第2章 第4节 生活中的抛体运动-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（鲁科版）

第4节　生活中的抛体运动 核心素养要求 核心素养呈现 1．了解抛体运动的分类，以及它们的运动规律。 2．通过运动的合成与分解知道斜抛运动的运动性质。 3．了解射程、射高等概念。 　抛体运动 1．抛体运动：以一定的初速度将物体抛出，物体仅在重力作用下所做的运动。 2．分类：根据抛出物体的初速度方向，把抛体运动分为：平抛运动、竖直上抛运动、竖直下抛运动和斜抛运动。 　斜抛运动 1．定义：初速度沿斜向上方或斜向下方的抛体运动。 2．分类：可分为斜上抛运动和斜下抛运动。 3．性质：斜抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛(或竖直下抛)运动的合运动。 4．射高：物体能到达的最大高度。 5．射程：物体从抛出点到落地点的水平距离。 (1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。(×) (2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动。(√) (3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。(√) (4)斜上抛运动的物体到达最高点时，速度为零。(×) 　 [思考探究] 体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示)，都可以看作是斜上抛运动。 以抛出的铅球为例： (1)铅球离开手后，如不考虑空气阻力，其受力情况、速度有何特点？ (2)铅球在最高点的速度是零吗？ 提示：(1)不考虑空气阻力，铅球在水平方向不受力，在竖直方向只受重力，加速度为g，其初速度不为零，初速度方向斜向上方。 (2)不是。由于铅球在水平方向做匀速运动，所以铅球在最高点的速度等于水平方向的分速度。 [思维深化] 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．斜抛运动的对称性 (1)时间对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的上升时间等于下降时间。 (2)速度对称：相对于轨迹最高点，两侧对称的两点速度大小相等。 (3)轨迹对称：斜抛运动的轨迹相对于过最高点的竖直线对称。 　随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则(　　 ) A．甲击出的高尔夫球落地的速率最大 B．甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长 C．三个高尔夫球击出的初速度竖直分量不相等 D．三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等 【解析】　竖直方向运动的高度相等，则运动时间相等，击出初速度的竖直分量相等，选项B、C错误；由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大，选项A正确，D错误。故选A。 【答案】　A [针对训练] 1．图示为与地面成一定角度的喷泉喷出的水，不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　 ) A．水做的是匀变速曲线运动 B．水在最高点时的速度为0 C．水在运动过程中受到的合力方向总与其速度方向垂直 D．水在向上运动过程与在向下运动过程经过同一高度时的速度一定相同 解析：水运动时只受重力，加速度为重力加速度，恒定不变，所以水做的是匀变速曲线运动，故A正确；水做斜拋运动，水的速度可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀变速运动， 在最高点时水的速度不等于0，故B错误；除了最高点外，水所受到的合力与其速度均不垂直，故C错误；水在向上运动过程与在向下运动过程经过同一高度时的速度大小相等，方向不同，故D错误。故选A。 答案：A 　 [思考探究] 忽略空气阻力的情况下，水面上跃起的海豚的运动，投出去的标枪的运动等都可以看成斜抛运动。对于斜抛运动，是否抛出物体的速度越大，物体的射程就越远？斜抛物体在空中的飞行时间由哪些因素决定？ 提示：抛出物体的速度越大，物体的射程不一定越远，其射程还与抛射角有关。根据t＝，飞行时间由初速度和抛射角决定。 [思维深化] 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，如图所示： 2．公式推导 飞行时间：t＝＝ 射高：h＝＝ 射程：s＝v0cos θ·t＝＝ 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h h＝ 增大 增大 射程s s＝ 增大 减小 飞行时间t t＝ 增大 增大 　在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的