2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動 第4講 斜拋運(yùn)動學(xué)案 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動 第4講 斜拋運(yùn)動學(xué)案 魯科版必修2 [目標(biāo)定位]　1.知道斜拋運(yùn)動的概念及性質(zhì).2.知道斜拋運(yùn)動可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.3.會用實(shí)驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動的射程、射高跟初速度和拋射角的關(guān)系，會計算射程與射高． 一、斜拋運(yùn)動的軌跡 1．定義：以一定的________將物體與水平方向成一定角度________拋出，物體僅在______作用下所做的曲線運(yùn)動． 2．性質(zhì)：加速度為重力加速度的________曲線運(yùn)動，軌跡是________． 3．運(yùn)動的分解(如圖1) 圖1 水平方向：由于不受外力作用，分運(yùn)動為____________，速度大小為________． 豎直方向：由于受到重力作用，該分運(yùn)動是加速度為g的________________，初速度大小為________． 想一想　奧運(yùn)會上，林丹與李宗偉的決賽堪稱羽毛球比賽的經(jīng)典，林丹將李宗偉的扣球輕輕向上一挑，羽毛球落在了對方的場地內(nèi)．被林丹斜向上挑出的羽毛球是做斜拋運(yùn)動嗎？ 二、斜拋運(yùn)動的射高和射程 1．射高 斜拋運(yùn)動中物體所能達(dá)到的____________． 2．射程 物體從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的____________．射程和射高與________和________有關(guān)． 3．彈道曲線：由于空氣阻力的影響，軌跡不再是理論上的________，而是實(shí)際的拋體運(yùn)動曲線． 想一想　只要增大拋出時的速度，物體的射程就會變遠(yuǎn)嗎？ 一、對斜拋運(yùn)動的理解 1．受力特點(diǎn) 斜拋運(yùn)動是忽略了空氣阻力的理想化運(yùn)動，因此物體僅受重力，其加速度為重力加速度g. 2．運(yùn)動特點(diǎn) 斜拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動，其軌跡為拋物線． 3．速度變化特點(diǎn) 由于斜拋運(yùn)動的加速度為定值，因此，相等的時間內(nèi)速度的變化相同，即Δv＝gΔt，方向豎直向下． 4．對稱性特點(diǎn) 圖2 (1)速度對稱：關(guān)于過軌道最高點(diǎn)的豎直線對稱的兩點(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2所示． (2)時間對稱：關(guān)于過軌道最高點(diǎn)的豎直線對稱的曲線，上升時間等于下降時間． (3)軌跡對稱：斜拋運(yùn)動軌跡關(guān)于過最高點(diǎn)的豎直線對稱． 例1　一名高一學(xué)生遠(yuǎn)投籃球的照片如圖3所示．不計空氣阻力，球出手后開始計時，在整個飛行過程中籃球受力與運(yùn)動關(guān)系分析正確的是(　　) 圖3 A．籃球受到飛行方向的推動力、重力，將在空中做直線運(yùn)動 B．籃球受到飛行方向的推動力、重力，將在空中做曲線運(yùn)動 C．籃球只受重力，將在空中做勻變速運(yùn)動 D．籃球只受重力，將在空中做曲線運(yùn)動 針對訓(xùn)練　如圖4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(　　) 圖4 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在落地時的速度比A在落地時的大 二、斜拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用 1．斜拋物體沿水平和豎直兩個方向的分運(yùn)動規(guī)律 水平方向：x＝v0tcos θ，vx＝v0cos θ 豎直方向：y＝v0tsin θ－gt2，vy＝v0sin θ－gt. 2．射高和射程 (1)斜拋運(yùn)動的飛行時間：T＝＝. (2)射高：Y＝＝. (3)射程：X＝v0cos θT＝＝，對于給定的v0，當(dāng)θ＝45時，射程達(dá)到最大值Xmax＝.由Y、X的表達(dá)式可知射高和射程跟拋射初速度v0和拋射角θ有關(guān)． 特別提醒　(1)斜拋物體達(dá)到最高點(diǎn)時的速度不等于零，只是速度的豎直分量減為零． (2)初速度大小一定的情況下，拋射角越大，射高越高，但射程不一定越遠(yuǎn)． 例2　從某高處以6 m/s的初速度、以30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10 m/s2)． 例3　一座炮臺置于距地面60 m高的山崖邊，以與水平線成45角的方向發(fā)射一顆炮彈，炮彈離開炮口時的速度為120 m/s.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??； (3)炮彈的水平射程．(忽略空氣阻力，g取10 m/s2) 對斜拋運(yùn)動的理解 1．一物體做斜拋運(yùn)動(不計空氣阻力)，在由拋出到落地的過程中，下列表述中正確的是(　　) 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)時的速度等于零 D．物體到達(dá)最高點(diǎn)時的速度沿水平方向 2.如圖5所示是一斜拋物體的運(yùn)動軌跡，A、B是軌跡上等高的兩個點(diǎn)，物體經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時不相同的物理量是(　　) 圖5 A．加速度 B．速度 C．速度的大小 D．速度的方向 斜拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用 3．由消防水龍帶的噴嘴噴出水的流量是0.28 m3/min，水離開噴口時的速度大小為16 m/s，方向與水平面夾角為 60，在最高處正好到達(dá)著火位置，忽略空氣阻力，則空中水柱的高度和水量分別是(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．28.8 m　1.1210－2 m3 B．28.8 m　0.672 m3 C．38.4 m　1.2910－2 m3 D．38.4 m　0.776 m3 4．在水平地面上斜向上拋出一個物體，初速度為v0＝40 m/s，拋射角為θ＝60，試求該物體在空中的飛行時間及射程和射高．(g取10 m/s2) 答案精析 第4講　斜拋運(yùn)動 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 一、1.初速度　斜向上　重力 2．勻變速　拋物線 3．勻速直線運(yùn)動　v0cos θ　豎直上拋運(yùn)動　v0sin θ 想一想　不是斜拋運(yùn)動，被斜向上挑出的羽毛球除了受到重力外，還受到不可忽略的空氣阻力作用． 二、1.最大高度 2．水平距離　初速度　拋射角 3．拋物線 想一想　不一定．斜拋運(yùn)動的物體其射程還與拋射角有關(guān)． 課堂講義 例1　CD　[籃球出手后僅受重力作用，選項(xiàng)A、B錯誤；籃球出手后做斜上拋運(yùn)動，只受重力作用，加速度恒為重力加速度，所以籃球做勻變速曲線運(yùn)動，選項(xiàng)C、D正確．] 針對訓(xùn)練　CD 例2　1.2 s　3.6 m 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＝，即vy＝vx＝v0cos 30＝6 m/s＝9 m/s. 取向上為正方向，落地時豎直速度向下，則 －vy＝v0sin 30－gt，得t＝1.2 s. 由豎直方向位移公式： h＝v0sin 30t－gt2＝31.2 m－101.22 m＝－3.6 m， 負(fù)號表示落地點(diǎn)比拋出點(diǎn)低． 例3　(1)420 m　(2)17.65 s　125 m/s　(3)1 498 m 解析　(1)豎直分速度v0y＝v0sin 45＝v0＝60 m/s 所以h＝＝ m＝360 m 故炮彈所達(dá)到的最大高度hmax＝h＋h0＝420 m； (2)上升階段所用時間t1＝＝ s＝6 s 下降階段所用時間 t2＝ ＝ s＝2 s 所以運(yùn)動的總時間t＝t1＋t2＝(6＋2) s≈17.65 s 落地時的水平速度vx＝v0x＝v0cos 45＝60 m/s 落地時的豎直速度vy＝ 合速度v＝＝ m/s ≈125 m/s (3)水平射程x＝vxt＝6017.65 m≈1 498 m. 對點(diǎn)練習(xí) 1．D　2.BD　3.A 4．6.9 s　138.6 m　60 m 解析　(1)根據(jù)斜上拋運(yùn)動的對稱性可知，上升階段與下降階段的運(yùn)動時間相等，上升階段，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，則0＝v0sin θ－gt1， 運(yùn)動時間為t＝2t1＝＝4 s≈6.9 s (2)射程為X＝v0cos θt＝80 m≈138.6 m (3)射高為Y，也就是下降階段自由落體運(yùn)動的高度． Y＝＝60 m(或Y＝gt＝60 m)