2019-2020学年新教材高中物理 第2章 抛体运动 第4节 生活中的抛体运动教案 鲁科版必修第二册

第4节生活中的抛体运动【学习素养明目标】物理观念：1.结合生活中的实例，理解抛体运动的概念.2.知道斜抛运动的概念和性质.3.知道斜抛运动的处理方法科学思维：能结合运动的合成与分解，体会探究斜抛运动的射程、射高跟初速度和抛射角的关系1斜抛运动的定义将物体以一定的初速度沿斜上方(或斜下方)抛出去，仅在重力作用下物体所做的运动2斜抛运动的运动特点(1)初速度：具有一定的初速度v0，初速度的方向斜向上(或斜向下)(2)受力情况：物体只受重力作用，加速度为重力加速度g，重力与速度方向不在一条直线上3斜抛运动的分解如图所示，我们把斜向上的初速度v0分解为水平方向和竖直方向的两个分速度v0x和v0y，这样斜抛运动就可以分解成以下两个分运动：(1)水平方向：由于不受外力作用，分运动为匀速直线运动，速度大小为v0cos .(2)竖直方向：加速度为g的竖直上抛运动，初速度大小为v0sin .4斜抛运动是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动，轨迹是抛物线1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)斜抛运动是匀变速曲线运动()(2)斜抛运动的加速度和速度随时间发生变化()(3)斜上抛运动可分解为水平方向的匀速运动和竖直上抛运动()(4)斜上抛运动的物体达最高点时，速度为零()(5)初速度增大，射高和射程均增大()(6)在初速度大小恒定的情况下，抛射角越大，射高越大，而射程不一定大()2(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斜上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acd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3(多选)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cd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、d正确斜抛运动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vgt.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)(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【例1】(多选)关于物体的斜抛运动，下列说法正确的是()a可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动b可以分解为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c是加速度ag的匀变速曲线运动d到达最高点时，速度为零思路探究：解答本题时应把握以下两点：(1)斜抛运动的分解可以有多种方法(2)做斜抛运动的物体只受重力作用，是匀变速曲线运动abc根据运动的合成与分解，可以将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，也可以分解为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，选项a、b正确；斜抛运动的初速度v0斜向上，加速度为g，竖直向下，初速度与加速度方向不在同一直线上，因此是匀变速曲线运动，选项c正确；做斜抛运动的物体到达最高点时竖直方向的分速度为0，但仍有水平方向的分速度，选项d错误斜抛运动的特点(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，水平分速度不为零1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c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2一小球从水平地面以v0斜抛而出，最后又落回同一水平面，不计空气阻力，在下列图中能正确表示速度矢量的变化过程的是()abcdc斜抛运动是加速度为g的匀变速曲线运动，所以速度变化量的方向可以由vgt来判断，因此v的方向应竖直向下，表示任意两时刻速度的有向线段末端的连线保持竖直，故选项c正确射高和射程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：sv0cos 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关系45且增大45且增大射高hh射程ss飞行时间tt【例2】电脑控制果蔬自动喷灌技术被列为全国节水灌溉示范项目，在获得经济效益的同时也获得了社会效益从该水管中射出的水流轨迹呈现一道道美丽的弧线，如果水喷出管口的速度是20 m/s，管口与水平方向的夹角为45，空气阻力不计，试计算水的射程和射高各为多少？(g取10 m/s2)思路探究：解答本题可按以下流程分析：解析水的竖直分速度vyv0sin 4510 m/s，上升的最大高度h m10 m.水在空中的飞行时间为t22 s.水的水平分速度vxv0cos 4510 m/s.水平射程svxt102 m40 m.答案40 m10 m斜抛运动问题的分析技巧(1)斜抛运动问题可用运动的合成与分解进行分析，即水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动(2)运动时间及射高由竖直分速度决定，射程由水平分速度和抛射角决定(3)由抛出点到最高点的过程可逆向看作平抛运动来分析3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b不考虑空气阻力情况下，三个小球的运动可看作斜抛运动，然后根据斜抛运动的射程公式s分析4斜上抛物体到达最高点时速度为v24 m/s，落地时速度为vt30 m/s，如图所示试求：(g取10 m/s2)(1)物体抛出时速度的大小和方向；(2)物体在空中的飞行时间；(3)射高y和水平射程x.解析(1)由对称性知v0vt30 m/s，v0xv24 m/s，则v0y18 m/s.故v0与x轴正方向夹角tan ，故37.(2)由斜抛知识知t s3.6 s.(3)射高y16.2 m，射程xv0xt86.4 m.答案(1)30 m/s，与x轴正方向成37角(2)3.6 s(3)16.2 m,86.4 m1关于斜抛运动，下列说法中正确的是()a斜抛运动是一种不受任何外力作用的运动b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c任意两段时间内的速度大小变化相等d任意两段相等时间内的速度变化相等d斜抛运动是指将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，物体只在重力作用下的运动，故a错误；做斜抛运动的物体因为初速度方向与重力方向不共线，同时又因为物体只受重力作用，产生的重力加速度是恒定不变的，所以斜抛运动是匀变速曲线运动，故b错误；根据加速度的定义式可得vgt，所以在相等的时间内速度的变化相等，故c错误，d正确2如图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()a加速度b速度c速度的大小d动能b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3一位田径运动员在跳远比赛中以10 m/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10 m/s2)()a0.42 sb0.83 sc1 sd1.5 sc起跳时竖直向上的分速度v0yv0sin 3010m/s5 m/s所以在空中滞留的时间为t s1 s，故c正确4斜向上抛出一小球，初速度与水平面成60角，1 s后球仍斜向上升，但飞行方向已与水平面成45角g取10 m/s2，求：(1)抛出后球到达最高点所需时