2015春季高中物理沪科版必修2：1.3 《研究斜抛运动》 学案.doc

学案4研究斜抛运动学习目标定位 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运动.2.通过实验探究斜抛运动的射高和射程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一、斜抛运动1定义：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，我们把物体所做的这类运动叫做斜抛运动2研究方案方案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的合运动方案2：把斜抛运动分解为水平方向和竖直方向两个方向的分运动，在水平方向上，物体做匀速直线运动，在竖直方向上，物体做匀减速直线运动二、射高和射程1概念(1)射高：在斜抛运动中物体能到达的最大高度(2)射程：被抛物体抛出点与落点之间的水平距离2公式若斜抛的初速度为v0，抛射角为(v0与水平方向夹角)则(1)射高Y：Y.(2)射程X：X.3弹道曲线：由于空气阻力的影响，轨迹不再是理论上的抛物线，而是实际的抛体运动曲线，即弹道曲线.一、怎样研究斜抛运动问题设计1我们研究平抛运动时，是把平抛运动沿初速度方向和受力方向分解后，在两个方向上分别分析得到平抛运动的规律对斜抛运动若用这种思路，斜抛运动可分解为什么样的分运动？根据这种思路你能画出做斜抛运动物体的运动轨迹吗？答案把斜抛运动沿初速度方向和受力方向(竖直方向)分解，做斜抛运动的物体在沿初速度方向以初速度做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动以与水平面成一定角度发射的炮弹为例，炮弹每经过1 s沿初速度方向通过的位移相等，而在竖直方向上炮弹按自由落体运动的规律，在1 s内、2 s内、3 s内下落的距离之比为149，由此可画出炮弹运动的轨迹如图所示，由图可知其轨迹为一条抛物线2把斜抛运动沿水平方向和竖直方向分解又会得到两个什么样的分运动？答案因物体在水平方向不受外力，所以ax0，物体在竖直方向只受重力作用，所以ayg(取竖直向上为正方向)如图所示，物体沿水平方向的初速度为v0xv0cos ，沿竖直方向的初速度为v0yv0sin ，所以物体在水平方向是速度为v0x的匀速直线运动，在竖直方向是初速度为v0y、加速度为g的匀减速直线运动要点提炼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斜抛运动的轨迹为一条抛物线3斜抛运动的研究方法：采用运动的合成与分解的方法(1)斜抛运动可以看作沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动(2)斜抛运动沿水平方向和竖直方向分解(为v0与水平方向的夹角)水平方向：物体不受外力，以初速度v0xv0cos_做匀速直线运动竖直方向：受重力作用，加速度为g，以初速度v0yv0sin_做竖直上抛运动4斜抛运动的轨迹、运动的速度、位移和时间具有对称性二、研究斜抛运动的射程与射高问题设计1.一炮弹以初速度v0斜向上方飞出炮筒，初速度与水平方向的夹角为，请根据图1求解炮弹在空中飞行时间、射高和射程的最大值图1答案先建立直角坐标系，将初速度v0分解为：v0xv0cos ，v0yv0sin 飞行时间：T射高：Y射程：Xv0cos T2由射程的表达式，讨论影响射程的因素有哪些？怎样会有最大射程？答案射程X，由此可以看出射程的大小与初速度和抛射角有关若初速度一定，则45时，射程达到最大值Xmax.要点提炼1落点与抛出点在同一水平面上时的飞行时间：T.2射高：Y.3落点与抛出点在同一水平面上时射程：Xv0xTv0cos .4射高Y、射程X与初速度和抛射角的关系(1)射高、射程与初速度的关系当抛射角一定时，初速度v0越大，射高和射程也越大(2)射高、射程与抛射角的关系当v0一定时，角越大，射高越大若落点与抛出点在同一水平面上，当v0一定且45时，射程最大；当45时，射程随增大而减小；45时，射程随减小而减小抛射角为45和45(45)时的射程相等一、对斜抛运动的理解例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项正确答案D针对训练斜抛运动与平抛运动相比较，下列说法正确的是()A斜抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动B都是加速度逐渐增大的曲线运动C平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛运动是速度一直减小的运动D都是任意两段相等时间内的速度变化量相等的运动答案D解析斜抛运动和平抛运动都是只受重力的作用，加速度恒为g的匀变速曲线运动，A、B错；斜抛运动的速度是增大还是减小，要看速度与重力的夹角，成锐角，速度增大，成钝角，速度减小，斜下抛运动就是速度一直增大的运动，C错；由vgt知D对二、斜抛运动的射程和射高例2从某高处以6 m/s的初速度、以30抛射角斜向上抛出一石子，落地时石子的速度方向和水平线的夹角为60，求：(1)石子在空中运动的时间；(2)炮弹的水平射程；(3)抛出点离地面的高度(忽略空气阻力，g取10 m/s2)解析(1)如图所示，石子落地时的速度方向和水平线的夹角为60，则tan 60，即vyvxv0cos 306 m/s9 m/s.取向上为正方向，落地时竖直分速度向下，则vyv0sin 30gt，得t1.2 s.(2)石子在水平方向上做匀速直线运动：xv0cos 3061.2 m3.6 m(3)由竖直方向位移公式：hv0sin 30tgt261.2 m101.22 m3.6 m，负号表示落地点比抛出点低答案(1)石子在空中运动的时间为1.2 s(2)炮弹的水平射程为3.6 m(3)抛出点比地面高3.6 m1(对斜抛运动的理解)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答案ACD解析斜抛运动只受重力作用，加速度为g，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动在最高点有水平速度，故A、C、D正确2(斜抛运动的射高)关于斜抛运动中的射高，下列说法中正确的是()A初速度越大，射高越大B抛射角越大，射高越大C初速度一定时，抛射角越大，射高越大D抛射角一定时，初速度越大，射高越大答案CD解析斜抛运动的射高，是由初速度和抛射角共同决定的，初速度一定时，抛射角越大，射高越大；抛射角一定时，初速度越大，射高也越大，故C