2015春季高中物理滬科版必修2：1.3 《研究斜拋運(yùn)動(dòng)》 學(xué)案

1、學(xué)案4研究斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.知道斜拋運(yùn)動(dòng)，知道斜拋運(yùn)動(dòng)又可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).2.通過(guò)實(shí)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)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中一、斜拋運(yùn)動(dòng)1定義：物體以一定的初速度斜向射出去，在空氣阻力可以忽略的情況下，我們把物體所做的這類運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)2研究方案方案1：把斜拋運(yùn)動(dòng)看成是沿初速度v0方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與沿豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)方案2：把斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)，在水平方向上，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)二、射高和射程1概念(1)射高：在斜拋運(yùn)動(dòng)中物體能到達(dá)

2、的最大高度(2)射程：被拋物體拋出點(diǎn)與落點(diǎn)之間的水平距離2公式若斜拋的初速度為v0，拋射角為(v0與水平方向夾角)則(1)射高Y：Yeq f(voal( 2,0)sin2,2g).(2)射程X：Xeq f(voal( 2,0)sin 2,g).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，即彈道曲線.一、怎樣研究斜拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題設(shè)計(jì)1我們研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，是把平拋運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和受力方向分解后，在兩個(gè)方向上分別分析得到平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)若用這種思路，斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為什么樣的分運(yùn)動(dòng)？根據(jù)這種思路你能畫出做斜拋運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？答案把斜拋運(yùn)動(dòng)沿初速度方向和

3、受力方向(豎直方向)分解，做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體在沿初速度方向以初速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)以與水平面成一定角度發(fā)射的炮彈為例，炮彈每經(jīng)過(guò)1 s沿初速度方向通過(guò)的位移相等，而在豎直方向上炮彈按自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，在1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)下落的距離之比為149，由此可畫出炮彈運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，由圖可知其軌跡為一條拋物線2把斜拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解又會(huì)得到兩個(gè)什么樣的分運(yùn)動(dòng)？答案因物體在水平方向不受外力，所以ax0，物體在豎直方向只受重力作用，所以ayg(取豎直向上為正方向)如圖所示，物體沿水平方向的初速度為v0 xv0cos ，沿豎直方向的初速度為v0yv0sin ，

4、所以物體在水平方向是速度為v0 x的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向是初速度為v0y、加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)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)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)2斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條拋物線3斜拋運(yùn)動(dòng)的研究方法：采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法(1)斜拋運(yùn)動(dòng)可以看作沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)(2)斜拋運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解(為v0與水平方向的夾角)水平方向：物體不受外力，以初速度v0 xv0cos_做勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：受重力作用，加速度為g，以初速度v0yv0sin_做豎直上拋運(yùn)動(dòng)4斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡、運(yùn)動(dòng)的速

5、度、位移和時(shí)間具有對(duì)稱性二、研究斜拋運(yùn)動(dòng)的射程與射高問(wèn)題設(shè)計(jì)1.一炮彈以初速度v0斜向上方飛出炮筒，初速度與水平方向的夾角為，請(qǐng)根據(jù)圖1求解炮彈在空中飛行時(shí)間、射高和射程的最大值圖1答案先建立直角坐標(biāo)系，將初速度v0分解為：v0 xv0cos ，v0yv0sin 飛行時(shí)間：Teq f(2v0y,g)eq f(2v0sin ,g)射高：Yeq f(voal( 2,0y),2g)eq f(voal( 2,0)sin2 ,2g)射程：Xv0cos Teq f(2voal( 2,0)sin cos ,g)eq f(voal( 2,0)sin 2,g)2由射程的表達(dá)式，討論影響射程的因素有哪些？怎樣會(huì)有

6、最大射程？答案射程Xeq f(voal( 2,0)sin 2,g)，由此可以看出射程的大小與初速度和拋射角有關(guān)若初速度一定，則45時(shí)，射程達(dá)到最大值Xmaxeq f(voal( 2,0),g).要點(diǎn)提煉1落點(diǎn)與拋出點(diǎn)在同一水平面上時(shí)的飛行時(shí)間：Teq f(2v0sin ,g).2射高：Yeq f(voal( 2,0y),2g)eq f(voal( 2,0)sin2 ,2g).3落點(diǎn)與拋出點(diǎn)在同一水平面上時(shí)射程：Xv0 xTv0cos eq f(2v0sin ,g)eq f(voal( 2,0)sin 2,g).4射高Y、射程X與初速度和拋射角的關(guān)系(1)射高、射程與初速度的關(guān)系當(dāng)拋射角一定時(shí)，

7、初速度v0越大，射高和射程也越大(2)射高、射程與拋射角的關(guān)系當(dāng)v0一定時(shí)，角越大，射高越大若落點(diǎn)與拋出點(diǎn)在同一水平面上，當(dāng)v0一定且45時(shí)，射程最大；當(dāng)45時(shí)，射程隨增大而減?。?5時(shí)，射程隨減小而減小拋射角為45和45(45)時(shí)的射程相等一、對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解例1關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)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)解析斜拋物體的運(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運(yùn)

8、動(dòng)則豎直分速度先減小后增大，若是斜下拋運(yùn)動(dòng)則豎直分速度一直增大，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且與初速度方向不共線，故做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確答案D針對(duì)訓(xùn)練斜拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)相比較，下列說(shuō)法正確的是()A斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷改變，不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)B都是加速度逐漸增大的曲線運(yùn)動(dòng)C平拋運(yùn)動(dòng)是速度一直增大的運(yùn)動(dòng)，而斜拋運(yùn)動(dòng)是速度一直減小的運(yùn)動(dòng)D都是任意兩段相等時(shí)間內(nèi)的速度變化量相等的運(yùn)動(dòng)答案D解析斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)都是只受重力的作用，加速度恒為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)；斜拋運(yùn)動(dòng)的速度是增大還是減小，要看速度與重力的夾角，成銳角，速度增大，成鈍角，速度減小

9、，斜下拋運(yùn)動(dòng)就是速度一直增大的運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；由vgt知D對(duì)二、斜拋運(yùn)動(dòng)的射程和射高例2從某高處以6 m/s的初速度、以30拋射角斜向上拋出一石子，落地時(shí)石子的速度方向和水平線的夾角為60，求：(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)炮彈的水平射程；(3)拋出點(diǎn)離地面的高度(忽略空氣阻力，g取10 m/s2)解析(1)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eq f(vy,vx)tan 60eq r(3)，即vyeq r(3)vxeq r(3)v0cos 30eq r(3)6eq f(r(3),2) m/s9 m/s.取向上為正方向，落地時(shí)豎直分速度向下，則vyv0sin 30gt，得t1

10、.2 s.(2)石子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)：xv0cos 306eq f(r(3),2)1.2 m3.6eq r(3) m(3)由豎直方向位移公式：hv0sin 30teq f(1,2)gt26eq f(1,2)1.2 meq f(1,2)101.22 m3.6 m，負(fù)號(hào)表示落地點(diǎn)比拋出點(diǎn)低答案(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.2 s(2)炮彈的水平射程為3.6eq r(3) m(3)拋出點(diǎn)比地面高3.6 m1(對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解)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)的加速度是恒定的答案ACD解析斜拋運(yùn)動(dòng)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?yàn)樨Q直上拋運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)有水平速度，故A、C、D正確2(斜拋運(yùn)動(dòng)的射高)關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)中的射高，下列說(shuō)法中正確的是()A初速度越大，射高越大B拋射角越大，射高越大C初速度一定時(shí)，拋射角越大，射高越大D拋射角一定時(shí)，初速度越大，射高越大答案CD解析斜拋運(yùn)動(dòng)的射高，是由初速度和拋射角共同決定的，初速度一定時(shí)，拋射角越大，射高越大；拋射角一定時(shí)，初速度越大