高中物理滬科版第一章怎樣研究拋體運(yùn)動(dòng) 第1章研究斜拋運(yùn)動(dòng)

1．3研究斜拋運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.了解斜拋運(yùn)動(dòng)的概念，知道斜拋運(yùn)動(dòng)的分解方法．(重點(diǎn))2．知道斜拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．(重點(diǎn))3．掌握斜拋運(yùn)動(dòng)的射程和射高跟速度和拋射角的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用．(重點(diǎn)、難點(diǎn))4．了解斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱與和諧，了解彈道曲線.斜拋運(yùn)動(dòng)及研究eq\a\vs4\al([先填空])1．定義將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，物體所做的運(yùn)動(dòng)．2．研究方法(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)．(2)將初速度v0分解為沿水平方向的分量v0x和沿豎直方向的分量v0y，如圖1-3-1，將斜拋運(yùn)動(dòng)分解為水平分運(yùn)動(dòng)和豎直分運(yùn)動(dòng)．圖1-3-13．分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)水平方向上：不受力的作用，以速度v0x做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)豎直方向上：受重力作用，初速度v0y、加速度g，沿豎直方向的分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)．eq\a\vs4\al([再判斷])1．斜拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)．(×)2．做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度不變．(√)3．斜拋運(yùn)動(dòng)因?yàn)楹雎粤丝諝庾枇Γ适莿蜃兯偾€運(yùn)動(dòng)．(√)eq\a\vs4\al([后思考])觀察圖片1-3-2，思考以下問(wèn)題：某洲際導(dǎo)彈試射的軌跡圖1-3-2(1)忽略空氣的阻力，導(dǎo)彈在水平和豎直方向的分運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？(2)合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和嗎？【提示】(1)豎直方向?yàn)閯蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)，先豎直上拋，再做自由落體運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)．(2)合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同．eq\a\vs4\al([合作探討])如圖1-3-3所示，是體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等．圖1-3-3探討1：在什么情況下，它們的運(yùn)動(dòng)可以看作是平拋運(yùn)動(dòng)？【提示】忽略空氣阻力，沿水平方向拋出時(shí)看作平拋運(yùn)動(dòng)．探討2：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)．eq\a\vs4\al([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1-3-4)．圖1-3-4(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()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.(2023·三明高一檢測(cè))如圖1-3-5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1-3-5A．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．斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律eq\a\vs4\al([先填空])設(shè)以初速度v0斜向上拋出，拋射角為θ.1．飛行時(shí)間被拋物體從拋出到下落到與拋點(diǎn)在同一水平面的時(shí)間T＝eq\f(2v0sinθ,g).2．射高斜拋運(yùn)動(dòng)的物體所達(dá)到的最大高度Y＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g).3．射程在飛行時(shí)間T內(nèi)的水平距離X＝v0cosθ·T＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g).4．彈道曲線(1)定義：由于空氣阻力的影響，斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡不再是拋物線，這種實(shí)際的拋體運(yùn)動(dòng)曲線通常稱為彈道曲線，如圖1-3-6所示．圖1-3-6(2)特點(diǎn)：彈道曲線和拋物線是不同的．由于空氣阻力的影響，彈道曲線的升弧和降弧不再對(duì)稱，升弧長(zhǎng)而平伸，降弧短而彎曲．eq\a\vs4\al([再判斷])1．斜拋運(yùn)動(dòng)的物體其運(yùn)動(dòng)時(shí)間與初速度大小無(wú)關(guān)．(×)2．斜拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最大高度時(shí)只有水平方向的速度．(√)3．斜拋運(yùn)動(dòng)的物體射程與初速度大小和方向都有關(guān)．(√)eq\a\vs4\al([后思考])用如圖1-3-7所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究射高Y和射程X與初速度v0的關(guān)系時(shí)，用9號(hào)注射針頭連接軟管組成噴水嘴，再與高處盛有色水的細(xì)玻璃管容器相連．保持噴水嘴的方向不變，即拋射角不變．噴水時(shí)，隨著容器中水位的降低，噴出水流的初速度減小，水流的射程怎樣變化？水流的射高怎樣變化？圖1-3-7【提示】隨著容器中水位的降低，噴出水流的初速度v0減小，拋射角不變，所以豎直分速度vy和水平分速度vx都減小，因此水流的射高Y減小，水流在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間減小，水流的射程X減?。甧q\a\vs4\al([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1-3-8甲)；投出去的鉛球、鐵餅和標(biāo)槍的運(yùn)動(dòng)等(如圖1-3-8乙)．圖1-3-8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\a\vs4\al([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1-3-9所示：圖1-3-92．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)↑↑4.兩種特殊情況：θ＝45°時(shí)，射程最大：Xmax＝eq\f(v\o\al(2,0),g)；θ＝90°時(shí)，射高最大：Ymax＝eq\f(v\o\al(2,0),2g).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)可看做斜拋運(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．(2023·德州高一檢測(cè))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)：02690010】A．s B．sC．1s D．s【解析】起跳時(shí)豎直向上的分速度v0y＝v0sin30°＝10×eq\f(1,2)m/s