2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 怎樣研究拋體運(yùn)動(dòng) 1.3 研究斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 滬科版必修2.doc
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1.3 研究斜拋運(yùn)動(dòng) [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道斜拋運(yùn)動(dòng)，知道斜拋運(yùn)動(dòng)又可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的上拋(或下拋)運(yùn)動(dòng).2.通過實(shí)驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動(dòng)的射程和射高跟速度和拋射角的關(guān)系，并能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中． 一、斜拋運(yùn)動(dòng) 1．定義：將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，物體所做的運(yùn)動(dòng)． 2．研究方案——運(yùn)動(dòng)的分解 (1)沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與沿豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)． (2)沿水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與沿豎直方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)． 二、射程、射高和彈道曲線 1．射程(X)、射高(Y)和飛行時(shí)間(T)： (1)射程(X)：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，被拋物體拋出點(diǎn)到落點(diǎn)之間的水平距離．表達(dá)式：X＝. (2)射高(Y)：被拋物體所能達(dá)到的最大高度．表達(dá)式：Y＝. (3)飛行時(shí)間(T)：被拋物體從被拋出點(diǎn)到落點(diǎn)所用的時(shí)間．表達(dá)式：T＝. 2．彈道曲線： (1)實(shí)際的拋體運(yùn)動(dòng)：物體在運(yùn)動(dòng)過程中總要受到空氣阻力的影響． (2)彈道曲線與拋物線：在沒有空氣的理想空間中炮彈飛行的軌跡為拋物線，而炮彈在空氣中飛行的軌跡叫做彈道曲線，由于空氣阻力的影響，使彈道曲線的升弧長而平伸，降弧短而彎曲. [即學(xué)即用] 1．判斷下列說法的正誤． (1)初速度越大，斜拋運(yùn)動(dòng)的射程越大．() (2)拋射角越大，斜拋運(yùn)動(dòng)的射程越大．() (3)僅在重力作用下，斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線是拋物線．(√) (4)斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋(或下拋)運(yùn)動(dòng)．(√) 2．如圖1是果蔬自動(dòng)噴灌技術(shù)，從水管中射出的水流軌跡呈現(xiàn)一道道美麗的弧線，如果水噴出管口的速度是20 m/s，管口與水平方向的夾角為45，空氣阻力不計(jì)，那么水的射程是________m，射高是________m．(g取10 m/s2) 圖1 答案 40 10 解析 水的豎直分速度 vy＝v0sin 45＝10 m/s 水的射高Y＝＝ m＝10 m. 水在空中的飛行時(shí)間為t＝＝2 s. 水的水平分速度 vx＝v0cos 45＝10 m/s. 水的射程X＝vxt＝102 m＝40 m. 一、斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) [導(dǎo)學(xué)探究] 如圖2所示，運(yùn)動(dòng)員斜向上投出標(biāo)槍，標(biāo)槍在空中劃出一條優(yōu)美的曲線后插在地上，若忽略空氣對標(biāo)槍的阻力作用，請思考： 圖2 (1)標(biāo)槍到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度是零嗎？ (2)標(biāo)槍在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？ 答案 (1)不是零 (2)豎直上拋運(yùn)動(dòng) [知識(shí)深化] 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． 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)速度的變化相同，即Δv＝gΔt. 4．對稱性特點(diǎn)： (1)速度對稱：相對于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對稱的兩點(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3所示) 圖3 (2)時(shí)間對稱：相對于軌道最高點(diǎn)兩側(cè)對稱的曲線上升時(shí)間等于下降時(shí)間，這是由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對稱性決定的． (3)軌跡對稱：其運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對稱． 例1 關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是( ) A．物體拋出后，速度增大，加速度減小 B．物體拋出后，速度先減小，再增大 C．物體拋出后，沿著軌跡的切線方向，先做減速運(yùn)動(dòng)，再做加速運(yùn)動(dòng)，加速度始終沿著切線方向 D．斜拋物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 答案 D 解析 斜拋物體的運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向是豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)，拋出后只受重力，故加速度恒定．若是斜上拋運(yùn)動(dòng)則豎直分速度先減小后增大，若是斜下拋運(yùn)動(dòng)則豎直分速度一直增大，故A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．由于斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力的作用且與初速度方向不共線，故做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確． 針對訓(xùn)練 (多選)做斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是( ) A．水平分速度不變 B．加速度不變 C．在相同的高度處速度大小相同 D．經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度為零 答案 ABC 解析 斜上拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，所以A正確；做斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，加速度恒定，B正確；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性，物體在相同的高度處的速度大小相等，C正確；經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，豎直分速度為零，水平分速度不為零，D錯(cuò)誤． 二、斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用 [導(dǎo)學(xué)探究] 1．對于斜拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖4所示，設(shè)在坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0沿與x軸(水平方向)成θ角的方向?qū)⑽矬w拋出(不計(jì)空氣阻力)，請分別在水平和豎直方向上分析，并寫出t時(shí)刻物體的速度公式和位置坐標(biāo)． 圖4 答案 物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，所以t時(shí)刻物體的分速度為：vx＝v0x＝v0cos θ，vy＝v0sin θ－gt，t時(shí)刻物體的位置坐標(biāo)為(v0cos θt，v0sin θt－gt2)． 2．一炮彈以初速度v0斜向上方飛出炮筒，初速度與水平方向的夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，求炮彈在空中飛行時(shí)間、射高和射程． 答案 先建立直角坐標(biāo)系，將初速度v0分解為：v0x＝v0cos θ，v0y＝v0sin θ 飛行時(shí)間：T＝＝ 射高：Y＝＝ 射程：X＝v0cos θT＝＝ 例2 某同學(xué)進(jìn)行籃球訓(xùn)練，如圖5所示，將籃球從同一位置斜向上拋出，其中有兩次籃球垂直撞在豎直墻面上，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是( ) 圖5 A．籃球撞墻的速度，第一次較大 B．籃球從空中運(yùn)動(dòng)的加速度第一次較大 C．從拋出到撞墻，第一次籃球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長 D．拋出時(shí)的速度，第一次一定比第二次大 答案 C 解析 由于兩次籃球垂直撞在豎直墻面上，則籃球被拋出后的運(yùn)動(dòng)可以看成是平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)，加速度都為g，在豎直方向上：h＝gt2，因?yàn)閔1>h2，則t1>t2，因?yàn)樗轿灰葡嗟?，根?jù)x＝v0t知，撞墻的速度v01下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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