【課堂設(shè)計(jì)】14-15高中物理教科版必修2：學(xué)案1.4斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))

第4節(jié)斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))[導(dǎo)學(xué)目標(biāo)]1.知道斜拋運(yùn)動(dòng)，知道斜拋運(yùn)動(dòng)又可分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的上拋運(yùn)動(dòng).2.通過試驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動(dòng)的射高和射程跟速度和拋射角的關(guān)系，并能將所學(xué)學(xué)問應(yīng)用到生產(chǎn)、生活中．1．拋體運(yùn)動(dòng)具有的共同特點(diǎn)是：①有初速度；②____________.2．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：vt＝__________；h＝____________；它可以看作豎直向上的__________運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．3．平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)，v＝____________，s＝____________4．類比以上兩種運(yùn)動(dòng)的處理方法，我們可以把斜拋運(yùn)動(dòng)分解為______和______兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)來處理. 一、斜拋運(yùn)動(dòng)[問題情境]圖1對(duì)于斜拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖1所示，設(shè)在坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0沿與x軸(水平方向)成θ角的方向?qū)⑽矬w拋出，此時(shí)，可以將物體的斜拋運(yùn)動(dòng)分解為沿水平方向(x軸方向)和豎直方向(y軸方向)的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)你依據(jù)兩個(gè)方向上的分運(yùn)動(dòng)，分析兩個(gè)方向分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．[要點(diǎn)提煉]1．斜拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：由于斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度是重力加速度，且與速度方向有夾角，因此，斜拋運(yùn)動(dòng)是____________運(yùn)動(dòng)．2．斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為________．3．斜上拋運(yùn)動(dòng)的軌跡、運(yùn)動(dòng)的速度、位移和時(shí)間具有______性．4．斜拋運(yùn)動(dòng)也可以看做沿初速度方向的____________運(yùn)動(dòng)與豎直方向的________________的合運(yùn)動(dòng)．如圖2所示，沿與水平面成肯定角度放射的炮彈，每經(jīng)過1s沿初速度方向位移相等，同時(shí)在豎直方向上炮彈按自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，在1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)……的下落距離之比為1∶4∶9…由此分析可畫出炮彈運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖2所示，由圖可知其軌跡為一條拋物線．圖2[即學(xué)即用]1．斜上拋的物體經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，下列推斷正確的是()A．速度為零 B．加速度為零C．速度最小 D．加速度最小2．關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A．物體拋出后，速度增大，加速度減小B．物體拋出后，速度先減小，再增大C．物體拋出后，沿著軌跡的切線方向，先做減速運(yùn)動(dòng)，再做加速運(yùn)動(dòng)，加速度始終沿著切線方向D．斜拋物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)二、射程與射高[問題情境]一炮彈以初速度v0斜向上方飛出炮筒，初速度與水平方向夾角為θ，請(qǐng)依據(jù)下圖求解炮彈在空中飛行時(shí)間、射高和射程的最大值．[要點(diǎn)提煉]1．射高：h＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝____________(a)2．落點(diǎn)與拋出點(diǎn)在同一水平面上時(shí)射程s＝v0x·T＝v0cosθ·eq\f(2v0sinθ,g)＝____________(b)3．射高h(yuǎn)、射程s與初速度和拋射角的關(guān)系(1)射高、射程與初速度的關(guān)系由(a)(b)兩式可知，當(dāng)拋射角θ肯定時(shí)，初速度v0越大，射高和射程________．(2)射高、射程與拋射角的關(guān)系①由(a)式知，當(dāng)v0肯定時(shí)，θ角越大，射高_(dá)_____．②由(b)式知，若落點(diǎn)與拋出點(diǎn)在同一水平面上，當(dāng)v0肯定且θ＝45°時(shí)，射程______；當(dāng)θ>45°時(shí)，射程隨θ增大而______；θ<45°時(shí)，射程隨θ減小而______．例1關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．飛行時(shí)間只與拋射角有關(guān)B．射高只與初速度大小有關(guān)C．射程隨拋射角的增大而減小D．以上說法都不對(duì)[即學(xué)即用]3．足球運(yùn)動(dòng)員用一與水平面成30°的力將足球從地面踢出，足球在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后著地，已知足球在空中飛行的時(shí)間約為2s，忽視空氣阻力，求：(1)足球運(yùn)動(dòng)的初速度多大？(2)最高點(diǎn)與著地點(diǎn)的高度差為多少？(3)足球飛行的最大距離是多少？例2籃球架上的球圈離地3m，運(yùn)動(dòng)員的手在離地面2m，離球圈中心水平距離為3m處，以某速度v0沿45°拋射角投籃命中，第4節(jié)斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))課前預(yù)備區(qū)1．只受重力2．v0－gtv0t－eq\f(1,2)gt2勻速3.eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)eq\r(v0t2＋\f(1,2)gt22)4．水平豎直課堂活動(dòng)區(qū)核心學(xué)問探究一、[問題情境]因物體在水平方向不受外力，所以ax＝0，物體在豎直方向只受重力作用，所以ay＝－g(取豎直向上為正方向)．同時(shí)，物體沿水平方向的初速度為v0x＝v0cosθ，沿豎直方向的初速度為v0y＝v0sinθ.所以物體沿水平和豎直兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)規(guī)律為水平方向：x＝v0xt＝v0tcosθ，vx＝v0x＝v0cosθ.豎直方向：y＝v0yt－gt2/2＝v0sinθ·t－gt2/2，vy＝v0y－gt＝v0sinθ－gt[要點(diǎn)提煉]1．勻變速曲線2．拋物線3．對(duì)稱4．勻速直線自由落體運(yùn)動(dòng)[即學(xué)即用]1．C[斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力，其加速度為重力加速度，故運(yùn)動(dòng)過程中其加速度不變．斜上拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直方向的上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，它上升到最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向上速度變?yōu)榱?，僅有水平方向的速度重量，故其速度最?。甝2．D[斜拋物體的運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向是豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)，拋出后只受重力，故加速度恒定．若是斜上拋則豎直分速度先減小后增大，若是斜下拋則豎直分速度始終增大，故A、B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．由于斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力的作用，故做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確．]二、[問題情境]先建立直角坐標(biāo)系，將初速度v0分解為：v0x＝v0cosθ，v0y＝v0sinθ飛行時(shí)間：t＝eq\f(2v0y,g)＝eq\f(2v0sinθ,g)射高：y＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)射程：x＝v0cosθ·t＝eq\f(2v\o\al(2,0)sinθcosθ,g)＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)可見，給定v0，當(dāng)θ＝45°時(shí)，射程達(dá)到最大值xmax＝eq\f(v\o\al(2,0),g).由x、y的表達(dá)式可知射程與射高跟拋射初速度v0和拋射角θ有關(guān)．[要點(diǎn)提煉]1.eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)2.eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)3．(1)也越大(2)①越大②最大減小減小例1D[斜拋運(yùn)動(dòng)的豎直分速度越大，飛行時(shí)間和射高越大，豎直分速度與初速度大小和拋射角有關(guān)，A、B選項(xiàng)錯(cuò)；拋射角為45°時(shí)射程最大，C錯(cuò)．][即學(xué)即用]3．(1)20m/s(2)5m(3)20eq\r(3解析(1)設(shè)初速度為v0，則有豎直方向：v0y＝v0sin30°＝eq\f(1,2)v0且eq\f(t,2)＝eq\f(v0y,g)解得v0＝20(2)設(shè)高度差為h，則有veq\o\al(2,0y)＝2gh解得h＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝eq\f(\f(1,2)v02,2g)＝5m(3)足球飛行的最大距離為s，則有s＝v0xt而v0x＝v0cos30°解得s＝20例23eq\r(5)m/seq\f(\r(10),5)s解析將籃球的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的上拋運(yùn)動(dòng)，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程求解．將球的初速度分解得，v0x＝v0cosθ，