高中物理粵教版第一章拋體運(yùn)動(dòng) 第1章第5節(jié)斜拋運(yùn)動(dòng)

第五節(jié)斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.經(jīng)歷斜拋運(yùn)動(dòng)的探究過程，嘗試運(yùn)用科學(xué)探究的方法研究和解決斜拋運(yùn)動(dòng)．2．知道斜拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的豎直上(或下)拋運(yùn)動(dòng)．(重點(diǎn))3．通過實(shí)驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動(dòng)的射高和射程跟初速度和拋射角的關(guān)系．(難點(diǎn))斜拋運(yùn)動(dòng)eq\o([先填空])1．斜拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．2．斜拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(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(yùn)動(dòng)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(gè)分速度v0x和v0y，這樣斜拋運(yùn)動(dòng)就可以分解成以下兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：圖1-5-1(1)水平方向：由于不受外力作用，分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0cos_θ.(2)豎直方向：加速度為g的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，初速度大小為v0sin_θ.4．斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度為重力加速度的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線．eq\o([再判斷])1．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中加速度和水平方向的分速度保持不變．(√)2．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，速度為零加速度不為零．(×)3．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體，在相等的時(shí)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(yùn)動(dòng)技術(shù)名詞，指足球踢出后，球在空中向前并做弧線運(yùn)行的踢球技術(shù)，如圖1-5-2所示．這時(shí)的足球在空中的運(yùn)動(dòng)是斜拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)．eq\o([合作探討])如圖1-5-3所示，是體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等．圖1-5-3探討1：在什么情況下，它們的運(yùn)動(dòng)可以看作是平拋運(yùn)動(dòng)？【提示】忽略空氣阻力，沿水平方向拋出時(shí)看作平拋運(yùn)動(dòng)．探討2：在什么情況下，它們的運(yùn)動(dòng)可以看作是斜拋運(yùn)動(dòng)？【提示】忽略空氣阻力，沿斜向上方向拋出時(shí)可以看作斜拋運(yùn)動(dòng)．eq\o([核心點(diǎn)擊])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(duì)稱性特點(diǎn)(1)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1-5-3)．圖1-5-3(2)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．(3)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．1．(多選)關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力．下列說法中正確的是()A．斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)B．斜拋運(yùn)動(dòng)的初速度是水平的C．斜拋運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)速度不為零D．斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的【解析】做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用，加速度為g，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，豎直方向做加速度為重力加速度g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)有水平速度．故A、C、D正確．【答案】ACD2．若不計(jì)空氣阻力，下列運(yùn)動(dòng)可以看成斜拋運(yùn)動(dòng)的是()A．斜向上方發(fā)射的探空火箭B．足球運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)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(shí)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(yùn)動(dòng)，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(cuò)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(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390015】A．斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷變化，不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)B．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度變化是相等的C．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度大小變化相等D．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體，落地時(shí)的速度可能是豎直向下的【解析】因做斜拋運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；經(jīng)時(shí)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(yùn)動(dòng)的物體任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度變化是相等的(經(jīng)相等時(shí)間速度變化相等即勻變速運(yùn)動(dòng))，選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)樾睊佭\(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向上的勻速運(yùn)動(dòng)與豎直方向上的勻變速運(yùn)動(dòng)，物體受的重力不能改變水平分速度，所以落地時(shí)的速度不可能豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】B斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律eq\o([先填空])1．斜拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)在拋出后t秒末時(shí)刻，物體的位置坐標(biāo)為x＝v0cos_θ·t，y＝v0sinθ·t－eq\f(1,2)gt2.2．斜拋運(yùn)動(dòng)的速度公式兩個(gè)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(yùn)動(dòng)的飛行時(shí)間從物體被拋出到落地所用時(shí)間，用T表示．當(dāng)t＝T時(shí)，y＝0，則v0sinθ·T－eq\f(1,2)gT2＝0.故T＝eq\f(2v0sinθ,g).4．斜拋運(yùn)動(dòng)的射高從拋出點(diǎn)的水平面到物體運(yùn)動(dòng)軌跡最高點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的射程從物體被拋出的地點(diǎn)到落地點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的彈道曲線如圖1-5-4所示，圖中實(shí)線為炮彈實(shí)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(duì)稱，升弧長(zhǎng)而平伸，降弧短而彎曲.eq\o([再判斷])1．斜拋運(yùn)動(dòng)的物體達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)會(huì)上，有一項(xiàng)比賽項(xiàng)目是投擲鉛球，如圖1-5-5所示，當(dāng)鉛球以什么角度投擲時(shí)，才能運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)？圖1-5-5【提示】45°eq\o([合作探討])斜拋運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)形式．例如：水面上躍起的海豚的運(yùn)動(dòng)(如圖1-5-6甲)；投出去的鉛球、鐵餅和標(biāo)槍的運(yùn)動(dòng)等(如圖1-5-6乙)．圖1-5-6探討1：拋出時(shí)的速度越大，物體的射程就會(huì)越遠(yuǎn)嗎？【提示】不一定，斜拋運(yùn)動(dòng)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(shí)間由哪些因素決定？【提示】根據(jù)t＝eq\f(2v0sinθ,g)，飛行時(shí)間由初速度和角度決定．eq\o([核心點(diǎn)擊])射高、射程、飛行時(shí)間隨拋射角變化的比較物理量表達(dá)式與θ關(guān)系θ＜45°且增大θ＞45°且增大射高h(yuǎn)①h＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)↑↑射程s②s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)↑↓飛行時(shí)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(gè)手球，拋射角為30°、45°、60°，則射程較遠(yuǎn)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(gè)小球的運(yùn)動(dòng)可看做斜拋運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)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(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為v＝24m/s，落地時(shí)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(shí)速度的大小和方向；(2)物體在空中的飛行時(shí)間；(3)射高Y和水平射程X.【解析】(1)由對(duì)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(shí)知t＝eq\f(2v0y,g)＝eq\f(2×18,10)s＝s.(3)射高Y＝eq\f(v\o\al