高中物理 第1章 怎樣研究拋體運(yùn)動 1_3 研究斜拋運(yùn)動教師用書 滬科版必修2
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1.3 研究斜拋運(yùn)動 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識 脈 絡(luò) 1.了解斜拋運(yùn)動的概念,知道斜拋運(yùn)動的分解方法.(重點) 2.知道斜拋運(yùn)動的分運(yùn)動的特點.(重點) 3.掌握斜拋運(yùn)動的射程和射高跟速度和拋射角的關(guān)系,并會應(yīng)用.(重點、難點) 4.了解斜拋運(yùn)動的對稱與和諧,了解彈道曲線. 斜 拋 運(yùn) 動 及 研 究 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. 2.研究方法 (1)把斜拋運(yùn)動看成是沿初速度v0方向的勻速直線運(yùn)動與沿豎直方向的自由落體運(yùn)動. (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131,將斜拋運(yùn)動分解為水平分運(yùn)動和豎直分運(yùn)動. 圖131 3.分運(yùn)動的特點 (1)水平方向上:不受力的作用,以速度v0x做勻速直線運(yùn)動. (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)動是勻變速直線運(yùn)動. 1.斜拋運(yùn)動可分解為水平方向的勻變速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動.() 2.做斜拋運(yùn)動的物體,其加速度不變.(√) 3.斜拋運(yùn)動因為忽略了空氣阻力,故是勻變速曲線運(yùn)動.(√) 觀察圖片132,思考以下問題: 某洲際導(dǎo)彈試射的軌跡 圖132 (1)忽略空氣的阻力,導(dǎo)彈在水平和豎直方向的分運(yùn)動有什么特點? (2)合運(yùn)動的時間等于分運(yùn)動的時間之和嗎? 【提示】 (1)豎直方向為勻變速直線運(yùn)動,先豎直上拋,再做自由落體運(yùn)動,水平方向為勻速直線運(yùn)動. (2)合運(yùn)動的時間與分運(yùn)動的時間相同. 如圖133所示,是體育運(yùn)動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍等. 圖133 探討1:在什么情況下,它們的運(yùn)動可以看作是平拋運(yùn)動? 【提示】 忽略空氣阻力,沿水平方向拋出時看作平拋運(yùn)動. 探討2:在什么情況下,它們的運(yùn)動可以看作是斜拋運(yùn)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(yùn)動. 1.受力特點 斜拋運(yùn)動是忽略了空氣阻力的理想化運(yùn)動,因此物體僅受重力,其加速度為重力加速度g. 2.運(yùn)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(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,其軌跡為拋物線. 3.速度變化特點 由于斜拋運(yùn)動的加速度為定值,因此,在相等的時間內(nèi)速度的變化大小相等,方向均豎直向下,故相等的時間內(nèi)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(cè)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134). 圖134 (2)時間對稱:相對于軌道最高點兩側(cè)對稱的曲線上升時間等于下降時間,這是由豎直上拋運(yùn)動的對稱性決定的. (3)軌跡對稱:其運(yùn)動軌跡關(guān)于過最高點的豎直線對稱. 1.(多選)關(guān)于斜拋運(yùn)動,忽略空氣阻力.下列說法中正確的是( ) A.斜拋運(yùn)動是曲線運(yùn)動 B.斜拋運(yùn)動的初速度是水平的 C.斜拋運(yùn)動在最高點速度不為零 D.斜拋運(yùn)動的加速度是恒定的 【解析】 做斜拋運(yùn)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(yùn)動,豎直方向做加速度為重力加速度g的勻變速直線運(yùn)動,在最高點有水平速度.故A、C、D正確. 【答案】 ACD 2.若不計空氣阻力,下列運(yùn)動可以看成斜拋運(yùn)動的是( ) A.斜向上方發(fā)射的探空火箭 B.足球運(yùn)動員遠(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,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】 C 3.(2016三明高一檢測)如圖135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135 A.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(yùn)動的特點 (1)斜拋運(yùn)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(yùn)動分成的前后兩段運(yùn)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. 斜 拋 運(yùn) 動 的 規(guī) 律 設(shè)以初速度v0斜向上拋出,拋射角為θ. 1.飛行時間 被拋物體從拋出到下落到與拋點在同一水平面的時間T=. 2.射高 斜拋運(yùn)動的物體所達(dá)到的最大高度Y=. 3.射程 在飛行時間T內(nèi)的水平距離 X=v0cos θT=. 4.彈道曲線 (1)定義:由于空氣阻力的影響,斜拋運(yùn)動的軌跡不再是拋物線,這種實際的拋體運(yùn)動曲線通常稱為彈道曲線,如圖136所示. 圖136 (2)特點: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稱,升弧長而平伸,降弧短而彎曲. 1.斜拋運(yùn)動的物體其運(yùn)動時間與初速度大小無關(guān).() 2.斜拋運(yùn)動的物體到達(dá)最大高度時只有水平方向的速度.(√) 3.斜拋運(yùn)動的物體射程與初速度大小和方向都有關(guān).(√) 用如圖137所示的實驗裝置探究射高Y和射程X與初速度v0的關(guān)系時,用9號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,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137 【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)動時間減小,水流的射程X減?。? 斜拋運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動形式.例如:水面上躍起的海豚的運(yùn)動(如圖138甲);投出去的鉛球、鐵餅和標(biāo)槍的運(yùn)動等(如圖138乙). 圖138 探討1:拋出時的速度越大,物體的射程就會越遠(yuǎn)嗎? 【提示】 不一定,斜拋運(yùn)動的物體,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間由哪些因素決定? 【提示】 根據(jù)t=,飛行時間由初速度和角度決定. 1.分析方法 將斜拋運(yùn)動沿水平方向和豎直方向分解,根據(jù)分運(yùn)動分析飛行時間、射程、射高,如圖139所示: 圖139 2.公式推導(dǎo) 飛行時間:t== 射高:h== 射程:s=v0cos θt== 3.射高、射程、飛行時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= ↑ ↑ 射程s ②s= ↑ ↓ 飛行 時間t ③t= ↑ ↑ 4.兩種特殊情況: θ=45時,射程最大:Xmax=;θ=90時,射高最大:Ymax=. 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(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,三個小球的運(yùn)動可看做斜拋運(yùn)動,然后根據(jù)斜拋運(yùn)動的射程公式s=分析. 【答案】 B 5.(2016德州高一檢測)一位田徑運(yùn)動員在跳遠(yuǎn)比賽中以10 m/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10 m/s2)( ) 【導(dǎo)學(xué)號:02690010】 A.0.42 s B.0.83 s C.1 s D.1.5 s 【解析】 起跳時豎直向上的分速度 v0y=v0sin 30=10m/s=5 m/s 所以在空中滯留的時間為 t== s=1 s,故C正確. 【答案】 C 斜拋運(yùn)動問題的分析技巧 (1)斜拋運(yùn)動問題可用運(yùn)動的合成與分解進(jìn)行分析,即水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動. (2)運(yùn)動時間及射高由豎直分速度決定,射程由水平分速度和拋射角決定. (3)由拋出點到最高點的過程可逆向看作平拋運(yùn)動來分析.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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