2018版 第3章 第4節(jié)　斜拋運(yùn)動(dòng)

第頁(yè)第4節(jié)斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)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)．(重點(diǎn))3．通過(guò)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．(難點(diǎn))斜拋運(yùn)動(dòng)eq\o([先填空])1．定義以一定的初速度將物體與水平方向成一定角度斜向上(“斜向上”或“斜向下”)拋出，物體僅在重力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勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡是拋物線．3．運(yùn)動(dòng)的分解(如圖3-4-1所示)圖3-4-1(1)水平方向以初速度v0x做勻速直線運(yùn)動(dòng)，v0x＝v0cos_θ；(2)豎直方向以初速度v0y做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v0y＝v0sin_θ.eq\o([再判斷])1．斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．(√)2．斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度和速度隨時(shí)間發(fā)生變化．(×)3．斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)．(√)eq\o([后思考])如圖3-4-2所示為做斜拋運(yùn)動(dòng)的小球的頻閃照片，由圖可分析出哪些對(duì)稱性特點(diǎn)？圖3-4-2【提示】軌跡對(duì)稱、速度大小對(duì)稱、時(shí)間對(duì)稱．eq\o([合作探討])如圖3-4-3所示，是體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等．圖3-4-3探討1：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)．探討2：它們?cè)谏仙阶罡唿c(diǎn)時(shí)，速度、加速度為零嗎？【提示】速度不為零，有水平方向的速度，加速度一直為g.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3-4-4)．圖3-4-4(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(guò)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(shuō)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()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732097】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.如圖3-4-5是斜向上拋出物體的軌跡，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3-4-5A．加速度 B．速度C．速度的大小 D．動(dòng)能【解析】物體僅受重力作用故加速度相同，A錯(cuò)誤；物體經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)豎直速度大小相等方向相反，水平速度相等，故B正確，C、D錯(cuò)誤．【答案】B斜拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1．斜拋運(yùn)動(dòng)的物體上升時(shí)間和下落時(shí)間相等，從軌道最高點(diǎn)將斜拋運(yùn)動(dòng)分成的前后兩段運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性．2．最高點(diǎn)的豎直分速度為零，水平分速度不為零．射高和射程eq\o([先填空])1．定義(1)射高：在斜拋運(yùn)動(dòng)中，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．射高和射程與初速度和拋射角的關(guān)系(1)射高和射程與初速度的關(guān)系：拋射角不變，初速度減小時(shí)，射程減小，射高也減??；初速度增大時(shí)，射程和射高都增大．(2)射高和射程與拋射角的關(guān)系：①初速度不變，射高隨拋射角的增大而增大，當(dāng)拋射角達(dá)到90°時(shí)，射高最大．②初速度不變，在拋射角小于45°的范圍內(nèi)，隨著拋射角的增大，射程增大；當(dāng)拋射角超過(guò)45°后，隨著拋射角的增大，射程減小；當(dāng)拋射角等于45°時(shí)，射程最大．3．彈道曲線由于空氣阻力的影響，軌跡不再是理論上的拋物線，而是實(shí)際的拋體運(yùn)動(dòng)曲線．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3-4-6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3-4-6【提示】45°eq\o([合作探討])斜拋運(yùn)動(dòng)是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式．例如：水面上躍起的海豚的運(yùn)動(dòng)(如圖3-4-7甲)；投出去的鉛球、鐵餅和標(biāo)槍的運(yùn)動(dòng)等(如圖3-4-7乙)．圖3-4-7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])1．分析方法將斜拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解，根據(jù)分運(yùn)動(dòng)分析飛行時(shí)間、射程、射高，如圖3-4-8所示：圖3-4-82．公式推導(dǎo)飛行時(shí)間：t＝eq\f(2v0y,g)＝eq\f(2v0sinθ,g)射高：h＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)射程：s＝v0cosθ·t＝eq\f(2v\o\al(2,0)sinθcosθ,g)＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)3．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)可看作斜拋運(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】B5．一位田徑運(yùn)動(dòng)員在跳遠(yuǎn)比賽中以10m/s的速度沿與水平面成30°的角度起跳，在落到沙坑之前，他在空中滯留的時(shí)間約為(g取10m/s2)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：45732098】A．0.42s B．0.83sC．1s D．1.5s【解析】起跳時(shí)豎直向上的分速度v0y＝v0sin30°＝10×eq\f(1,2)m/s＝5m/s所以在空中滯留的時(shí)間為t＝eq\f(2v0y,g)＝eq\f(2×5,10)s＝1s，故C正確．【答案】C6．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3-4-9所示．試求：(g取10m/s2)圖3-4-9(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＝3.6s.(3)射高Y＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝16.2m，射程X＝v0xt