3.4 斜抛运动 课件 (1)

课件25张PPT。第4节 斜抛运动1．经历斜抛运动的探究过程，尝试运用科学探究的方法研究和解决斜抛运动．
2．知道斜抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动．
3．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.一、斜抛运动的轨迹
?定义：以一定的_______将物体与水平方向成一定角度_______抛出，物体仅在_____作用下所做的曲线运动．
?运动特点
(1)初速度：具有一定的初速度v0，初速度的方向_______ (与水平方向的夹角为θ)．
(2)受力情况：只受_____ ．
斜向上初速度重力斜向上 重力 (3)斜抛运动的分解：
如图3－4－1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：
图3－4－1 水平方向：由于不受外力作用，分运动为_____________，
速度大小为_______．
竖直方向：由于受到重力作用，该分运动是加速度为g的
_____________ ，初速度大小为_______．
(4)斜抛运动的轨迹：抛物线．
匀速直线运动v0cosθ竖直上抛运动v0sinθ二、斜抛运动的射高和射程
?射高
斜抛运动中物体所能达到的_________．
?射程
物体从抛出点到落地点的_________ ．
?射程和射高与_______和_______有关．
思考　能否把竖直上抛看做是斜抛运动的特例？
提示　能．当斜抛运动的抛射角为90°时即为竖直上抛运动.最大高度水平距离初速度抛射角一、斜抛运动
?定义
以一定的初速度将物体与水平方向成一定角度斜向上抛出，物体仅在重力作用下所做的曲线运动叫做斜抛运动．例如，踢向空中的足球、投出的标枪等．
?性质
由于做斜抛运动的物体只受重力作用，由牛顿第二定律可知，其加速度恒为g，所以是匀变速运动；又因重力与速度不在一条直线上，物体做曲线运动．所以，斜抛运动是匀变速曲线运动，其轨迹是抛物线．
?分解方法
以抛出点为原点，建立直角坐标系，如图3－4－2所示，将斜抛运动的初速度v0分解为沿水平方向的分量v0x和沿竖直方向的分量v0y.
图3－4－2　斜抛运动初速度的分解 这样，物体的运动就可以看成是以下运动的合运动：
在水平方向，不受外力作用，物体以v0x＝v0cos θ的速度做匀速直线运动．
在竖直方向，物体因受重力作用，有竖直向下的重力加速度g，同时有竖直向上的初速度v0y＝v0sin θ，故物体做竖直上抛运动．
?规律
在任一时刻t，物体的速度v、位置坐标P(x、y)、位移s的关系如下：
温馨提示　(1)斜抛运动的轨迹关于最高点左右对称．
(2)斜抛运动的物体处在最高点时，加速度不等于零，速度也不等于零，a＝g，v＝vx＝v0cos θ.
(3)斜抛运动中，从最高点下落后的运动可以看成平抛运动．
二、斜抛运动物体的射高与射程
?射高：斜抛运动中，物体能够到达的最大高度叫射高h.
由图3－4－3可知，斜抛运动可分解为水平方向速度为v0cos θ的匀速直线运动，竖直方向以v0sin θ为初速度的竖直上抛运动，在竖直方向上，物体上抛到最高点所达到的高度为ymax.
图3－4－3 教材资料分析
实验与探究
探究射高和射程与初速度和抛射角的关系
(1)探究射高h和射程s与初速度的关系
实验装置如图3－4－4所示，用注射针头连接软管组成喷水嘴，再与高处盛有色水的细玻璃容器相接．保持喷水嘴方向不变，即抛射角不变．喷水时，随着容器中水位的降低，喷出水流的初速度减小，水流的射程________，射高________．
图3－4－4 (2)探究射高h和射程s与抛射角的关系
取一套输液装置，在药瓶中灌满水，按如图3－4－5所示安装好，把流量控制开关开到最大，使针头(喷水嘴)喷出水流的初速度大小保持不变．改变喷水嘴方向，即改变抛射角度(30°，45°，60°，90°等)，观察到的现象是：在抛射角小于45°的范围内，随着抛射角的增大水流的射程________，射高________；当抛射角超过45°后，随着抛射角的增大水流的射程________，射高________；当抛射角等于45°时，水流的射程________，射高________；当抛射角等于90°时，水流的射程________，射高________．
图3－4－5对斜抛运动的理解【典例1】以相同的初速度大小、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3－4－6所示，下列叙述不正确的是 (　　)．

图3－4－6A．A、B、C三球在运动过程中，加速度相同
B．B球的射程最远，所以最后落地
C．A球的射高最大，所以最后落地
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，而平抛物体在空中的运动时间只决定于抛出点的高度，故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相等，故A球最后落地，故B错误，C正确；
答案　B
借题发挥　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．
【变式1】 做斜抛运动的物体，到达最高点时 (　　)．
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
解析　做斜抛运动的物体到达最高点时，竖直方向的分速度减为零，而水平方向的分速度不变，其运动过程中的加速度始终为重力加速度g，故D正确．
答案　D
【典例2】 从某高处以6 m/s的初速度、30°的抛射角斜向上方抛出一石子，落地时石子的速度方向和水平线的夹角为60°，求石子在空中运动的时间和抛出点离地面的高度．(取g＝10 m/s2)
斜抛运动规律的应用答案　1.2 s　3.6 m
借题发挥　斜上抛运动是一个较复杂的运动，解决此类运动问题时，一般是将斜上抛运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，并且注意到水平方向上的分运动是匀速直线运动，竖直方向上的分运动是竖直上抛的匀减速直线运动，便可顺利地解决问题．
【变式2】 发射礼花弹时，礼花弹以40 m/s的速度从地面发射筒射出．已知发射筒与水平方向成60°角，求礼花弹上升的最大高度．(空气阻力不计，取g＝10 m/s2)
解析　因为礼花弹做的是斜抛运动，其竖直方向上做竖直上抛运动，运用运动学公式得0－(v0sin θ)2＝－2gH，
所以礼花弹上升的最大高度
答案　60 m