高中物理沪科版第一章怎样研究抛体运动 第1章研究斜抛运动

1．3研究斜抛运动学习目标知识脉络1.了解斜抛运动的概念，知道斜抛运动的分解方法．(重点)2．知道斜抛运动的分运动的特点．(重点)3．掌握斜抛运动的射程和射高跟速度和抛射角的关系，并会应用．(重点、难点)4．了解斜抛运动的对称与和谐，了解弹道曲线.斜抛运动及研究eq\a\vs4\al([先填空])1．定义将物体以一定的初速度斜向射出去，在空气阻力可以忽略的情况下，物体所做的运动．2．研究方法(1)把斜抛运动看成是沿初速度v0方向的匀速直线运动与沿竖直方向的自由落体运动．(2)将初速度v0分解为沿水平方向的分量v0x和沿竖直方向的分量v0y，如图1­3­1，将斜抛运动分解为水平分运动和竖直分运动．图1­3­13．分运动的特点(1)水平方向上：不受力的作用，以速度v0x做匀速直线运动．(2)竖直方向上：受重力作用，初速度v0y、加速度g，沿竖直方向的分运动是匀变速直线运动．eq\a\vs4\al([再判断])1．斜抛运动可分解为水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动．(×)2．做斜抛运动的物体，其加速度不变．(√)3．斜抛运动因为忽略了空气阻力，故是匀变速曲线运动．(√)eq\a\vs4\al([后思考])观察图片1­3­2，思考以下问题：某洲际导弹试射的轨迹图1­3­2(1)忽略空气的阻力，导弹在水平和竖直方向的分运动有什么特点？(2)合运动的时间等于分运动的时间之和吗？【提示】(1)竖直方向为匀变速直线运动，先竖直上抛，再做自由落体运动，水平方向为匀速直线运动．(2)合运动的时间与分运动的时间相同．eq\a\vs4\al([合作探讨])如图1­3­3所示，是体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等．图1­3­3探讨1：在什么情况下，它们的运动可以看作是平抛运动？【提示】忽略空气阻力，沿水平方向抛出时看作平抛运动．探讨2：在什么情况下，它们的运动可以看作是斜抛运动？【提示】忽略空气阻力，沿斜向上方向抛出时可以看作斜抛运动．eq\a\vs4\al([核心点击])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Δv＝gΔt.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1­3­4)．图1­3­4(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．1．(多选)关于斜抛运动，忽略空气阻力．下列说法中正确的是()A．斜抛运动是曲线运动B．斜抛运动的初速度是水平的C．斜抛运动在最高点速度不为零D．斜抛运动的加速度是恒定的【解析】做斜抛运动的物体只受重力作用，加速度为g，水平方向为匀速直线运动，竖直方向做加速度为重力加速度g的匀变速直线运动，在最高点有水平速度．故A、C、D正确．【答案】ACD2．若不计空气阻力，下列运动可以看成斜抛运动的是()A．斜向上方发射的探空火箭B．足球运动员远射踢出的高速旋转的“香蕉球”沿奇妙的弧线飞入球门C．姚明勾手投篮时抛出的篮球D．军事演习中发射的导弹【解析】发射的火箭、导弹是靠燃料的推力加速运动，而“香蕉球”由于高速旋转受到较大的空气作用力，故A、B、D错误；而姚明勾手投篮抛出的篮球只受重力作用，故C正确．【答案】C3.(2023·三明高一检测)如图1­3­5是斜向上抛出物体的轨迹，A、B是轨迹上等高的两个点．物体经过A、B两点时不相同的物理量是()图1­3­5A．加速度 B．速度C．速度的大小 D．动能【解析】物体仅受重力作用，故加速度相同，A错误；物体经过A、B两点时竖直速度大小相等方向相反，水平速度相等，故B正确，C、D错误．【答案】B斜抛运动的特点(1)斜抛运动的物体上升时间和下落时间相等，从轨道最高点将斜抛运动分成的前后两段运动具有对称性．(2)最高点的竖直分速度为零，水平分速度不为零．斜抛运动的规律eq\a\vs4\al([先填空])设以初速度v0斜向上抛出，抛射角为θ.1．飞行时间被抛物体从抛出到下落到与抛点在同一水平面的时间T＝eq\f(2v0sinθ,g).2．射高斜抛运动的物体所达到的最大高度Y＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,2g).3．射程在飞行时间T内的水平距离X＝v0cosθ·T＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g).4．弹道曲线(1)定义：由于空气阻力的影响，斜抛运动的轨迹不再是抛物线，这种实际的抛体运动曲线通常称为弹道曲线，如图1­3­6所示．图1­3­6(2)特点：弹道曲线和抛物线是不同的．由于空气阻力的影响，弹道曲线的升弧和降弧不再对称，升弧长而平伸，降弧短而弯曲．eq\a\vs4\al([再判断])1．斜抛运动的物体其运动时间与初速度大小无关．(×)2．斜抛运动的物体到达最大高度时只有水平方向的速度．(√)3．斜抛运动的物体射程与初速度大小和方向都有关．(√)eq\a\vs4\al([后思考])用如图1­3­7所示的实验装置探究射高Y和射程X与初速度v0的关系时，用9号注射针头连接软管组成喷水嘴，再与高处盛有色水的细玻璃管容器相连．保持喷水嘴的方向不变，即抛射角不变．喷水时，随着容器中水位的降低，喷出水流的初速度减小，水流的射程怎样变化？水流的射高怎样变化？图1­3­7【提示】随着容器中水位的降低，喷出水流的初速度v0减小，抛射角不变，所以竖直分速度vy和水平分速度vx都减小，因此水流的射高Y减小，水流在空中的运动时间减小，水流的射程X减小．eq\a\vs4\al([合作探讨])斜抛运动是一种常见的运动形式．例如：水面上跃起的海豚的运动(如图1­3­8甲)；投出去的铅球、铁饼和标枪的运动等(如图1­3­8乙)．图1­3­8探讨1：抛出时的速度越大，物体的射程就会越远吗？【提示】不一定，斜抛运动的物体，其射程还与抛射角有关．探讨2：斜抛物体在空中的飞行时间由哪些因素决定？【提示】根据t＝eq\f(2v0sinθ,g)，飞行时间由初速度和角度决定．eq\a\vs4\al([核心点击])1．分析方法将斜抛运动沿水平方向和竖直方向分解，根据分运动分析飞行时间、射程、射高，如图1­3­9所示：图1­3­92．公式推导飞行时间：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、飞行时间随抛射角变化的比较物理量表达式与θ关系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)↑↓飞行时间t③t＝eq\f(2v0sinθ,g)↑↑4.两种特殊情况：θ＝45°时，射程最大：Xmax＝eq\f(v\o\al(2,0),g)；θ＝90°时，射高最大：Ymax＝eq\f(v\o\al(2,0),2g).4．在不考虑空气阻力的情况下，以相同大小的初速度，抛出甲、乙、丙三个手球，抛射角为30°、45°、60°，则射程较远的手球是()A．甲 B．乙C．丙 D．不能确定【解析】不考虑空气阻力情况下，三个小球的运动可看做斜抛运动，然后根据斜抛运动的射程公式s＝eq\f(v\o\al(2,0)sin2θ,g)分析．【答案】B5．(2023·德州高一检测)一位田径运动员在跳远比赛中以10m/s的速度沿与水平面成30°的角度起跳，在落到沙坑之前，他在空中滞留的时间约为(g取10m/s2)()【导学号：02690010】A．s B．sC．1s D．s【解析】起跳时竖直向上的分速度v0y＝v0sin30°＝10×eq\f(1,2)m/s