高中物理第1章怎样研究抛体运动1_3研究斜抛运动课件沪科版必修2

第1章 1 3研究斜抛运动 学习目标1 知道斜抛运动 知道斜抛运动又可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛 或下抛 运动 2 通过实验探究斜抛运动的射程和射高跟速度和抛射角的关系 并能将所学知识应用到生产和生活中 内容索引 自主预习梳理 重点知识探究 当堂达标检测 自主预习梳理 一 斜抛运动及运动规律1 定义 将物体用一定的斜向射出去 在可以忽略的情况下 物体所做的运动 2 运动性质 运动 3 运动的分解 以斜上抛为例 如图1所示 1 水平方向以初速度v0 x做运动 v0 x 2 竖直方向以初速度v0y做运动 v0y 3 坐标表达式 x y 4 分速度表达式 vx vy 图1 v0sin gt 初速度 空气阻力 匀变速曲线 匀速直线 v0cos 竖直上抛 v0sin v0cos t v0sin t gt2 v0cos 二 射程 射高和弹道曲线1 射程 X 射高 Y 和飞行时间 T 1 射程 X 在斜抛运动中 被抛物体抛出点到落点之间的 表达式 X 2 射高 Y 被抛物体所能达到的 表达式 Y 3 飞行时间 T 被抛物体从被抛出点到所用的时间 表达式 T 水平距离 最大高度 落点 2 弹道曲线 1 实际的抛体运动 物体在运动过程中总要受到的影响 2 弹道曲线与抛物线 在没有空气的理想空间中炮弹飞行的轨迹为 而炮弹在空气中飞行的轨迹叫做 由于空气阻力的影响 使弹道曲线的升弧长而平伸 降弧短而弯曲 弹道曲线 空气阻力 抛物线 1 判断下列说法的正误 1 初速度越大 斜抛运动的射程越大 2 抛射角越大 斜抛运动的射程越大 3 仅在重力作用下 斜抛运动的轨迹曲线是抛物线 4 斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛 或下抛 运动 2 如图2是果蔬自动喷灌技术 从水管中射出的水流轨迹呈现一道道美丽的弧线 如果水喷出管口的速度是20m s 管口与水平方向的夹角为45 空气阻力不计 那么水的射程是m 射高是m g取10m s2 40 10 答案 解析 图2 重点知识探究 一 斜抛运动的特点 如图3所示 运动员斜向上投出标枪 标枪在空中划出一条优美的曲线后插在地上 若忽略空气对标枪的阻力作用 请思考 1 标枪到达最高点时的速度是零吗 答案 答案不是零 图3 答案竖直上抛运动 2 标枪在竖直方向上的运动情况是怎样的 1 受力特点 斜抛运动是忽略了空气阻力的理想化运动 因此物体仅受重力 其加速度为重力加速度g 2 运动特点 物体具有与水平方向存在夹角的初速度 仅受重力 因此斜抛运动是匀变速曲线运动 其轨迹为抛物线 3 速度变化特点 由于斜抛运动的加速度为定值 因此 在相等的时间内速度的变化大小相等 方向均竖直向下 故相等的时间内速度的变化相同 即 v g t 4 对称性特点 1 速度对称 相对于轨道最高点两侧对称的两点速度大小相等或水平方向速度相等 竖直方向速度等大反向 如图4所示 2 时间对称 相对于轨道最高点两侧对称的曲线上升时间等于下降时间 这是由竖直上抛运动的对称性决定的 3 轨迹对称 其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称 图4 例1关于斜抛运动 下列说法中正确的是A 物体抛出后 速度增大 加速度减小B 物体抛出后 速度先减小 再增大C 物体抛出后 沿着轨迹的切线方向 先做减速运动 再做加速运动 加速度始终沿着切线方向D 斜抛物体的运动是匀变速曲线运动 答案 解析 解析斜抛物体的运动水平方向是匀速直线运动 竖直方向是竖直上抛或竖直下抛运动 抛出后只受重力 故加速度恒定 若是斜上抛运动则竖直分速度先减小后增大 若是斜下抛运动则竖直分速度一直增大 故A B C选项错误 由于斜抛运动的物体只受重力的作用且与初速度方向不共线 故做匀变速曲线运动 D项正确 针对训练 多选 做斜上抛运动的物体 下列说法正确的是A 水平分速度不变B 加速度不变C 在相同的高度处速度大小相同D 经过最高点时 瞬时速度为零 解析斜上抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动 所以A正确 做斜上抛运动的物体只受重力作用 加速度恒定 B正确 根据运动的对称性 物体在相同的高度处的速度大小相等 C正确 经过最高点时 竖直分速度为零 水平分速度不为零 D错误 答案 解析 二 斜抛运动的规律及其应用 1 对于斜抛运动 其轨迹如图5所示 设在坐标原点以初速度v0沿与x轴 水平方向 成 角的方向将物体抛出 不计空气阻力 请分别在水平和竖直方向上分析 并写出t时刻物体的速度公式和位置坐标 答案物体在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上做竖直上抛运动 所以t时刻物体的分速度为 vx v0 x v0cos vy v0sin gt t时刻物体的位置坐标为 v0cos t v0sin t gt2 图5 答案 2 一炮弹以初速度v0斜向上方飞出炮筒 初速度与水平方向的夹角为 不计空气阻力 求炮弹在空中飞行时间 射高和射程 答案 答案先建立直角坐标系 将初速度v0分解为 v0 x v0cos v0y v0sin 例2一座炮台置于距地面60m高的山崖边 以与水平线成45 角的方向发射一颗炮弹 炮弹离开炮口时的速度为120m s 求 忽略空气阻力 g取10m s2 1 炮弹所达到的最大高度 答案420m 故炮弹所达到的最大高度hmax h h0 420m 答案 解析 2 炮弹落到地面时的时间和速度大小 答案17 65s125m s 答案 解析 3 炮弹的水平射程 答案1498m 答案 解析 例3如图6所示 做斜上抛运动的物体到达最高点时 速度v 24m s 落地时速度vt 30m s g取10m s2 求 1 物体抛出时速度的大小和方向 答案30m s与水平方向夹角为37 解析根据斜抛运动的对称性 物体抛出时的速度与落地时的速度大小相等 故v0 vt 30m s 故 37 图6 答案 解析 2 物体在空中的飞行时间t 答案3 6s 答案 解析 3 射高Y和水平射程X 答案16 2m86 4m 水平射程X vt 24 3 6m 86 4m 当堂达标检测 1 对斜抛运动的理解 一物体做斜抛运动 在由抛出到落地的过程中 下列表述中正确的是A 物体的加速度是不断变化的B 物体的速度不断减小C 物体到达最高点时的速度等于零D 物体到达最高点时的速度沿水平方向 答案 1 2 3 4 2 弹道曲线的理解 如图7所示 是一枚射出的炮弹飞行的理论曲线和弹道曲线 理论曲线和弹道曲线相差较大的原因是A 理论计算误差造成的B 炮弹的形状造成的C 空气阻力的影响造成的D 这是一种随机现象 1 2 3 4 图7 解析炮弹一般飞行的速度很大 故空气阻力的影响是很大的 正是空气阻力的影响 才使得理论曲线和弹道曲线相差较大 答案 解析 1 2 3 4 3 斜抛运动的规律 如图8所示 一物体以初速度v0做斜抛运动 v0与水平方向成 角 AB连线水平 则从A到B的过程中下列说法不正确的是 答案 解析 图8 在最高点速度的竖直分量为零 但水平分量不为零 故最高点速度不为零 故C错误 1 2 3 4 4 斜抛运动规律的应用 世界上最窄的海峡是苏格兰的塞尔海峡 它位于欧洲大陆与塞尔岛之间 这个海峡只有约6m宽 假设有一位运动员 他要以相对于水平面37 的角度进行 越海之跳 可使这位运动员越过这个海峡的最小初速度是多