第4節(jié)　生活中的拋體運(yùn)動(dòng)

生活中的拋體運(yùn)動(dòng)(賦能課—精細(xì)培優(yōu)科學(xué)思維)第4節(jié)課標(biāo)要求層級(jí)達(dá)標(biāo)1.體會(huì)將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的物理思想。2.能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動(dòng)。學(xué)考層級(jí)1.掌握拋體運(yùn)動(dòng)的概念。2.知道斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是初速度方向斜向上(或斜向下)，只受重力作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。3.了解日常生活和生產(chǎn)中的斜拋運(yùn)動(dòng)，能用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法解決實(shí)際問題。選考層級(jí)1.知道斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合成。2.了解初速度和拋射角的改變對(duì)射程和射高的影響。0102目錄課前預(yù)知教材課堂精析重難課前預(yù)知教材一、拋體運(yùn)動(dòng)1．拋體運(yùn)動(dòng)的概念：以一定的初速度將物體拋出，物體僅在______作用下所做的運(yùn)動(dòng)。2．拋體運(yùn)動(dòng)的分類：根據(jù)拋出物體的初速度方向，拋體運(yùn)動(dòng)可分為__________、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、豎直下拋運(yùn)動(dòng)和___________。重力平拋運(yùn)動(dòng)斜拋運(yùn)動(dòng)3．運(yùn)動(dòng)的分解(1)水平方向以初速度v0x做___________運(yùn)動(dòng)，v0x＝_________。(2)豎直方向以初速度v0y做__________運(yùn)動(dòng)，v0y＝__________。勻速直線V0cosθ豎直上拋V0sin

θ1．拋體運(yùn)動(dòng)的初速度可以水平、豎直、斜向上或斜向下。2．拋體運(yùn)動(dòng)只受重力作用。二、射高和射程1．定義(1)射高：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，物體能到達(dá)的____________。(2)射程：物體從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的____________。最大高度水平距離2．射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系(1)射高和射程與初速度的關(guān)系：拋射角一定，初速度增大時(shí)，射高和射程都________。(2)射高和射程與拋射角的關(guān)系：初速度大小一定，當(dāng)拋射角為45°時(shí)，射程_____，當(dāng)拋射角為______時(shí)，射高最大。增大最大90°1．在空氣中斜拋出的物體，當(dāng)空氣阻力與重力相比可以忽略不計(jì)時(shí)，可按斜拋運(yùn)動(dòng)處理。2．做斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為零，水平方向速度不等于零，加速度為重力加速度，故斜拋運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)的速度不為零。3．平拋運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大，斜上拋運(yùn)動(dòng)的速度先減小后增大，斜下拋運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大。1．體育運(yùn)動(dòng)中有很多項(xiàng)目可以看作是斜上拋運(yùn)動(dòng)。以拋出的鉛球?yàn)槔?1)鉛球離開手后，如不考慮空氣阻力，其受力情況、速度有何特點(diǎn)？(2)鉛球在最高點(diǎn)的速度是零嗎？[微情境·大道理]提示：(1)不考慮空氣阻力，鉛球在水平方向不受力，在豎直方向只受重力，加速度為g，其初速度不為零，初速度方向斜向上方。(2)不是。由于鉛球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，所以鉛球在最高點(diǎn)的速度等于水平方向的分速度。2．結(jié)合以下圖片中的情境思考：

(1)如圖甲所示，水流方向不變，

初速度越大，射程和射高如何變化？(2)如圖乙所示，水流的初速度大小不變，

方向變化，射程和射高的變化有何規(guī)律？提示：(1)初速度越大，射程和射高都越大。(2)水流的初速度大小不變時(shí)，豎直向上射高最大；與水平方向夾角45°時(shí)射程最遠(yuǎn)。課堂精析重難強(qiáng)化點(diǎn)(一)拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)觀察下列圖片，推出的鉛球、甩出的鏈球、擲出的標(biāo)槍，它們的初速度有什么共同特點(diǎn)？若忽略空氣阻力，它們的受力情況如何？它們做什么運(yùn)動(dòng)？提示：初速度方向斜向上；僅受重力作用；做斜上拋運(yùn)動(dòng)。1．受力特點(diǎn)：斜拋運(yùn)動(dòng)是忽略了空氣阻力的理想化運(yùn)動(dòng)，因此物體僅受重力，其加速度為重力加速度g。2．運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其軌跡為拋物線。[要點(diǎn)釋解明]3．速度變化特點(diǎn)：由于斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度為定值，因此，在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量大小相等，方向均豎直向下，故相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同，即Δv＝gΔt。4．對(duì)稱性特點(diǎn)速度對(duì)稱

相對(duì)于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的兩點(diǎn)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(如圖所示)時(shí)間對(duì)稱相對(duì)于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對(duì)稱的曲線上升時(shí)間等于下降時(shí)間，這是由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性決定的軌跡對(duì)稱其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱續(xù)表1．下列說法正確的是(

)A．斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷改變，不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)B．平拋運(yùn)動(dòng)是速度一直增大的運(yùn)動(dòng)，而斜拋運(yùn)動(dòng)是速度一直減小的運(yùn)動(dòng)C．做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，當(dāng)加速度減小時(shí)，它的速度也減小D．無論是平拋運(yùn)動(dòng)還是斜拋運(yùn)動(dòng)，在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量都相等[題點(diǎn)全練清]答案：D

解析：做斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的物體都只受到重力的作用，都是加速度恒為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)的速度一直增大，斜拋運(yùn)動(dòng)的速度如何變化，要看初速度方向與重力方向的夾角，若夾角為銳角，速度增大，若夾角為鈍角，速度先減小后增大，故B錯(cuò)誤；做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，加速度和運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小時(shí)，物體仍然加速，故C錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度均為g，根據(jù)加速度的定義式知，在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量都相等，故D正確。2．(2023·濟(jì)南高一檢測(cè))(多選)關(guān)于拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)在同一高度的斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)A．斜拋物體的上升過程與下降過程經(jīng)歷的時(shí)間相等B．斜拋物體的上升過程與下降過程經(jīng)過同一高度的兩點(diǎn)時(shí)速度相同C．斜拋物體的上升過程與下降過程水平位移相等D．斜拋物體的上升過程與下降過程的軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱答案：ACD

解析：根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知選項(xiàng)A、C、D正確；斜拋物體的上升過程與下降過程經(jīng)過同一高度的兩點(diǎn)時(shí)，速度大小相等，但方向一個(gè)斜向上，一個(gè)斜向下，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。3．做斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)可以分解為水平和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，若以向上為正方向，則描述豎直方向上物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像為(

)答案：C

解析：在豎直方向上物體以某一初速度先減速上升再加速下降，而加速度恒為重力加速度，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若以向上為正方向，其速度—時(shí)間圖像應(yīng)為題圖C，則C正確，A、B、D錯(cuò)誤。[典例]

(2023·衡水高一質(zhì)檢)一座炮臺(tái)置于距地面60m高的山崖邊，以與水平面成45°角斜向上的方向發(fā)射一顆炮彈，炮彈離開炮口時(shí)的速度為120m/s，忽略空氣阻力，g取10m/s2，求：(1)炮彈所達(dá)到的最大高度。(2)炮彈落到地面時(shí)的時(shí)間和速度大小。(3)炮彈的水平射程。[答案]

(1)420m

(2)17.65s

125m/s(3)1498m/方法技巧/斜上拋運(yùn)動(dòng)問題的分析技巧(1)斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性時(shí)間對(duì)稱：相對(duì)于軌跡最高點(diǎn)，兩側(cè)對(duì)稱的上升時(shí)間等于下降時(shí)間。速度對(duì)稱：相對(duì)于軌跡最高點(diǎn)，兩側(cè)對(duì)稱的兩點(diǎn)速度大小相等。軌跡對(duì)稱：斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相對(duì)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱。(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間及射高由豎直分速度決定，射程由水平分速度和拋射角決定。(3)由拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程可逆向看作平拋運(yùn)動(dòng)來分析。1．(2023·福建寧德段考)如圖所示，某同學(xué)將三個(gè)完全相同的物體從A點(diǎn)沿三條不同的路徑拋出，最終落在與A點(diǎn)同高度的三個(gè)不同位置，三條路徑的最高點(diǎn)是等高的，忽略空氣阻力，下列說法正確的是(

)A．三個(gè)物體拋出時(shí)初速度的水平分量相等B．沿路徑3拋出的物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長C．該同學(xué)對(duì)三個(gè)物體做的功相等D．三個(gè)物體落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率一樣大[題點(diǎn)全練清]答案：D

速度最大，故第3個(gè)物體的初動(dòng)能最大，人對(duì)它做功最多，C錯(cuò)誤；由于斜拋的時(shí)候，豎直分初速度vy相同，落地時(shí)的豎直方向分速度也相同，均等于vy，所以落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率PG＝mgvy一樣大，D正確。2.

如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時(shí)的速度方向相同，下列判斷正確的是(

)A．A比B先落入籃筐B(yǎng)．A、B運(yùn)動(dòng)的最大高度相同C．A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度小D．A、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同答案：D

解析：若研究?jī)蓚€(gè)過程的逆過程，可看作是從籃筐處沿同方向斜向上的斜拋運(yùn)動(dòng)，落到同一高度上的A、B兩點(diǎn)，則A上升的高度較大，高度決定時(shí)間，可知A運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，即B先落入籃筐中，A、B錯(cuò)誤；因?yàn)閮汕驋伾浣窍嗤?，A的射程較遠(yuǎn)，則A球的水平速度較大，即A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度大，C錯(cuò)誤；由斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)A、B上升到與籃筐相同高度時(shí)的速度方向相同，D正確。3.

如圖所示，某同學(xué)將質(zhì)量為m＝5kg的鉛球以v0＝4m/s的初速度，沿著與水平面45°的方向斜上