成正角：斜上拋運動初速度與水平面成負角；斜下拋運動而本次課程我們的任務是研究斜拋運動的運動規(guī)律。知識點2斜拋運動的運動規(guī)律一、斜拋運動定義：物體以一定的初速度斜向射出去，在空氣阻力可以忽略的情況下，我們把物體所做的這類運動叫做斜拋運動.研究方案方案1：把斜拋運動看成是沿初速度vO方向的勻速直線運動與沿豎直方向的自由落體運動的合運動.方案2：把斜拋運動分解為水平方向和豎直方向兩個方向的分運動，在水平方向上，物體做勻速直線運動，在豎直方向上，物體做勻減速直線運動.二、射高和射程概念射高：在斜拋運動中物體能到達的最大高度.射程：被拋物體拋出點與落點之間的水平距離.考點/易錯點3斜拋運動的基本方程公式把斜拋運動沿初速度方向和受力方向(豎直方向)分解，做斜拋運動的物體在沿初速度方向以初速度做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動.以與水平面成一定角度發(fā)射的炮彈為例，炮彈每經(jīng)過1s沿初速度方向通過的位移相等,而在豎直方向上炮彈按自由落體運動的規(guī)律，在1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)……下落的距離之比為1：4：9…，由此可畫出炮彈運動的軌跡如圖所示，由圖可知其軌跡為一條拋物線.把斜拋運動沿水平方向和豎直方向分解又會得到兩個什么樣的分運動?答案因物體在水平方向不受外力，所以ax=0,物體在豎直方向只受重力作用，所以ay=-g(取豎直向上為正方向).如圖所示，物體沿水平方向的初速度為v0x=v0cos0,沿豎直方向的初速度為vOy=vOsin0，所以物體在水平方向是速度為vOx的勻速直線運動，在豎直方向是初速度為vOv、加速度為g的勻減速直線運動.例題1【題干】質(zhì)點僅在恒力戶的作用下，在X。/平面內(nèi)由坐標原點運動到4點的軌跡如圖所示，經(jīng)過N點時速度的方向與X軸平行，則恒力F的方向可能沿（）A.x軸正方向B.x軸負方向C.*軸正方向D.*軸負方向【答案】D【解析】曲線運動的軌跡夾在中與力中間，所以B、C錯誤。曲線運動的切線速度方向無限趨近力的方向，但永遠不能達到力的方向，故A錯誤。例題2【題干】如圖所示的曲線是某個質(zhì)點在，叵力作用下的一段運動軌跡。質(zhì)點從〃點出發(fā)經(jīng)P點到達/V點，已知弧長徹大于弧長PN.質(zhì)點由以點運動到Q點，從尸點運動到/V點的時間相等。下列說法中正確的是（）A?質(zhì)點從〃到/V過程中速度大小保持不變

B?質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等，方向相同質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等,但方向相同質(zhì)點在M、/V間的運動不是勻變速運動【答案】B【解析】由題意可知，MP>PN,tMP=tpN，則A錯誤；質(zhì)點運動中始終受恒力作用，F(xiàn)Aiz由牛頓第二定律得定一，則加速度恒定，質(zhì)點做勻變速曲線運動，D錯誤；由『二；；及tMPm=tPN可倡嗜VMP二Zpn,B正確，C錯誤。例題3［題干］各種大型的貨運站中少不了懸臂式起重機，如圖所示，該起重機的懸臂保持不動，可沿懸臂"行走“的天車有兩個功能，一是吊看貨物沿豎直方向運動，二是吊看貨物沿懸普水平方向運動。現(xiàn)天車吊看貨物正在沿水平方向向右勻速行駛，同時又使貨物豎直向上做勻減速運動。此時,我們站在地面上觀察到貨物運動的軌跡可能是圖中的（）I凸貨物pj51J天車【答案】D【解析］，合貨物同時參與兩個分運動，水平方向向右勻速，豎直方向勻減速，如圖：“速度，與3不在一條直線上，所以貨物做曲線運動，且向力的方向彎曲，答案D正確I凸貨物，合例題4［題干】從某高處以6m/s的初速度、以30。拋射角斜向上拋出一石子，落地時石子的速度方向和水平線的夾角為60。，求：石子在空中運動的時間;炮彈的水平射程;拋出點離地面的高度.(忽略空氣阻力，g取10m/s2).【答案】⑴石子在空中運動的時間為1.2s(2)炮彈的水平射程為3.6,m⑶拋出點比地面高3.6m【解析】解析(1)如圖所示，石子落地時的速度方向和水平線的夾角為60°,-vy=ubsin30°-gt，得t=1.2s.吏廠⑵石子在水平方向上做勻速直線運動:x=K)COS30°=6x-^-xl.2m=3.6^y3m111由!Sfi方向位移公式:h=K)sin30°x-gP=6x-xl.2m--xlOxl.22m=-3.6m,負號表示落地點比拋出點低.【題干】如圖所示，打高爾夫球的人在發(fā)球處（該處比球洞所在處低15m）擊球，該球初速度為36m/s,方向與水平方向成30。角.問他會把球向球洞處打到多遠?（忽略空氣阻力）【答案】74.7m.【解析】小球初速度的水平分量和豎直分量分別是奴=K）cosQ=36cos30°=31.2m/s,vOy=Ubsin9=36sin30°=18.0m/s.j_由y-CD,可得CD-Vqyt-gB,代入已知量，整理后可得t=2.40s或1.28s其中t=1.28s是對應于&點的解，表示了該球自由飛行至B點處所需時間.因此在本例中，應選解仁2.40s.在此飛行時間內(nèi),球的水平分速度不變，于是最后可得x=14）^=31.2x2.40m=74.7m.例題6【題干】子彈以初速度K）、投射角姒槍口射出，剛好能掠過一高墻，如圖所示.若測得槍口至高墻頂連線的仰角為求子彈從發(fā)射到飛越墻頂?shù)臅r間.2%（sina-coso?tanQ）【答案】g【解析】把斜拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動.設(shè)從發(fā)射到飛越墻頂?shù)臅r間為t，則在水平方向和豎直方向上的分位移為x=vbcosat￡y=v()sinat-2gp.由題設(shè)條件知,xtanQ2%(sina-cosa?tan。)故可解得f=g四、課堂運用基礎(chǔ)如圖所示，將一籃球從地面上方〃點斜向上拋出，剛好垂直擊中籃板上/點，不計空氣阻力，若拋射點〃向籃板方向水平移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中/點，則可行的是（）A,增大拋射速度14）,同時減小拋射角3B.減小拋射速度ub,同時減小拋射角QC.增大拋射角Q,同時減小拋出速度14）D.增大拋射角同時增大拋出速度42如圖所示，從N點由靜止釋放一彈性小球,一段時間后與固定斜面上3點發(fā)生碰撞,碰后小球速度大小不變，方向變?yōu)樗椒较?，又?jīng)過相同的時間落于地面上。點,已知地面上。點位于3點正下方，8、。間的距離為力，則（）

/|Oh/|OA.A3兩點間的距離為5hB.43兩點間的距離為方C.G。兩點間的距離為2/7D.D.C。兩點間的距離為2^333.如圖是斜向上拋出的物體的軌跡，C點是軌跡的最高點，A、B是軌跡上等高的兩個點.下列敘述中正確的是（不計空氣阻力）（）A.物體在C點的速度為零B.物體在A點的速度與在B點的速度相同C.物體在A點、B點的水平分速度均等于物體在C點的速度D.物體在A、B、C各點的加速度者湘同鞏固1.如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B,分別落在地面上的M、N點，兩球運動的最大高度相同?空氣阻力不計，貝K）A.B的加速度比A的大B?B的飛行時間比A的長c.B在最高點的速度比A在最高點的大D.B在落地時的速度比A在落地時的大從水平地面上某處以相同速率vO用不同拋射角斜向上拋出兩小球A、B，兩小球的水平射程相同，已知小球A的拋射角為。，不計空氣阻力，重力加速度為g，則（）vQsin0A?球的水平射程為一2gTTB.小球B的拋射角一定為％-6tA1C.兩小球A、B在空中飛行時間的比值為藍二廠飛tBtan0hAD?兩小球A、B上升的最大高度的比值為=tan0hB消防隊員站立在距離建筑物12m處，水龍頭出口處水流速度為18m/s，其方向與水平方向夾角為60。.問：水流能達到建筑物處的高度是多少？拔高世界上最窄的海峽是蘇格蘭的塞爾海峽,它位于歐洲大陸與塞爾島之間.這個海峽只有約6m競.假設(shè)有T立運動員，他要以相對于水平面37。的角度進行,越海之跳"，可使這位運動員越過這個海峽的最小初速度是多少？忽略空氣阻力.(sin37。二0.6,cos37°二0.8,取g二10m/s2)37'斜向上拋出一小球，初速度與水平面成60。角，1s后球仍斜向上升，但飛行方向已與水平面成45°角.求:37'(1)拋出后球到達最高點所需時間；(2)球在最高點時的速度.一個棒球以38m/s的速度被擊出，與水平方向的仰角為37。.求:(sin37°=0.6,cos37。=0.8,g取10m/s2)該球的飛行時間;該球上升達到的最大高度;(3)射程.課堂小結(jié)斜拋運動通常分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向