2018版 第3章 第4節(jié)　斜拋運動

第頁第4節(jié)斜拋運動學習目標知識脈絡1.知道斜拋運動的概念及性質．2．知道斜拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動．(重點)3．通過實驗探究斜拋運動的射程、射高跟初速度和拋射角的關系，會計算射程與射高．(難點)斜拋運動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動．2．性質加速度為重力加速度的勻變速曲線運動，軌跡是拋物線．3．運動的分解(如圖3-4-1所示)圖3-4-1(1)水平方向以初速度v0x做勻速直線運動，v0x＝v0cos_θ；(2)豎直方向以初速度v0y做豎直上拋運動，v0y＝v0sin_θ.eq\o([再判斷])1．斜拋運動是勻變速曲線運動．(√)2．斜拋運動的加速度和速度隨時間發(fā)生變化．(×)3．斜拋運動可分解為水平方向的勻速運動和豎直上拋運動．(√)eq\o([后思考])如圖3-4-2所示為做斜拋運動的小球的頻閃照片，由圖可分析出哪些對稱性特點？圖3-4-2【提示】軌跡對稱、速度大小對稱、時間對稱．eq\o([合作探討])如圖3-4-3所示，是體育運動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍等．圖3-4-3探討1：在什么情況下，它們的運動可以看作是斜拋運動？【提示】忽略空氣阻力，沿斜向上方向拋出時可以看作斜拋運動．探討2：它們在上升到最高點時，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([核心點擊])1．受力特點斜拋運動是忽略了空氣阻力的理想化運動，因此物體僅受重力，其加速度為重力加速度g.2．運動特點物體具有與水平方向存在夾角的初速度，僅受重力，因此斜拋運動是勻變速曲線運動，其軌跡為拋物線．3．速度變化特點由于斜拋運動的加速度為定值，因此，在相等的時間內速度的變化大小相等，方向均豎直向下，故相等的時間內速度的變化相同，即Δv＝gΔt.4．對稱性特點(1)速度對稱：相對于軌道最高點兩側對稱的兩點速度大小相等，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)時間對稱：相對于軌道最高點兩側對稱的曲線上升時間等于下降時間，這是由豎直上拋運動的對稱性決定的．(3)軌跡對稱：其運動軌跡關于過最高點的豎直線對稱．1．(多選)關于斜拋運動，忽略空氣阻力．下列說法中正確的是()A．斜拋運動是曲線運動B．斜拋運動的初速度是水平的C．斜拋運動在最高點速度不為零D．斜拋運動的加速度是恒定的【解析】做斜拋運動的物體只受重力作用，加速度為g，水平方向為勻速直線運動，豎直方向做加速度為重力加速度g的勻變速直線運動，在最高點有水平速度．故A、C、D正確．【答案】ACD2．若不計空氣阻力，下列運動可以看成斜拋運動的是()【導學號：45732097】A．斜向上方發(fā)射的探空火箭B．足球運動員遠射踢出的高速旋轉的“香蕉球”沿奇妙的弧線飛入球門C．姚明勾手投籃時拋出的籃球D．軍事演習中發(fā)射的導彈【解析】發(fā)射的火箭、導彈是靠燃料的推力加速運動，而“香蕉球”由于高速旋轉受到較大的空氣作用力，故A、B、D錯誤；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點．物體經(jīng)過A、B兩點時不相同的物理量是()圖3-4-5A．加速度 B．速度C．速度的大小 D．動能【解析】物體僅受重力作用故加速度相同，A錯誤；物體經(jīng)過A、B兩點時豎直速度大小相等方向相反，水平速度相等，故B正確，C、D錯誤．【答案】B斜拋運動的特點1．斜拋運動的物體上升時間和下落時間相等，從軌道最高點將斜拋運動分成的前后兩段運動具有對稱性．2．最高點的豎直分速度為零，水平分速度不為零．射高和射程eq\o([先填空])1．定義(1)射高：在斜拋運動中，物體能到達的最大高度．(2)射程：物體從拋出點到落地點的水平距離．2．射高和射程與初速度和拋射角的關系(1)射高和射程與初速度的關系：拋射角不變，初速度減小時，射程減小，射高也減?。怀跛俣仍龃髸r，射程和射高都增大．(2)射高和射程與拋射角的關系：①初速度不變，射高隨拋射角的增大而增大，當拋射角達到90°時，射高最大．②初速度不變，在拋射角小于45°的范圍內，隨著拋射角的增大，射程增大；當拋射角超過45°后，隨著拋射角的增大，射程減小；當拋射角等于45°時，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，而是實際的拋體運動曲線．eq\o([再判斷])1．斜拋運動的物體達最高點時，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])學校運動會上，有一項比賽項目是投擲鉛球，如圖3-4-6所示，當鉛球以什么角度投擲時，才能運動的最遠？圖3-4-6【提示】45°eq\o([合作探討])斜拋運動是一種常見的運動形式．例如：水面上躍起的海豚的運動(如圖3-4-7甲)；投出去的鉛球、鐵餅和標槍的運動等(如圖3-4-7乙)．圖3-4-7探討1：拋出時的速度越大，物體的射程就會越遠嗎？【提示】不一定，斜拋運動的物體，其射程還與拋射角有關．探討2：斜拋物體在空中的飛行時間由哪些因素決定？【提示】根據(jù)t＝eq\f(2v0sinθ,g)，飛行時間由初速度和角度決定．eq\o([核心點擊])1．分析方法將斜拋運動沿水平方向和豎直方向分解，根據(jù)分運動分析飛行時間、射程、射高，如圖3-4-8所示：圖3-4-82．公式推導飛行時間：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、飛行時間隨拋射角變化的比較物理量表達式與θ關系θ＜45°且增大θ＞45°且增大射高h①h＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g)↑↑射程s②s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)↑↓飛行時間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、丙三個手球，拋射角為30°、45°、60°，則射程較遠的手球是()A．甲 B．乙C．丙 D．不能確定【解析】不考慮空氣阻力情況下，三個小球的運動可看作斜拋運動，然后根據(jù)斜拋運動的射程公式s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)分析．【答案】B5．一位田徑運動員在跳遠比賽中以10m/s的速度沿與水平面成30°的角度起跳，在落到沙坑之前，他在空中滯留的時間約為(g取10m/s2)()【導學號：45732098】A．0.42s B．0.83sC．1s D．1.5s【解析】起跳時豎直向上的分速度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．斜上拋物體到達最高點時速度為v＝24m/s，落地時速度為vt＝30m/s.如圖3-4-9所示．試求：(g取10m/s2)圖3-4-9(1)物體拋出時速度的大小和方向；(2)物體在空中的飛行時間；(3)射高Y和水平射程X.【解析】(1)由對稱性知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