内容正文:
第一章
4 斜抛运动(选学)
学习目标
1.知道斜抛运动,会用运动的合成和分解的方法分析斜抛运动.
2.通过实验探究斜抛运动的射高和射程跟初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
Ⅱ 重点知识探究
Ⅲ 当堂达标检测
Ⅰ自主预习梳理
Ⅰ
自主预习梳理
一、斜抛运动
1.定义:当不考虑空气的阻力时,一个物体沿 抛出后的运动,叫做斜抛运动.
2.轨迹:斜抛运动的轨迹也是一条 .
3.射程:斜抛运动的射程跟抛射体的 和 有关.
(1)抛射角一定时,初速度越大,射程 .
(2)初速度一定时,当抛射角为 时,射程最大.
斜向
抛物线
初速度
抛射角
越大
45°
二、空气阻力对斜抛运动的影响
当斜抛物体的速度较小时,空气阻力对物体运动的影响可以忽略,此时物体的运动轨迹近似为 ;当斜抛物体的速度很大时,空气阻力对运动会产生很大影响,物体的轨迹形状 ,这种轨迹叫做 .
抛物线
不对称
弹道
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)斜抛运动是匀变速运动.( )
(2)斜抛运动的速度一直在减小.( )
(3)做斜抛运动的物体在最高点速度为0.( )
(4)做斜抛运动的物体在水平方向上不是匀速直线运动.( )
(5)斜抛运动是曲线运动.( )
√
×
×
√
×
2.有一小球,从地面以角度(与水平面夹角)θ=45°,初速度v0=10 m/s抛出,则小球达到的最大高度为________m,小球落到地面所用的时间为______s.(取g=10 m/s2,忽略空气阻力)
2.5
Ⅱ
重点知识探究
一、斜抛运动
对于斜上抛运动,其轨迹如图1所示,设在坐标原点以初速度v0沿与x轴(水平方向)成θ角的方向将物体抛出,此时,可以将物体的斜抛运动分解为沿水平方向(x轴方向)和竖直方向(y轴方向)的两个运动.
(1)物体在两个方向分别做什么运动?
答案
导学探究
图1
答案 在水平方向上,物体不受外力,所以做匀速直线运动,在竖直方向上,物体受到重力作用,所以做匀变速直线运动.
(2)分析两个方向分运动的规律.
答案
答案 因物体在水平方向不受外力,ax=0,
所以水平方向做匀速直线运动;
物体在竖直方向只受重力作用,所以ay=-g(取竖直向上为正方向).
所以竖直方向做竖直上抛运动.
所以物体沿水平和竖直两个方向的分运动规律为
水平方向:vx=v0x=v0cos θ,x=v0xt=v0tcos θ.
竖直方向:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt,
知识深化
1.斜抛运动的性质:由于斜抛运动的加速度是重力加速度,且与速度方向有夹角,因此,斜抛运动是匀变速曲线运动.
2.斜上抛运动的研究方法:采用运动的合成与分解的方法.
(1)水平方向:物体不受外力,以初速度v0x=v0cos θ做匀速直线运动.
(2)竖直方向:受重力作用,加速度为g,以初速度v0y=v0sin θ 做竖直上抛运动.
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,抛出后只受重力作用,故加速度恒定.若是斜上抛则竖直分速度先减小后增大,若是斜下抛则竖直分速度一直增大,故A、B、C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)斜抛运动和平抛运动的共同特点是
A.加速度都是g
B.运动轨迹都是抛物线
C.运动时间都与抛出时的初速度大小有关
D.相同时间内速度变化都相等
√
答案
解析
√
√
解析 斜抛运动和平抛运动都是仅受重力作用的抛体运动,因此其加速度都是相同的,都为重力加速度,因此选项A、D正确.
它们的轨迹均为抛物线,选项B正确.
斜抛运动的时间由竖直方向的分运动决定,平抛运动的时间仅与竖直方向上的位移有关,与初速度无关,故选项C错误.
二、斜抛运动的射程
(1)一炮弹以初速度v0斜向上方飞出炮筒,初速度与水平方向夹角为θ,请根据图2求解炮弹在空中的飞行时间、射高和射程.
答案
导学探究
图2
答案 先建立直角坐标系,将初速度v0分解为:
v0x=v0cos θ,v0y=v0sin θ
可见,给定v0,当θ=45°时,射程达到最大值Xmax=
(2)由射程的表达式,讨论影响