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第4節(jié)生活中的拋體運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)思維導(dǎo)圖1.掌握拋體運(yùn)動(dòng)的概念,知道斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。2.學(xué)會用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法處理斜拋運(yùn)動(dòng)。3.掌握斜上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用。4.探究理想情況下斜上拋物體的射程與初速度、拋射角的關(guān)系。必備知識自我檢測一、拋體運(yùn)動(dòng)1.概念:以一定的初速度將物體拋出,物體僅在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)。2.分類:根據(jù)拋出物體的初速度方向,我們把拋體運(yùn)動(dòng)分為平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、豎直下拋運(yùn)動(dòng)、斜上拋運(yùn)動(dòng)和斜下拋運(yùn)動(dòng)。必備知識自我檢測二、斜上拋運(yùn)動(dòng)1.概念:將物體以一定的初速度沿斜上方拋出,僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫作斜上拋運(yùn)動(dòng)。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律:如圖所示,斜上拋運(yùn)動(dòng)可看成是水平方向初速度為vx0=v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向初速度為vy0=v0sinθ的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
必備知識自我檢測3.影響射高、射程的因素。(1)概念:①射高:物體能到達(dá)的最大高度。②射程:物體從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離。(2)規(guī)律:①當(dāng)拋射角一定,初速度越大,射高和射程都增大;②初速度大小一定,當(dāng)拋射角為45°時(shí),射程最大;當(dāng)拋射角為90°時(shí),射高最大。必備知識自我檢測1.正誤辨析(1)物體只受重力作用的運(yùn)動(dòng)就是拋體運(yùn)動(dòng)。(
)解析:有一定的初速度,只受重力作用。答案:×(2)拋體運(yùn)動(dòng)中,只有平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為重力加速度。(
)解析:所有拋體運(yùn)動(dòng)只受重力作用,加速度都為重力加速度。答案:×(3)拋體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)。(
)解析:所有拋體運(yùn)動(dòng)只受恒定的重力作用,均為勻變速運(yùn)動(dòng)。答案:√必備知識自我檢測(4)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做的都是自由落體運(yùn)動(dòng)。(
)解析:斜拋運(yùn)動(dòng)的物體有豎直方向的初速度,所以豎直方向上不是自由落體運(yùn)動(dòng)。答案:×(5)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做的都是勻速直線運(yùn)動(dòng)。(
)答案:√(6)初速度越大,射程和射高都增大。(
)解析:拋射角一定時(shí),初速度越大,射程和射高都增大。答案:×必備知識自我檢測2.(多選)下列運(yùn)動(dòng)是斜拋運(yùn)動(dòng)的是(
)A.在忽略空氣阻力的情況下,斜向上踢出的足球B.被風(fēng)吹動(dòng)斜向上升起的氫氣球C.在忽略空氣阻力的情況下,投出的標(biāo)槍D.從水平飛行的飛機(jī)上投下的炸彈解析:根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的定義,將物體以一定的初速度沿斜上方(或斜下方)拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)就叫作斜拋運(yùn)動(dòng)。被風(fēng)吹動(dòng)斜向上升起的氫氣球,空氣作用力較大不能忽略;從水平飛行的飛機(jī)上投下的炸彈,速度方向水平,不是斜拋運(yùn)動(dòng)。答案:AC問題一問題二隨堂檢測斜上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用情境導(dǎo)引如圖為籃球運(yùn)動(dòng)員投出籃球的過程,不考慮空氣阻力的影響,籃球脫離手的速度為v0,與水平方向的夾角為θ,重力加速度為g。(1)類比研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法,如何分解斜上拋運(yùn)動(dòng)?分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如何?(2)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的上升和下落過程具有對稱性,斜上拋運(yùn)動(dòng)的上升和下落過程具有對稱性嗎?問題一問題二隨堂檢測要點(diǎn)提示:(1)沿水平方向和豎直方向分解,水平方向初速度為vx0=v0cos
θ且不受力,因此為勻速直線運(yùn)動(dòng);豎直方向初速度為vy0=v0sin
θ且只受重力,因此為豎直上拋運(yùn)動(dòng)。(2)斜上拋運(yùn)動(dòng)水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng),豎直方向?yàn)樨Q直上拋運(yùn)動(dòng)。因此其關(guān)于軌跡最高點(diǎn)具有對稱性。問題一問題二隨堂檢測知識點(diǎn)撥斜上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1.如圖所示,斜上拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向初速度為vx0=v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向初速度為vy0=v0sinθ的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。問題一問題二隨堂檢測①當(dāng)拋射角θ一定時(shí),初速度v0越大,射高、射程都增大;②初速度大小一定,當(dāng)拋射角為45°時(shí),射程最大;當(dāng)拋射角為90°時(shí),射高最大。問題一問題二隨堂檢測5.斜拋運(yùn)動(dòng)的對稱性(1)時(shí)間對稱:相對于軌跡最高點(diǎn)C,兩側(cè)對稱的運(yùn)動(dòng)階段上升時(shí)間等于下降時(shí)間。如圖中A與B點(diǎn),從A到C和從C到B的時(shí)間相等,即tAC=tCB。(2)速度對稱:相對于軌跡最高點(diǎn),兩側(cè)對稱的兩點(diǎn)速度大小相等。如圖中vA=vB。(3)軌跡對稱:斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相對于過最高點(diǎn)的豎直線對稱。問題一問題二隨堂檢測實(shí)例引導(dǎo)例1一座炮臺置于距地面h=60m高的山崖邊,以與水平線成45°角的方向發(fā)射一顆炮彈,炮彈離開炮口時(shí)的速度為v0=120m/s,求:(1)從山崖上看,炮彈所達(dá)到的最大高度H;(2)炮彈落到地面的時(shí)間和速度大小;(3)炮彈從發(fā)射點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離L。(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)問題一問題二隨堂檢測答案:(1)360m
(2)17.65
124.9m/s
(3)1497m問題一問題二隨堂檢測變式訓(xùn)練1斜拋物體運(yùn)動(dòng)的軌跡在軌跡最高點(diǎn)兩側(cè)對稱分布(拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)在同一水平面上,空氣阻力不計(jì)),下列說法正確的是(
)A.位移大小相等的位置有兩處B.速度大小相等的位置有兩處C.從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間一定等于從最高點(diǎn)至落地點(diǎn)的時(shí)間D.整個(gè)過程中速度方向時(shí)刻在改變,且速率也越來越大答案:C問題一問題二隨堂檢測斜上拋運(yùn)動(dòng)的功能關(guān)系規(guī)律情境導(dǎo)引利用功能關(guān)系是解決物理問題的重要方法之一,尤其是涉及速度、高度、功能等問題。請?jiān)囍霉δ荜P(guān)系求解下列問題。一座炮臺置于距地面h=50m高的山崖邊,以與水平面成30°角的方向發(fā)射一顆炮彈,炮彈離開炮口時(shí)的速度為v0=100m/s,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。求:(1)從山崖上看,炮彈所達(dá)到的最大高度H;(2)炮彈落到地面速度大小。問題一問題二隨堂檢測問題一問題二隨堂檢測知識點(diǎn)撥1.只有重力做功,因此機(jī)械能守恒。2.所有做拋體運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能都守恒。問題一問題二隨堂檢測實(shí)例引導(dǎo)例2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°的方向斜向上方拋出,拋出點(diǎn)到地面的高度h=1.7m。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)該同學(xué)拋出鉛球時(shí)對鉛球做的功;(2)鉛球落地時(shí)的動(dòng)能Ek1;(3)鉛球上升到最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek2和離地高度H。問題一問題二隨堂檢測答案:(1)40J
(2)125J
(3)20J
2.1m問題一問題二隨堂檢測規(guī)律總結(jié)解決斜上拋運(yùn)動(dòng)問題的思路:(1)運(yùn)動(dòng)的合成和分解,即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)。(2)機(jī)械能守恒定律。(3)運(yùn)動(dòng)的對稱性。問題一問題二隨堂檢測變式訓(xùn)練2(2019山東棗莊高一檢測)在同一高處的某一點(diǎn)將三個(gè)質(zhì)量相同的小球以相同的速率v0分別上拋、平拋、斜拋,那么以下說法中正確的是(
)A.從拋出到落地過程中,重力對它們所做的功都相等B.因小球的運(yùn)動(dòng)軌跡不同,重力對它們所做的功不同C.從拋出到落地過程中,重力對它們做功的平均功率都相等D.如果考慮空氣阻力,則從拋出到落地過程中,重力對它們所做的功就不相等解析:由于重力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置的高度差有關(guān),三個(gè)小球初、末位置高度差相同,所以重力對它們所做的功都相等,A正確,B、D錯(cuò)誤;三個(gè)小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不一樣,所以重力對它們做功的平均功率不相等,C錯(cuò)誤。答案:A問題一問題二隨堂檢測1.關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(
)A.斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.斜拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度逐漸增大的曲線運(yùn)動(dòng)D.斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度逐漸減小的曲線運(yùn)動(dòng)解析:斜拋運(yùn)動(dòng)只有重力作用,故加速度恒為g,是勻變速運(yùn)動(dòng),又因?yàn)樾睊佭\(yùn)動(dòng)的初速度與重力不在同一直線上,故斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。答案:A問題一問題二隨堂檢測2.一物體做斜上拋運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),在由拋出到落地的過程中,下列表述正確的是(
)A.物體的加速度是不斷變化的B.物體的速度不斷減小C.物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度等于零D.物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度沿水平方向解析:斜上拋運(yùn)動(dòng)的加速度是重力加速度,所以加速度是不變的,速度是先變小再變大,所以選項(xiàng)A、B均錯(cuò)。物體在最高點(diǎn)的速度不為零且沿水平方向,所以選項(xiàng)C錯(cuò),D對。答案:D問題一問題二隨堂檢測3.(多選)如圖所示,一物體以初速度v0做斜拋運(yùn)動(dòng),v0與水平方向成θ角,AB連線水
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