高中物理粵教版第一章拋體運動 第1章第5節(jié)斜拋運動

第五節(jié)斜拋運動學(xué)習(xí)目標知識脈絡(luò)1.經(jīng)歷斜拋運動的探究過程，嘗試運用科學(xué)探究的方法研究和解決斜拋運動．2．知道斜拋運動可以分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的豎直上(或下)拋運動．(重點)3．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．(難點)斜拋運動eq\o([先填空])1．斜拋運動的定義將物體用一定的初速度沿斜上方(或斜下方)拋出去，僅在重力作用下物體所做的運動．2．斜拋運動的運動特點(1)初速度：具有一定的初速度v0，初速度的方向斜向上．(或斜向下)(2)受力情況：物體只受重力作用，加速度為重力加速度g，重力與速度方向不在一條直線上．3．斜拋運動的分解如圖1-5-1所示，我們把斜向上的初速度v0分解為水平方向和豎直方向的兩個分速度v0x和v0y，這樣斜拋運動就可以分解成以下兩個分運動：圖1-5-1(1)水平方向：由于不受外力作用，分運動為勻速直線運動，速度大小為v0cos_θ.(2)豎直方向：加速度為g的豎直上拋運動，初速度大小為v0sin_θ.4．斜拋運動是加速度為重力加速度的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線．eq\o([再判斷])1．做斜拋運動的物體在運動過程中加速度和水平方向的分速度保持不變．(√)2．做斜拋運動的物體，到達最高點時，速度為零加速度不為零．(×)3．做斜拋運動的物體，在相等的時間內(nèi)速度變化量相等．(√)eq\o([后思考])弧旋球又稱“弧線球”“香蕉球”，是足球運動技術(shù)名詞，指足球踢出后，球在空中向前并做弧線運行的踢球技術(shù)，如圖1-5-2所示．這時的足球在空中的運動是斜拋運動嗎？圖1-5-2【提示】只有在忽略足球受到的阻力的情況下，才可以看作斜拋運動．eq\o([合作探討])如圖1-5-3所示，是體育運動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍等．圖1-5-3探討1：在什么情況下，它們的運動可以看作是平拋運動？【提示】忽略空氣阻力，沿水平方向拋出時看作平拋運動．探討2：在什么情況下，它們的運動可以看作是斜拋運動？【提示】忽略空氣阻力，沿斜向上方向拋出時可以看作斜拋運動．eq\o([核心點擊])1．受力特點斜拋運動是忽略了空氣阻力的理想化運動，因此物體僅受重力，其加速度為重力加速度g.2．運動特點物體具有與水平方向存在夾角的初速度，僅受重力，因此斜拋運動是勻變速曲線運動，其軌跡為拋物線．3．速度變化特點由于斜拋運動的加速度為定值，因此，在相等的時間內(nèi)速度的變化大小相等，方向均豎直向下，故相等的時間內(nèi)速度的變化相同，即Δv＝gΔt.4．對稱性特點(1)速度對稱：相對于軌道最高點兩側(cè)對稱的兩點速度大小相等，或水平方向速度相等，豎直方向速度等大反向(如圖1-5-3)．圖1-5-3(2)時間對稱：相對于軌道最高點兩側(cè)對稱的曲線上升時間等于下降時間，這是由豎直上拋運動的對稱性決定的．(3)軌跡對稱：其運動軌跡關(guān)于過最高點的豎直線對稱．1．(多選)關(guān)于斜拋運動，忽略空氣阻力．下列說法中正確的是()A．斜拋運動是曲線運動B．斜拋運動的初速度是水平的C．斜拋運動在最高點速度不為零D．斜拋運動的加速度是恒定的【解析】做斜拋運動的物體只受重力作用，加速度為g，水平方向為勻速直線運動，豎直方向做加速度為重力加速度g的勻變速直線運動，在最高點有水平速度．故A、C、D正確．【答案】ACD2．若不計空氣阻力，下列運動可以看成斜拋運動的是()A．斜向上方發(fā)射的探空火箭B．足球運動員遠射踢出的高速旋轉(zhuǎn)的“香蕉球”沿奇妙的弧線飛入球門C．姚明勾手投籃時拋出的籃球D．軍事演習(xí)中發(fā)射的導(dǎo)彈【解析】發(fā)射的火箭、導(dǎo)彈是靠燃料的推力加速運動，而“香蕉球”由于高速旋轉(zhuǎn)受到較大的空氣作用力，故A、B、D錯誤；而姚明勾手投籃拋出的籃球只受重力作用，故C正確．【答案】C3．關(guān)于斜拋運動，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：35390015】A．斜拋運動是曲線運動，它的速度方向不斷變化，不可能是勻變速運動B．做斜拋運動的物體任意兩段相等時間內(nèi)的速度變化是相等的C．做斜拋運動的物體任意兩段相等時間內(nèi)的速度大小變化相等D．做斜拋運動的物體，落地時的速度可能是豎直向下的【解析】因做斜拋運動的物體只受重力作用，其加速度(重力加速度g)是恒定不變的，所以斜拋運動是勻變速曲線運動，A選項錯誤；經(jīng)時間Δt，物體的速度變化Δv＝gΔt，方向與g方向相同，所以做斜拋運動的物體任意兩段相等時間內(nèi)的速度變化是相等的(經(jīng)相等時間速度變化相等即勻變速運動)，選項B正確；速度與速度變化都是矢量，速度大小變化無此規(guī)律，選項C錯誤；因為斜拋運動可以分解為水平方向上的勻速運動與豎直方向上的勻變速運動，物體受的重力不能改變水平分速度，所以落地時的速度不可能豎直向下，選項D錯誤．【答案】B斜拋運動的規(guī)律eq\o([先填空])1．斜拋運動的位置坐標在拋出后t秒末時刻，物體的位置坐標為x＝v0cos_θ·t，y＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2.2．斜拋運動的速度公式兩個分速度為vx＝v0cos_θ，vy＝v0sin_θ－gt.合速度為v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y)).合速度方向跟水平方向的夾角α，由下式?jīng)Q定tanα＝vy/vx.3．斜拋運動的飛行時間從物體被拋出到落地所用時間，用T表示．當t＝T時，y＝0，則v0sinθ·T－eq\f(1,2)gT2＝0.故T＝eq\f(2v0sinθ,g).4．斜拋運動的射高從拋出點的水平面到物體運動軌跡最高點間的高度差叫做射高，其值為Y＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g).5．斜拋運動的射程從物體被拋出的地點到落地點間的水平距離稱射程，其值為X＝eq\f(2v\o\al(2,0)sinθcosθ,g)＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g).6．斜拋運動的彈道曲線如圖1-5-4所示，圖中實線為炮彈實際飛行的軌跡，這種曲線通常稱為彈道曲線．圖1-5-4彈道曲線和拋物線是不同的．由于空氣阻力的影響，彈道曲線的升弧和降弧不再對稱，升弧長而平伸，降弧短而彎曲.eq\o([再判斷])1．斜拋運動的物體達最高點時，速度為零．(×)2．初速度增大，射高和射程均增大．(×)3．在初速度大小恒定的情況下，拋射角越大，射高越大，而射程不一定大．(√)eq\o([后思考])學(xué)校運動會上，有一項比賽項目是投擲鉛球，如圖1-5-5所示，當鉛球以什么角度投擲時，才能運動的最遠？圖1-5-5【提示】45°eq\o([合作探討])斜拋運動是一種常見的運動形式．例如：水面上躍起的海豚的運動(如圖1-5-6甲)；投出去的鉛球、鐵餅和標槍的運動等(如圖1-5-6乙)．圖1-5-6探討1：拋出時的速度越大，物體的射程就會越遠嗎？【提示】不一定，斜拋運動的物體，其射程還與拋射角有關(guān)．探討2：斜拋物體在空中的飛行時間由哪些因素決定？【提示】根據(jù)t＝eq\f(2v0sinθ,g)，飛行時間由初速度和角度決定．eq\o([核心點擊])射高、射程、飛行時間隨拋射角變化的比較物理量表達式與θ關(guān)系θ＜45°且增大θ＞45°且增大射高h①h＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)↑↑射程s②s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)↑↓飛行時間t③t＝eq\f(2v0sinθ,g)↑↑4．在不考慮空氣阻力的情況下，以相同大小的初速度，拋出甲、乙、丙三個手球，拋射角為30°、45°、60°，則射程較遠的手球是()A．甲 B．乙C．丙 D．不能確定【解析】不考慮空氣阻力情況下，三個小球的運動可看做斜拋運動，然后根據(jù)斜拋運動的射程公式s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)分析．【答案】B5．斜上拋物體到達最高點時速度為v＝24m/s，落地時速度為vt＝30m/s.如圖1-5-7所示．試求：(g取10m/s2)圖1-5-7(1)物體拋出時速度的大小和方向；(2)物體在空中的飛行時間；(3)射高Y和水平射程X.【解析】(1)由對稱性知v0＝vt＝30m/s，v0x＝v＝24m/s，則v0y＝18m/s.故v0與x軸正方向夾角tanα＝eq\f(v0y,v0x)＝eq\f(3,4)，故α＝37°.(2)由斜拋知識知t＝eq\f(2v0y,g)＝eq\f(2×18,10)s＝s.(3)射高Y＝eq\f(v\o\al