第五节斜抛运动.doc

物理粤教修2第一章 抛体运动第五节 斜抛运动课前自主预习1将物体用一定的初速度沿斜上方(或斜下方)抛出去，仅在 作用下物体所做的运动叫做斜抛运动如踢出的足球、投出的标枪、射出的导弹、喷射出的水柱等答案：重力2斜抛运动可以看成是水平方向上的 运动和竖直方向上的 运动的合运动答案：匀速直线 竖直上抛3设斜抛运动的初速度为v0，则水平方向上的分速度vx ，竖直方向上的分速度vy ；水平方向上的分位移x ，竖直方向上的分位移y .答案：v0cos_ v0sin_gt v0cos_· v0sin ·tgt24. (单选) 物体做斜抛运动，忽略空气阻力，则（ ） A水平方向和竖直方向都具有加速度B上升阶段速度的变化量大于下落阶段的速度变化量C上升时间大于下落时间D水平方向的速度保持不变解析：物体作协抛运动，水平方向作匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，加速度为g，所以A错，D对，斜抛运动具有对称性，所以上升阶段和下落阶段的速度变化量一样，时间也一样，所以BC错。 答案: D5. (单选) 做斜抛运动的物体,当它速度最小时,下列表述错误的是（ ）A位于轨迹的最高点 B速度值为零C速度方向水平D运动时间是全程运动时间的一半解析：做斜抛运动的物体,水平方向的速度不变，当竖直方向速度为0时，合速度最小，当它速度最小时,到达最高点，故A正确；在最高点，水平方向速度不为0，B错，C正确，根据斜抛运动上升和下降的对称性，D正确。答案: B课堂互动探究知识点1 斜抛运动新知探究图1-5-1在图1-5-1中，运动员铁链、铅球、铁饼、标枪的投掷，其初速度的方向均 ，若忽略空气阻力，物体仅受到 的作用，物体做的是斜抛运动。图1-5-2在图1-5-2中，过节时，人们经常放烟花来庆祝节日，礼花在空中散开时，具有初速度，而且方向沿各个方向均有，若忽略空气阻力，礼花在空中仅受 的作用，礼花在空中的运动是斜抛运动。 物体做斜抛运动时，加速度恒为 ，速度方向与重力方向有夹角，所以斜抛运动是 运动。答案：斜向上 重力 重力 g 匀变速曲线重点归纳1抛体运动的定义：将物体以一定的初速度沿斜上方（斜下方）抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做斜抛运动.2运动性质物体做斜抛运动时，只受重力作用，其加速度恒为g，所以是匀变速运动；又因所受到的重力方向与速度方向有一夹角，所以物体做曲线运动，斜抛运动是匀变速曲线运动。例1（双选）下列运动是斜抛运动的是（ ）A忽略空气阻力踢出的足球B被风吹动斜向上升起的氢气球C忽略空气阻力投出的标枪D从飞机上投下的炸弹解析：根据斜抛运动的定义，将物体以一定的初速度沿斜上方（斜下方）抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做斜抛运动. 被风吹动斜向上升起的氢气球，空气作用力较大不能忽略，从飞机上投下的炸弹，速度方向水平，均不是斜抛运动，本题AC正确。答案：AC触类旁通1. (单选) 关于斜抛运动下列说法正确的是( )A.匀变速曲线运动 B.非匀变速曲线运动C.加速度逐渐增大的曲线运动 D.加速度逐渐减小的曲线运动解析：斜抛运动只受重力的作用，故加速度恒为g，斜抛运动是匀变速运动，又因斜抛运动的初速度与重力不在同一直线上，故斜抛运动是曲线运动，A正确。答案：A 知识点2 斜抛运动规律新知探究篮球运动员将篮球向斜上方投出，投射方向与水平方向成60°角(如图153所示)，设其出手速度为10m/s（g取10m/s2）。图153（1）篮球在空中的运动属于 运动。（2）篮球在空中的运动，根据其效果，可分为水平方向的 运动和竖直方向的 运动。（3）篮球在竖直方向上初速度大小计算公式为vy ，大小为 m/s，篮球上升到最高点所用的时间为 s，上升的高度为 m，篮球从最高点下落到抛出点同一水高度时所用的时间是 s，此时的速度大小是 m/s。（4）篮球在水平方向上初速度大小计算公式为vx ，大小为 m/s，篮球在上升过程中的水平方向的位移为 m，在下降过程中水平方向的位移为 m，总位移为 m。（5）根据上面计算分析，斜抛运动在上升过程与下降过程中，所用时间相等，水平方向位移相等，抛出点和落地点（与抛出点同一水平线）竖直方向速度相等，故斜抛运动具有 。答案：（1）斜抛 （2）匀速直线 竖直上抛 （3）v0sin 60° 5 3.75 5 （4）v0cos 60° 5 5 （5）对称性重点归纳1运动规律斜抛运动的初速度沿斜上方，在水平方向上有初速度，而水平方向上的合外力为零，所以水平方向为匀速直线运动在竖直方向上有向上的速度分量，而加速度为g，方向向下，所以竖直方向上为竖直上抛运动即斜抛运动可以看成水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直上抛运动的合成v0xv0yv0图1-5-4运动规律初速度的分解如图，有物体运动过程中的速度满足物体运动过程中的位移满足：落回同一水平面时，飞行时间由竖直方向上的运动决定由2斜抛运动的射程和射高射程：斜抛运动的飞行时间为由水平方向为匀速直线运动知： 所以当45°时，sin21，有水平射程最大，为射高：竖直方向上为竖直上抛运动，故射高即为竖直上抛的最大高度，有3.斜抛运动的对称性斜上抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动，故可结合竖直上抛运动过程的对称性证明斜上抛运动的对称性。从抛出到达最高点的时间t1等于从最高点运动到抛出点同一水平面的时间t2.在最高点vy=0,vx=v0cos, t1=t2=.抛出点和落地点若在同一水平面上，则抛出点速率等于落地点速率，且与x轴正方向夹角大小不变。图1-5-54弹道曲线定义：由于空气阻力的影响，斜抛运动的轨迹不再是抛物线，这种实际的抛体运动的曲线通常称为弹道曲线特点：弹道曲线与抛物线是不同的由于空气阻力的影响，弹道曲线的升弧长而平，降弧短而弯曲，不再是对称的若不考虑空气阻力或抛出物的速度较小，可认为物体做抛物线运动，因此可用前面的规律分析斜抛物体的运动 例2(单选) 斜抛物体运动的轨迹在射高两侧对称分布(抛出点与落地点在同一水平面上，空气阻力不计)，因此()A位移大小相等的位置有两处B速度大小相等的位置仅有两处C从抛出点到最高点的时间一定等于从最高点至落地点的时间D整个过程中速度方向时刻在改变，且速率也越来越大解析：在整个过程中，位移的大小和方向均不相同，则选项A错；轨迹上等高的两点速度大小相等，方向不同，而且在全过程中，速度方向时刻在改变，速度大小先减小后增大，故选项B、D均不正确；斜抛运动的轨迹关于经过最高点的竖直线对称，其运动也具有对称性，则选项C正确答案：C触类旁通2.（单选）如图156所示，从距离墙壁为l的水平地面上的A点，以初速度v0、抛射角45°，斜向上抛一球，球恰在上升到最高点时与墙相碰，碰后被水平反弹回来，落到地面上的C点，且OC.则小球被反弹的速度v的大小与初速度v0的大小之比为( )图156A12 B.1 C.1 D.1解析：斜抛运动以其顶点为界，可以分成上升和下落两个过程，这两个过程有一定对称性下落过程实际上就是以水平分速度v0cos 为初速度的平抛运动如果小球上升到最高点与墙壁碰撞后速度大小不变，仍为v0cos ，则小球碰撞后做平抛运动，轨迹形状与上升时相同，即从B到A.再把B到A的过程与B到C的过程相比较，它们从同一高度被水平抛出，因此，在空中飞行的时间t相等，根据水平位移之比，可得反弹速度vv0cos v0，即.答案：D方法技巧易错易混实验透视易错易混物体做斜抛运动的时间和做平抛运动的时间混淆【例3】一座炮台置于距地面60 m高的山崖边，以与水平线成45°角的方向发射一颗炮弹，炮弹离开炮口时的速度为120 m/s，求：(1)从山崖上看，炮弹所达到的最大高度；(2)炮弹落到地面的时间和速度大小；(3)炮弹从发射点到落地点的距离(不计空气阻力，g取10 m/s2)错因：误认为炮弹从抛出点下落的时间即为从抛出点开始做自由落体运动的时间，忽略了炮弹做斜抛运动时在竖直方向上的分速度以及炮弹上升的过程正解：炮弹的运动轨迹大致如图157所示图157在水平方向的分速度为v0xv0cos 45°60 m/s在竖直方向的分速度为v0yv0sin 45°60 m/s(1)当炮弹达到最高点时vy0则Hm360 m.(2)由竖直方向做竖直上抛运动，得hv0ytgt2代入数据，求得t(6 2) s17.7 svyv0ygt(60 10×17.7) m/s92.1 m/sv m/s125 m/s.(3)xv0xt60 ×17.7 m1 502 m则炮弹从发射点到落地点的距离为L m1 503 m.触类旁通3(单选) 在不考虑空气阻力的情况下，以相同大小的初速度，斜向上抛出甲、乙、丙三个小球，抛射角分别为30°、45°、60°，射程较远的手球是( )A甲 B乙 C丙 D无法确定解析：由X知，v0大小一定的情况下，当抛射角45°时，射程最远答案：B随堂练习一、单项选择题1关于斜抛运动，下列说法正确的是( B )A做斜抛运动的物体在竖直方向上受到重力作用，在水平方向受到推力作用B斜抛运动是匀变速曲线运动C斜抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定是钝角D斜抛运动在最高点的速度不为零，加速度为零解析：斜抛运动的物体仅受重力作用，故选项A错；因物体受到的重力与初速度不共线，选项B对；在上升阶段，速度与加速度方向的夹角为钝角，在下落阶段，速度与加速度方向的夹角为锐角，选项C错；在整个运动过程中，加速度恒为g，选项D错2在斜抛运动中，飞行时间T( A )A只由竖直分运动决定 B只由水平分运动决定C由竖直和水平分运动共同决定 D与竖直和水平分运动无关解析：斜抛运动在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，决定运动时间3在斜抛运动中，射高H( C )A只由抛出时的抛射角决定B只由抛出时的初速度大小v0决定C由抛出时的初速度大小v0和抛射角共同决定D与抛出时的初速度大小v0和抛射角均无关解析：由H，知选项C对4喷水管喷水的速度大小不变，喷水管与水平方向的夹角可以改变，则( C )A射程随着抛射角的增加而增大B射程随着抛射角的增加而减小C射程先随抛射角的增大而增大，后随抛射角的增大而减小D射程与抛射角无关解析：由X，可知随着增大，sin 2先增大，当45°时最大，之后X随增大而减小二、双项选择题5斜向上方抛出的物体，1 s末物体到达最高点时速度为10 m/s，若不计空气阻力，g取10 m/s2，则( AC )A物体的飞行时间为2 s B物体的初速度大小为10 m/sC物体的射程为20 m D物体的射程为20 m解析：由对称性特点知选项A对；由t得vy010 m/s，v010 m/s，选项B错；由xvx0t10×2 m20 m，选项C对，D错6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运动，则下列选项中正确的是( BC )解析：由图象的物理意义及斜抛运动的特点可知选项B、C对课后巩固提升一、单项选择题1物体以一定初速度v0斜向上抛出，做斜抛运动，下列说法正确的是( B )A物体到达最高点时，速度为零，加速度为gB做斜抛运动的飞行时间与抛射角有关，初速度一定时，抛射角越大，飞行时间越长C射高与抛射角有关，抛射角越大，射高越小D射程与抛射角无关解析：斜抛运动到达最高点时速度vv0cos ，加速度ag，选项A错；由斜抛运动的射程X，射高Y，飞行时间T可知，选项B对，C、D错2A、B两物体初速度相同，A沿与水平方向成角的光滑斜面上滑，B与水平方向成角斜向上抛，它们所能达到的最大高度分别为HA和HB，关于HA和HB大小判断正确的是( B )AHA<HB BHA>HBCHAHB D无法判断3如图151所示，两物体A、B叠合在一起做斜向上抛运动，不计空气阻力，则( D )图151A上升阶段物体A对B的压力增大B下降阶段物体A对B的压力增大C过最高点时B对A的支持力与A的重力大小相等D在运动的整个过程中AB间无相互作用力解析：做斜抛运动的物体处于完全失重状态4关于弹道曲线，下列说法正确的是( B )A弹道曲线的升弧和降弧对称B弹道曲线的升弧和降弧不对称C弹道曲线是一理想的抛物线D弹道曲线是一半径不变的圆弧曲线5做斜抛运动的物体到达最高点时( D )A具有水平方向的速度和水平方向的加速度B速度为零，加速度向下C速度不为零，加速度为零D具有水平方向的速度和向下的加速度6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，抛射角分别为30°、45°、60°，射程较远的手球是( B )A甲 B乙 C丙 D无法确定解析：由X知，v0大小一定的情况下，当抛射角45°时，射程最远7从斜向上的炮筒中射出的炮弹，实际上炮弹的阻力不能忽略，它的轨迹称为弹道曲线，下列说法中正确的是( D )A弹道曲线仍为抛物线B弹道曲线的射高变大，射程变小C弹道曲线的射高变小，射程变大D弹道曲线的射高与射程均变小解析：由弹道曲线的特点可知选项D正确8在竖直上抛、平抛、斜抛等所有抛体运动中，它们所具有的加速度的大小( A )A都相同 B都不相同 C不一定 D都等于零解析：对于所有的抛体运动，其仅受重力作用，所以它们所具有的加速度均为g.9一物体做斜抛运动，在由抛出到落地的过程中，下列表述中正确的是( D )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解析：斜抛运动仅受重力作用，其加速度为g，恒定不变，则选项A错；斜抛运动水平方向为匀速直线运动，水平分速度不变，在最高点只是竖直分速度为0，则选项C错，D对；对于整个过程，物体的速度先减小后增大，则选项B错10一个做斜抛运动的物体，它能到达的最大高度为40 m，水平射程为60 m，则抛出点与最高点间的距离为( C )A30 m B40 m C50 m D60 m解析：斜抛运动的轨道关于以最高点对称，L50 m.二、双项选择题11做斜抛运动的物体，下列哪些物理量不变( AB )A加速度 B水平分速度C在相同高度处的速度 D竖直分速度解析：斜抛运动是匀变速曲线运动，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动因此，选项A、B对，C、D错12关于斜抛运动，下列说法正确的是( AD )A是匀变速曲线运动B水平方向的分运动是平抛运动C是非匀变速运动D竖直方向的分运动是匀变速直线运动9下列关于斜抛运动的说法正确的是( BD )A抛射角一定时，初速度越小，运行时间越长B抛射角一定时，初速度越大，运行时间越长C初速度一定时，抛射角越小，运行时间越长D初速度一定时，抛射角越大，运行时间越长解析：由斜抛运动的运行时间T知，当抛射角一定时，初速度越大，运行时间越大；初速度一定时，抛射角越大，运行时间越大故选项B、D正确13以相同的初速度大小、不同的抛射角同时抛出A、B、C三个小球，它们的抛射角分别为30°、45°和60°，下列说法正确的是( AC )AA、B、C三球在运动过程中加速度相等BA、B、C三球的飞行时间相同CA、B、C三球的射程XAXC<XBDA、B、C三球的射高YAYC<YB解析：斜抛运动仅受重力作用，故加速度均恒为g，选项A对；由飞行时间T、射程X、射高Y知，选项C对，B、D错14下列关于斜抛运动射程的说法正确的是( AD )A射程大小，取决于抛出速度的大小和抛射角的大小B以相等的速度抛出，抛射角越小，射程越大C以相等的速度抛出，抛射角越大，射程越小D以相等的速度抛出，改变抛射角，两次射程可能不同解析：由射程的计算公式X知，射程的大小取决于抛出速度的大小和抛射角的大小，选项A对；当抛出速度一定时，抛射角等于45°时，射程最大，B、C错；抛出速度一定时，抛射角不同，射程可能不同，D对三、非选择题15以初速度v010 m/s、方向与水平方向成60°角斜向上抛出一物体，不计一切阻力，求：该物体的飞行时间、射程和射高(g取10 m/s2)解：由飞行时间T s s射程X m5 m射高Y m3.75 m.16有人站在高为12 m的楼顶斜向上抛出一石子，已知抛出方向与水平面成30°，石子经2 s落至地面，不计空气阻力，求此人的抛出速度为多大？石子落地时的速率为多少？(g取10 m/s2)解：石子抛出后在竖直方向的分运动为竖直上抛运动，对于全过程，由yv0ytgt2有12 mv0sin 30°×2×10×22，求得v08 m/s当石子刚好落地时vyv0sin 30°gt(8×sin 30°10×2) m/s16 m/svxv0sin 60°4 m/sv m/s17.4 m/s.图15217如图152所示，一架飞机距地面高为h，以匀速v1水平飞行今有一座高射炮要击中飞机设高射炮炮弹的初速度为v0，与水平方向所成的夹角为.并设发射时飞机在高射炮的正上方，空气阻力可不计那么要击中飞机，v0必须满足什么条件？并讨论v0和的关系解：炮弹击中飞机必须满足两个条件：v0cos v1，Hh而H联立解得：v0sin v0可以不同，也可以不同，但必须满足v0cos v1，v0sin .10