内容正文:
必修二
4.1 抛体运动的规律
—斜抛运动
第五章 抛体运动
授课教师:YANG
1
生活中,我们常常看到这样的镜头…
标枪的运动
篮球的运动
美丽的喷泉
新课引入
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1.定义:如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向,而是沿斜上方或斜下方,且只受重力的作用,这样的抛体运动称为斜抛运动。
2.性质:由于做斜抛运动的物体只受重力,且初速度与合外力不共线,故斜抛运动是匀变速曲线运动。
投掷标枪
急停跳投
投掷铅球
一、斜抛运动—概念
1.斜抛的定义:初速度沿________或________方向的抛体运动。
2.初速度:v0x=v0__________,v0y=v0__________。
3.性质:斜抛运动可以看成是水平方向的__________运动和竖直方向的__________或__________运动的合运动。
斜向上
斜向下
cos θ
sin θ
匀速直线
竖直上抛
竖直下抛
一、斜抛运动—知识清单
1.速度大小:
(1)水平方向:v0x=v0cosθ,ax = 0
(2)竖直方向:v0y=v0sinθ-gt,ay = g,方向向下
2.位移大小:
(1)水平方向:x=v0cosθ·t
(2)竖直方向:
x
θ
y
v0x
v0y
v0
y
x
水平:匀速直线运动
竖直:竖直上抛运动
3.速度变化: 由于斜抛运动的加速度为定值,因此,在相等的时间内速度变化量的大小相等,方向均竖直向下,Δv=gΔt。
一、斜抛运动—规律(核心)
5.飞行时间:
4.最大高度:
x
θ
y
v0x
v0y
v0
y
x
6.水平射程:
当θ=45°时x最大,
一、斜抛运动—规律
7.对称性
(2)时间对称:关于过轨迹最高点的竖直线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。
(1)速度对称:轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等,水平方向速度相同,竖直方向速度等大反向。
(3)轨迹对称:其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称。
一、斜抛运动—规律
【例题】在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,这次跳起投篮时,投球点和篮筐正好在同一水平面上,设投球点到篮筐距离为10m,不考虑空气阻力。重力加速度g=10m/s2。关于这次投篮,下列说法正确的是( )
A.篮球出手时的初速度大小为m/s
B.篮球在最高点的速度大小为m/s
C.篮球运动到最高点时距离地面的高度为2.45m
D.篮球从出手到进筐的运动时间为1.4s
B
一、斜抛运动—练习
【答案】B
【详解】ABD.由题可知,篮球的运动可视为对称的斜抛运动,设初速度大小为,则在竖直方向上,运动总时间在水平方向上,有联立,解得运动时间为篮球在最高点的速度大小为,故B正确,AD错误;
C.篮球上升的高度为由于篮球从一定高度抛出,则运动到最高点时距离地面的高度应大于,故C错误。
故选B。
一、斜抛运动—练习
一般的抛体运动(斜向上抛)
初速度斜向上,只受重力。匀变速曲线运动。
运动分解
化曲为直
水平方向:匀速直线运动
竖直方向:竖直上抛运动
运动的对称性:速度、时间、轨迹对称。
最大高度:hm=
水平射程:x
课堂总结
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.( )
×
×
√
√
课堂练习
2.(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
课堂练习
3.(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
√
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.
课堂练习
4.(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θ角.AB连线水平,则从A到B的过程中下列说法不正确的是
图8
√
课堂练习
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;
课堂练习
5.如图6所示,做斜上抛运动的物体到达最高点时,速度v=24 m/s,落地时速度vt=30 m/s,g取10 m/s2.求:
(1)物体抛出时速度的大小和方向;
答案 30 m/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=30 m/s,
故θ=37°.
图6
课堂练习
(2)物体在空中的飞行时间t;
答案 3.6 s
(3)射高Y和水平射程X.
答案 16.2 m 86.4 m
水平射程X=vt=24×3.6 m=86.4 m
课堂练习
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