2019-2020学年高中物理 第一章 抛体运动 第五节 斜抛运动课件 粤教版必修2

第一章抛体运动第五节斜抛运动第一章抛体运动1.了解物体做斜抛运动的条件．2.知道斜抛运动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．3．知道射程、射高及弹道曲线的概念．一、斜抛运动的分解1.斜抛运动(1)定义：将物体用一定的__________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．(2)做斜抛运动的条件①只受__________作用．②有一个斜上方(或斜下方)的__________．初速度重力重力初速度2.斜抛运动的分解以斜上抛为例，斜抛运动可以看成是水平方向上的____________________和竖直方向上的_______________的合运动．直线运动竖直上抛运动1．根据斜抛运动的受力情况和速度特点，你能说一下它的运动性质吗？提示：由于斜抛运动物体只受重力，加速度恒为g，并且加速度方向与速度方向不共线，所以斜抛运动是一种匀变速曲线运动．匀速二、斜抛运动的规律1.位置坐标在抛出后t秒末的时刻，物体的位置坐标为x＝______________．y＝______________．2.速度规律物体的速度分量为vx＝______________．vy＝______________．v0cosθ·tv0cosθv0sinθ－gtv0sinθ·t－12gt2(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动．()(2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动．()(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同．()提示：(1)×(2)√(3)√三、射程与射高1.定义在斜抛运动中，从物体被抛出点到落地点的_____________叫射程．从抛出点的_____________到物体运动轨迹_____________的高度叫射高．水平距离水平面最高点2.飞行时间、射高、射程的定量研究(1)飞行时间：斜抛物体从被抛出到落地，在空中的飞行时间T＝_____________．(2)射高：用Y表示，射高等于竖直上抛分运动的最大高度，即Y＝_____________．(3)射程：用X表示，由水平方向分运动的位移公式可得射程X＝_____________．v20sin2θ2g2v0sinθgv20sin2θg2．斜上抛运动物体的飞行时间与平抛运动相比有什么不同？提示：平抛运动的飞行时间只与高度有关，而斜上抛运动的飞行时间与抛出的速度v0、角度θ都有关系．四、弹道曲线1.定义当物体以一定速度_____________，在空气中实际飞行的轨迹，这种曲线叫做弹道曲线．斜向上抛出2.特点弹道曲线不是抛物线，由于物体在空气中所受阻力的影响，使弹道曲线的升弧和降弧不再对称，升弧长而__________，降弧短而_____________．平伸弯曲从炮口发射的炮弹在空中运动的轨迹为()A．严格的抛物线B．圆弧C．弹道曲线D．以上说法都不对提示：选C.炮弹在空中飞行时由于受空气阻力，所以其轨迹不是严格的抛物线，而是弹道曲线，故C正确．对斜抛运动的理解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大小变化相等，方向均竖直向下，故相等的时间内速度的变化相同，即Δv＝gΔt.4.对称性特点(斜上抛)(1)速度的对称性：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)时间的对称性：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)轨迹的对称性：其运动轨迹关于过最高点的竖直线对称．在空气中斜向上抛出的物体，当空气阻力与重力相比可忽略不计时，可按斜抛运动处理．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，速度一定先减小，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[思路点拨]斜抛运动是匀变速曲线运动，从运动分解的角度处理问题可使问题简化．[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，其轨迹为抛物线，故选项D正确．[答案]D1.(多选)关于对斜抛运动的描述，下列说法正确的是()A．做斜抛运动的物体除受重力外，还受到一个斜向上的力的作用B．斜抛运动是匀变速曲线运动，速度方向和大小总在变，但加速度不变C．投出的铅球可以近似地看成是斜抛运动D．从斜向上的炮筒中射出炮弹，炮弹在炮筒中的运动是斜抛运动解析：选BC.根据斜抛运动的概念可知，物体做斜抛运动必须满足两个条件：①v0≠0且斜向上(或斜向下)；②只受重力作用．所以斜抛运动一定是匀变速曲线运动，速度总在改变，而加速度恒定(a＝g)，A、D项错，B对；投出的铅球其初速度是斜向上的，速度不太大，所以空气阻力可以忽略，是斜抛运动，C对．斜抛运动的规律1.研究方法可以把斜上抛运动转化为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动来处理，这样处理能使问题简化．2.运动规律(1)斜上抛运动的规律位置坐标水平x＝v0cosθ·t竖直y＝v0sinθ·t－12gt2速度公式水平vx＝v0cosθ竖直vy＝v0sinθ－gt(2)斜上抛运动的几个重要物理量空中飞行时间T2v0sinθg，由初速度及抛射角决定射高Yv20sin2θ2g，由初速度及抛射角决定射程Xv20sin2θg，由初速度及抛射角决定，θ＝45°时水平位移x最大落地速度vv0(1)做斜上抛运动的物体到达最高点时竖直方向上的速度为零，水平方向速度不等于零，加速度为重力加速度．(2)θ＝45°时，射程最大：sm＝v20g；θ＝90°时，射高最大：hm＝v202g.(多选)以相同的初速度、不同的抛射角同时抛出三个小球，A、B、C三球在空中的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是()A．A、B、C三球在运动过程中加速度都相同B．B球的射程最远，所以最迟落地C．A球的射高最大，所以最迟落地D．A、C两球射程相等，两球的抛射角互为余角，即θA＋θC＝π2[解析]A、B、C三球在运动过程中只受到重力作用，故具有相同的加速度g，A正确；斜抛运动可以分成上升和下落两个过程，下落过程就是平抛运动，根据平抛物体在空中运动的时间只取决于抛出点的高度可知，A球从抛物线顶点落至地面所需的时间最长，再由对称性可知，斜抛物体上升和下落所需的时间是相等的，所以A球最迟落地，故C正确，B错误；已知A、C两球的射程相等，根据射程公式X＝v02sin2θg可知，sin2θA＝sin2θC，在θA≠θC的情况下，必有θA＋θC＝π2，才能使等式成立，故D正确．[答案]ACD斜抛物体的运动时间，不仅与初速度、抛出位置有关，还与抛射角有关，不能认为做斜抛运动的物体，射程越远，用时越长．2.大家看过飞车表演吗？演员驾驶汽车或摩托车飞越很高的障碍，让人感到惊心动魄．我们以驾驶汽车跨越黄河壶口瀑布附近的两岸为例来研究斜抛运动．如图所示，设河宽30m，人工架设的斜面最高处与对岸等高，与水平方向的夹角为30°，问车速至少要达到多少？(忽略车的长度和空气阻力，g取10m/s2)解析：设车速至少要为v，将速度分解成水平方向的匀速直线运动和竖直上抛的匀减速运动．即vx＝vcos30°①vy＝vsin30°②则汽车在空中运动的时间为t＝2vyg＝2vsin30°g③根据斜抛运动规律有：L＝vxt＝vcos30°t④由③④联立得v＝18.6m/s.答案：18.6m/s方法技巧——巧用对称性特点解决斜抛运动问题如图所示，做斜上抛运动的物体到达最高点时速度v＝24m/s，落地时速度vt＝30m/s，g取10m/s2.求：(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h和水平射程s.[解析](1)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＝30m/s，设与水平方向夹角为θ，则cosθ＝vv0＝45，故θ＝37°.(2)由(1)知，竖直方向的初速度为vy＝v20－v2＝302－242m/s＝18m/s故飞行时间t＝2vyg＝2×1810s＝3.6s.(3)射高h＝v2y2g＝1822×10m＝16.2m水平射程s＝2vt2＝2×24×3.62m＝86.4m[答案](1)30m/s与水平方向成37°夹角(2)3.6s(3)16.2m86.4m通过以上解题过程，不难得到求解该类问题的三个规律：(1)从规律的角度看，从抛出点到最高点或从最高点到落地点的运动可按平抛运动处理．(2)平抛运动的高度是斜抛运动的射高，平抛运动的水平距离的2倍是斜抛运动的射程．(3)具体应用中可根据题目的已知条件与未知条件选取斜抛运动的上升阶段或下降阶段来求解．