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- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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