2019_2020學(xué)年高中物理第1章怎樣研究拋體運(yùn)動3研究斜拋運(yùn)動學(xué)案滬科版

1、學(xué)習(xí)H標(biāo)研究斜拋運(yùn)動1 .知道斜拋運(yùn)動，知道斜拋運(yùn)動可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動.(重點(diǎn))2.通過實驗探究斜拋運(yùn)動的射高和射程跟初速度和拋射角的關(guān)系，并能將所學(xué)的知識應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中.(重點(diǎn)+難點(diǎn))3. 了解彈道曲線.:為哇塞新知探究工、斜拋運(yùn)動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)動就叫斜拋運(yùn)動.2 .運(yùn)動特點(diǎn)(1)初速度：具有一定的初速度 V。,初速度的方向斜向上(與水平方向的夾角為0) ; (2)受力情況：只受重力；(3)運(yùn)動軌跡：二維曲線(拋物線).1. (1)斜拋運(yùn)動是變加速曲線運(yùn)動.()(2)將物體以某一

2、初速度斜向上拋出，物體一定做斜拋運(yùn)動.()(3)斜拋運(yùn)動是加速度為 g的勻變速曲線運(yùn)動.()提示：(1) X (2) X (3) V二、怎樣研究斜拋運(yùn)動1 .萬案一(1)根據(jù)運(yùn)動的合成，可以把斜拋運(yùn)動看成是沿初速度V。方向的勻速直線運(yùn)動和沿豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動.(2)物體在沿初速度方向上每隔相等的時間通過相等幽邕；而在豎直方向上，物體做 自由落體運(yùn)動，在連續(xù)相等的時間內(nèi)物體下落的距離之比為1 ： 3： 5：.2 .方案一類似于研究平拋運(yùn)動，將初速度V0分解為沿水平方向的分量 Vox和沿豎直方向的分量 Voy .(1)水平方向：物體做勻速直線運(yùn)動，在這個方向上的分速度Vox= VoCO

3、S 8 .(2)豎直方向：在這個方向上，加速度g的方向與初速度 Voy的方向相反,因此物體沿豎 直方向的分運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動.三、研究斜拋運(yùn)動的射程與射高1 .飛行時間：被拋物體從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)時間.2Voy 2Vosin 8T=;g g2 .射高：被拋物體所能達(dá)到的最大高度.22 .2 -、/ Voy VoSin 9Y= T-=.2g g '3.射程：被拋物體拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的水平喧12 .VoSin 2 9X= vocos 0 T=.g132. (1)初速度越大斜拋運(yùn)動的射程越大.()(2)拋射角越大斜拋運(yùn)動的射程越大.()(3)僅在重力作用下斜拋運(yùn)動的軌跡曲線是拋物線.()提

4、示：(1) X (2) X (3) V師生互動突嫉硬眥用直提升1 .斜拋運(yùn)動的特點(diǎn)知識點(diǎn)1斜拋運(yùn)動的特點(diǎn)及處理方法(1)運(yùn)動性質(zhì)：由于物體做斜拋運(yùn)動時僅受重力作用，所以加速度是重力加速度g,因此，斜拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，相等的時間內(nèi)速度的變化大小相等，方向豎直向下.(2)對稱性時間的對稱性：從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)與從最高點(diǎn)落回拋出點(diǎn)所經(jīng)歷的時間相等.速度的對稱性：物體經(jīng)過同一高度上的兩點(diǎn)時速度大小相等.軌跡的對稱性：其軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對稱.2 .斜拋運(yùn)動常見的處理方法將斜上拋運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動，設(shè)初速度與水平方向夾角為x = Vocosy = VoSi

5、nVx = Vocos 9八，1.2.八，0 . t 2gtVy = VoSin0 - gt3命題視角1對斜拋運(yùn)動的理解例2I (多選)以相同的初速度、不同的拋射角拋出三個小球A B、C,三球在空中的運(yùn)動軌跡如圖所示，下列說法正確的是()A. A B C三球在運(yùn)動過程中，加速度都相同B. B球的射程最遠(yuǎn)，所以最遲落地兀8 a+ 9 c=C. A球的射高最大，所以最遲落地D. A C兩球的射程相等，兩球的拋射角互為余角，即思路點(diǎn)撥分析物體的受力可以判斷出加速度是否一樣.斜拋運(yùn)動具有對稱性，后半段即下落過程可以看成是平拋運(yùn)動，根據(jù)豎直方向的高度即可確定運(yùn)動時間的長短.解析A B、C三球在運(yùn)動過程中

6、，只受到重力作用，具有相同的加速度g,故選項A正確；斜拋運(yùn)動可以分成上升和下落兩個過程，下落過程就是平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動在空中運(yùn)動的時間只決定于拋出點(diǎn)的高度可知，A球從拋物線頂點(diǎn)落至地面所需的時間最長，再由對稱性可知，斜拋物體上升和下落時間是相等的，所以A球最遲落地，選項 C正確，BvOsin 2錯誤；已知 A、C兩球的射程相等，根據(jù)射程公式X=匕可知sin 2 0 a= sin 2 0 c,g,，一兀 '，一,在8 aw 8 c的恒況下，必有 8 a+ 8 c=,選項D正確.答案ACD因圖回國斜拋物體的上升時間和下落時間相等，從軌道最高點(diǎn)將斜拋運(yùn)動分成的前后兩段運(yùn)動具有對稱性.命題

7、視角2利用逆向“思維”分析斜拋運(yùn)動例2）籃球場上籃圈附近的俯視圖如圖所示，籃圈離地的高度為3. 05 m某一運(yùn)動員，舉起雙手（離地高2 m）在罰球線旁開始投籃，籃球恰好沿著籃圈的外沿進(jìn)入，且籃球運(yùn)動的最高 點(diǎn)就是剛要進(jìn)入籃圈的一點(diǎn).如果把籃球看做質(zhì)點(diǎn)，球出手時的速度是10 m/s .試問：運(yùn)動員應(yīng)以多大的角度投籃，才能達(dá)到此要求？（ g取10 m/s2）解析從正向看，籃球的運(yùn)動是斜上拋運(yùn)動， 運(yùn)用逆向思維，把籃球的運(yùn)動看做反方 向的平拋運(yùn)動，畫出人投籃時的側(cè)面圖如圖所示，由圖可得：1 .2豎直萬向有 y=(3. 05 2) m=gt水平方向有x=4 m = vxt設(shè)籃球離手時的速度為v。，又因

8、為籃球在最高點(diǎn)的速度為Vx= vocos 9聯(lián)立以上各式可得代入數(shù)據(jù)解得e30答案300眼除訓(xùn)維 如圖所示，從距離墻壁為l的水平地面上的A點(diǎn)，以初速度V0、拋射角0 =45。，斜向上拋一球，球恰在上升到最高點(diǎn)時與墻壁相碰，碰后被水平反彈回來，落到地面上的 C點(diǎn)，且OG= 2.則小球被反彈的速度 v'的大小與初速度 V0的大小之比為A. 1 ： 2C.巾2解析：選D.斜拋運(yùn)動以其頂點(diǎn)為界，可以分成上升和下降兩個過程，這兩個過程有定的對稱性.下降過程實際上就是以水平分速度vocos 0為初速度的平拋運(yùn)動.如果小球上升到最高點(diǎn)與墻壁碰撞后速度大小不變，仍為Vocos 0 ,則小球碰撞后做平拋

9、運(yùn)動，軌跡形狀與上升時相同，即從 B到A.把B到A的過程與B到C的過程相比較：它們從同一高度被水平拋出，因此，在空中飛行的時間t相等，根據(jù)水平位移之比OC= 1,可得反彈速度v'O 2=2vocos §當(dāng)。,即、=乎故選項d正確.知識點(diǎn)2 影響飛行時間、射程、射高的因素如圖所示是斜拋運(yùn)動的軌跡，試根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析影響飛行時間、射程、射高的因素.1 .飛行時間：物體在斜上拋運(yùn)動過程中，上升過程和下降過程具有時間對稱性，故T2vosin8所以影響飛行時間的因素只有初速度和拋射角.(1)當(dāng)拋射角一定時，初速度越大，則飛行時間越長；(2)當(dāng)初速度一定時，拋射角越接近于90°

10、時，飛行時間越長，且當(dāng)拋射角等于 90°時,飛行時間最長.2.射程：根據(jù) X= VxT= v0cos 9 T 可知，X=2 ,vosin 20,所以影響射程的因素只有初速度和拋射角.(1)當(dāng)拋射角一定時，初速度越大，則射程越大；(2)當(dāng)初速度一定時，拋射角越接近于45°時，射程越大；且當(dāng)拋射角等于45°時，射 程最大.22.23.射高：根據(jù)Y=*可知，Y= v0Sin,所以影響射高的因素只有初速度和拋射角.2g2g(1)當(dāng)拋射角一定時，初速度越大，則射高越大；(2)當(dāng)初速度一定時，拋射角越接近于90。時，射高越大，且當(dāng)拋射角等于90。時，射 高最大.。特別提醒 以

11、上推導(dǎo)的射高公式、飛行時間公式、射程的公式只適用于拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)在同一水平面上的情況.例回 一座炮臺置于距地面 60 m高的山崖邊，以與水平線成45。角斜向上的方向發(fā)射 一顆炮彈，炮彈離開炮口時的速度為120 m/s ,忽略空氣阻力，取 g=10 m/s 2,求：(1)炮彈所達(dá)到的最大高度.(2)炮彈落到地面時的時間和速度大小.(3)炮彈的水平射程.解題探究(1)處理斜拋運(yùn)動的基本方法是什么?(2)影響射高、射程的因素是什么？解析(1)豎直分速度。2V0y = v°sin 45= -22-vo= 602 m/s ,(60/)202.V0y所以h=v =2g故所達(dá)到的最大高度hmax=

12、 h+ h0= 420 m.(2)上升階段所用時間 =辭=6002 s =62 s , g2hmax 2X420下降階段所用時間t2= y，- s =2J21 s ,所以運(yùn)動的總時間 t =t1 + t2=(6q2+2p) s =17. 65 s ;落地時的水平速度 Vx=vox=vocos 45 ° = 605 m/s ,落地時的豎直速度 Vy= 2ghmax,合速度 v="v2 + v2 = (60/)2+2X 10X420 m/s = 125 m/s .(3)水平射程 x= vxt = 60j2x 17. 65 m= 1 497 m .答案(1)420 m (2)17

13、 . 65 s 125 m/s (3)1 497 m斜拋運(yùn)動問題的分析技巧(1)斜拋運(yùn)動問題可用運(yùn)動的合成與分解進(jìn)行分析，即水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直 方向的豎直上拋運(yùn)動.(2)運(yùn)動時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)的過程可逆向看做平拋運(yùn)動來分析. 以雄保學(xué)樸調(diào)研長.隨堂檢測1.(多選)關(guān)于斜拋運(yùn)動，下列說法正確的是()A.可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動B.可以分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動C.斜拋運(yùn)動是加速度 a=g的勻變速曲線運(yùn)動D.到達(dá)最高點(diǎn)時，速度為零解析：選ABC根據(jù)運(yùn)動的合成與分解，

14、可以將斜拋運(yùn)動分解為水平方向的勻速直線運(yùn) 動和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動， 也可以分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自 由落體運(yùn)動，選項 A、B正確；斜拋運(yùn)動的初速度 vo斜向上，加速度為 g,豎直向下，初速 度與加速度方向不在同一直線上，因此是勻變速曲線運(yùn)動， 選項C正確；做斜拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)時豎直方向的分速度為0,但仍有水平方向的分速度，選項D錯誤.2.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(diǎn)，兩球運(yùn)動的最大高度相同.空氣阻力不計，則()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(diǎn)的速度比 A在最高點(diǎn)的大D. B在落地時的速

15、度比 A在落地時的小解析：選C.在同一位置拋出的兩小球，不計空氣阻力，在運(yùn)動過程中的加速度等于重1 2力加速度，故 A、B的加速度相等，選項 A錯誤；根據(jù)h=2gt ,兩球運(yùn)動的最大高度相同，故兩球飛行的時間相等，選項 B錯誤；由于B的射程大，根據(jù)水平方向勻速運(yùn)動的規(guī)律x =vt,故B在最高點(diǎn)的速度比時在豎直方向的速度相等,A的大，選項C正確；根據(jù)豎直方向自由落體運(yùn)動，A B落地D錯誤.3. 一個物體以初速度v”與水平方向的夾角為 0）做斜拋運(yùn)動，則它飛行的最大水平距離，即射程為()2 .V0sin 2 9A.g2V0sin9C.gB.D.vosin 29g2Vocos 2 9解析：選A.斜拋

16、運(yùn)動的飛行時間 t由豎直分運(yùn)動決定，即2v0sin0 t .t =,故飛出的水g平距離，即射程 s = vot cos 0 =2 .vosin 29B的水平速度大，速度合成后 B在落地時白速度比 A的大，選項4.（多選）如圖所示，某同學(xué)分別在同一直線上的A、B、C三個位置投擲籃球，出手時速度大小分別為 Vi、V2、v3,結(jié)果都擊中籃圈，擊中籃圈時籃球的速度方向均沿水平方向,若籃球出手時高度相同，速度的方向與水平方向的夾角分別是81、82、9 3,則下列說法正確的是（）A. V1VV2VV3B.Vl> V2> V3D.8 1V 8 2V 9 3解析：選BD.籃球的末速度沿水平方向，其

17、逆運(yùn)動為平拋運(yùn)動，運(yùn)動時間2h因高度相同，故時間相等，拋出時豎直分速度Vy=gt相等，拋出時水平分速度x , vx=",由圖可知XA>XB>XC,則Vx A> Vx B> Vx C,又出手速度 v= ,x+ v, 則 Vi>V2>V3,選項B正確;Vy 一，一 ,籃球出手時速度的萬向與水平萬向夾角的正切值tan 0=一,則0 1< 0 2<0 3,選項D正確.Vx5.從某高處以6 m/s的初速度、30°的拋射角斜向上方拋出一石子，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(yùn)動的時間和拋出點(diǎn)離地面的高度.(g 取 1

18、0m/s2)解析：如圖所示，石子落地時的速度方向和水平線的夾角為60° ,則£=43,即Vy= V33vx= >/3v0Cos 30= *x 6X 2 m/s = 9 m/s .取豎直向上為正方向，落地時豎直速度向下，則vy = vosin 30由豎直方向位移公式得1h=votsin 30q12=3*1. 2 m 5X1. 22 m=3. 6 m,負(fù)號表不落地點(diǎn)比拋出點(diǎn)低.答案：1.2 s 3. 6 m課時彳業(yè)學(xué)生用書P89（單獨(dú)成冊）一、單項選擇題1 .下列關(guān)于斜拋運(yùn)動的說法正確的是（）A.斜拋運(yùn)動是非勻變速運(yùn)動B.飛行時間只與初速度有關(guān)，水平位移只與初速度和水平方

19、向間的夾角有關(guān)C.落地前在任意相等時間內(nèi)速度的變化量都相同D.做斜拋運(yùn)動的物體落地時的速度一定是豎直向下的解析：選C.做斜拋運(yùn)動的物體，僅受重力作用，加速度 g恒定，是勻變速曲線運(yùn)動，A錯誤；由飛行時間和水平位移表達(dá)式知，兩者都與拋出的初速度的大小、方向有關(guān)，故B錯誤；斜拋運(yùn)動水平方向為勻速直線運(yùn)動，故水平速度不變，豎直方向為豎直上拋（下拋）運(yùn)動，加速度g恒定，故速度在相等時間內(nèi)變化量相同，即合運(yùn)動在相等時間內(nèi)速度變化量相同，C正確；由于水平方向速度恒定，故落地的合速度不可能豎直向下，D錯誤.2 .物體做斜拋運(yùn)動時，描述物體在豎直方向的分速度vy（取向上為正）隨時間變化的圖線是選項圖中的（）解

20、析：選A.斜拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是豎直上拋運(yùn)動，其運(yùn)動的速度先均勻減小到零,然后反向又均勻增大，由于規(guī)定向上為正方向，故速度先為正，后為負(fù)，A正確.3 .運(yùn)動員將標(biāo)槍以速度 V0斜向上投出，標(biāo)槍出手時與水平方向的夾角為e ,忽略空氣阻力，則標(biāo)槍在空中成水平方向時的速度大小為（）A. VoB. vosin 0C. VoCOS 0D.無法確定解析：選C.標(biāo)槍做斜拋運(yùn)動，可分解為豎直方向的豎直上拋運(yùn)動和水平方向的勻速直線運(yùn)動.標(biāo)槍在空中成水平方向時，其豎直方向速度為零，水平速度不變，為VoCOS 9 ,選項C正確.4 .做斜上拋運(yùn)動的物體，到達(dá)最高點(diǎn)時（）A.具有水平方向的速度和水平方向的加速度B,速

21、度為0,加速度向下C.速度不為0,加速度為0D.具有水平方向的速度和豎直向下的加速度解析：選D.斜上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)時，豎直方向的分速度減為零，而水平方向的分速度不變，其運(yùn)動過程中的加速度始終為重力加速度，故選項 D正確，選項 A B、C 錯誤.8 m/s ,且起跳仰角為0 =30° ,B. 2. 4 mD. 1.2 m8 m,故A正確.5 . 一跳高運(yùn)動員起跳后做斜上拋運(yùn)動，若初速度為 則該運(yùn)動員能跳過的最大高度是（g取10 m/s 2）（）A. 0. 8 mC. 1.6 mv0sin 2 fi解析：選A.根據(jù)Y= -si-，代入數(shù)據(jù)可得 Y= 0.2g6.兩物體自同一地點(diǎn)分

22、別與水平方向成所達(dá)到的射程相等，則它們的拋射速度之比為A. 1 ： 1C,?。?解析：選A.由于二者的射程相等，根據(jù)所以兩物體拋射速度大小相等，A正確.二、多項選擇題7.A.B.C.9 1 = 60、9 2 = 30的仰角拋出，若兩物體()8, 1 ： >/3D. 1 ： 3 2 . v°sin 2 0X=,又因為 sin 120° = sin 60° ,g8 m/s 2)()下列關(guān)于做斜拋運(yùn)動的物體速度改變量的說法中正確的是（g= 9.拋出后一秒內(nèi)物體速度的改變量要比落地前一秒內(nèi)的小在到達(dá)最高點(diǎn)前的一段時間內(nèi)，物體速度的變化要比其他時間慢一些即使在最高點(diǎn)附

23、近，每秒鐘物體速度的改變量也等于9. 8 m/sD.即使在最高點(diǎn)附近，物體速度的變化率也等于9. 8 m/s解析：選CD由于斜拋運(yùn)動在運(yùn)動過程中只受重力作用，其加速度為g=9. 8 m/s 2,所以在任何相等的時間內(nèi)速度的改變量都相等，故選項A、B錯誤；任何位置每一秒鐘的速度改變量均為A v=g At=9. 8 m/s ,其速度變化率為= g= 9. 8 m/s 2,故選項 C、D 正確.8.如圖所示，在水平地面上M點(diǎn)的正上方某一高度處，將 S球以初速度vi水平向右拋出，同時在M點(diǎn)右方地面上 N點(diǎn)處，將S球以初速度v2斜向左上方拋出，兩球恰在 M N連線的中點(diǎn)正上方相遇，不計空氣阻力，則兩球從

24、拋出到相遇過程中A.初速度大小關(guān)系為vi = v2B.速度變化量相等C.水平位移大小相等D.都不是勻變速運(yùn)動C正確；由于只受重力的作用,解析：選BC.由題意可知，兩球的水平位移大小相等,故都是勻變速運(yùn)動，且相同時間內(nèi)速度變化量相等,B正確,D錯誤；又由Vit=V2xt可知,A錯誤.9.A、B兩個物體都做斜拋運(yùn)動，已知它們的初速度之比V0A : V0B= 2 ： 1,拋射角 9 A =e b= 60。，則兩物體的射高與射程之比分別為（A.hA 3hB- 4B.hA 4hB- 3C.sa 4Sb 1D.sA 1sb 4解析：選bc由斜拋規(guī)律知射高y=駕*,故占432 .選項B正確.射程X= V0Sin 2 6 , gSa 4 ，一 , 故STT，選項C正確.io.如圖所示，在水平地面上的的速度垂直穿入豎直壁上的小孔a點(diǎn)以跟地面成 e角的初速度vi射出一彈丸，恰好以 V2B,下面說法正確的是（）A.在B點(diǎn)以跟V2大小相等的速度、跟占 八、B.在B點(diǎn)以跟vi大小相等的速度、跟占八、C.在B點(diǎn)以跟Vi大小相等的速度、跟點(diǎn)左側(cè)D.在B點(diǎn)以跟vi大小相等的速度、跟點(diǎn)右側(cè)V2相反的方向射出彈丸,V2相反的方向射出彈丸,V2相反的方向射出彈丸,V2相反的方向射出彈丸,它必定落在地面上的它必定落在地面上的它必定落在地面上的它必定落在地面上的V2= Vicos 0 ,所以以