2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動(dòng) 第4講 斜拋運(yùn)動(dòng)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(dòng) 第4講 斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2.doc
2019-2020年高中物理 第3章 拋體運(yùn)動(dòng) 第4講 斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案 魯科版必修2
[目標(biāo)定位] 1.知道斜拋運(yùn)動(dòng)的概念及性質(zhì).2.知道斜拋運(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運(yùn)動(dòng).3.會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動(dòng)的射程、射高跟初速度和拋射角的關(guān)系,會(huì)計(jì)算射程與射高.
一、斜拋運(yùn)動(dòng)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(dòng).
2.性質(zhì):加速度為重力加速度的________曲線運(yùn)動(dòng),軌跡是________.
3.運(yùn)動(dòng)的分解(如圖1)
圖1
水平方向:由于不受外力作用,分運(yùn)動(dòng)為_(kāi)___________,速度大小為_(kāi)_______.
豎直方向:由于受到重力作用,該分運(yùn)動(dòng)是加速度為g的________________,初速度大小為_(kāi)_______.
想一想 奧運(yùn)會(huì)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(duì)方的場(chǎng)地內(nèi).被林丹斜向上挑出的羽毛球是做斜拋運(yùn)動(dòng)嗎?
二、斜拋運(yùn)動(dòng)的射高和射程
1.射高
斜拋運(yùn)動(dòng)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(dòng)曲線.
想一想 只要增大拋出時(shí)的速度,物體的射程就會(huì)變遠(yuǎn)嗎?
一、對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解
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)
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,相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相同,即Δv=gΔt,方向豎直向下.
4.對(duì)稱性特點(diǎn)
圖2
(1)速度對(duì)稱:關(guān)于過(guò)軌道最高點(diǎn)的豎直線對(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2所示.
(2)時(shí)間對(duì)稱:關(guān)于過(guò)軌道最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱的曲線,上升時(shí)間等于下降時(shí)間.
(3)軌跡對(duì)稱:斜拋運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)于過(guò)最高點(diǎn)的豎直線對(duì)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(jì)空氣阻力,球出手后開(kāi)始計(jì)時(shí),在整個(gè)飛行過(guò)程中籃球受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析正確的是( )
圖3
A.籃球受到飛行方向的推動(dòng)力、重力,將在空中做直線運(yùn)動(dòng)
B.籃球受到飛行方向的推動(dòng)力、重力,將在空中做曲線運(yùn)動(dòng)
C.籃球只受重力,將在空中做勻變速運(yùn)動(dòng)
D.籃球只受重力,將在空中做曲線運(yùn)動(dòng)
針對(duì)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(dòng)的最大高度相同.空氣阻力不計(jì),則( )
圖4
A.B的加速度比A的大
B.B的飛行時(shí)間比A的長(zhǎng)
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(shí)的速度比A在落地時(shí)的大
二、斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用
1.斜拋物體沿水平和豎直兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)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(dòng)的飛行時(shí)間:T==.
(2)射高:Y==.
(3)射程:X=v0cos θT==,對(duì)于給定的v0,當(dāng)θ=45時(shí),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(shí)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(shí)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(dòng)的時(shí)間和拋出點(diǎn)離地面的高度(g取10 m/s2).
例3 一座炮臺(tái)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(kāi)炮口時(shí)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(shí)的時(shí)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(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解
1.一物體做斜拋運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),在由拋出到落地的過(guò)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(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
2.如圖5所示是一斜拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B是軌跡上等高的兩個(gè)點(diǎn),物體經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)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(dòng)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(kāi)噴口時(shí)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(gè)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(shí)間及射程和射高.(g取10 m/s2)
答案精析
第4講 斜拋運(yùn)動(dòng)
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(dòng) v0cos θ 豎直上拋運(yùn)動(dòng) v0sin θ
想一想 不是斜拋運(yùn)動(dòng),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(dòng)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(cuò)誤;籃球出手后做斜上拋運(yùn)動(dòng),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(dòng),選項(xiàng)C、D正確.]
針對(duì)訓(xùn)練 CD
例2 1.2 s 3.6 m
解析 如圖所示,石子落地時(shí)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(shí)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(hào)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(shí)間t1== s=6 s
下降階段所用時(shí)間
t2= = s=2 s
所以運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=t1+t2=(6+2) s≈17.65 s
落地時(shí)的水平速度vx=v0x=v0cos 45=60 m/s
落地時(shí)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(duì)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(dòng)的對(duì)稱性可知,上升階段與下降階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,上升階段,豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),則0=v0sin θ-gt1,
運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)的高度.
Y==60 m(或Y=gt=60 m)