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第一章 抛体运动
第 五 节 斜抛运动
一.斜抛运动
——将物体用一定的初速度沿斜上方抛出去,仅在重力作用下物体所做的运动叫做斜抛运动
斜抛运动广泛地存在于生活、体育、农业、消防、军事、航天等领域。斜抛运动的知识有着极重要的应用。
二.斜抛运动的分解
1.斜抛运动只受重力作用,初速度斜向上方,所以斜抛运动是曲线运动。
2.斜抛运动水平方向不受力,所以水平方向应做匀速直线运动。
3.竖直方向受到重力的作用,所以竖直方向应做竖直上抛运动。
——斜抛运动可以分解为:
①是水平方向的匀速直线运动。初速度: vx0=v0cosθ
②竖直方向上的竖直上抛运动。初速度: vy0=v0sinθ
物体做斜抛运动时,描述物体在竖直方向的分速度vy(取向上为正)随时间变化的图线是图中的( )
解析:斜抛运动的竖直分运动是竖直上抛运动,其运动的速度为先均匀减小到零,后反向又均匀增大,由于规定向上为正方向,故速度先为正,后为负,A正确.
答案:A
三.斜抛运动的规律
1.任意时刻t 物体的位置:
2.任意时刻t 物体的速度:
3.注意斜抛运动中的对称关系:
——速度对称 角度对称 时间对称
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(如右图).
(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:其运动轨迹关于最高点的竖直线对称.
四.斜抛运动的射程与射高
1.射程——从抛出点到落地点的水平距离。用 X 表示。
2.射高——从抛出点的水平面到轨迹最高点的高度。用 Y 表示。
射程
射高
飞行时间
3.飞行时间——从抛出到落地所用的时间。用 T表示。
求射高
四.怎样计算射程、射高和飞行时间?
X=voxt
求射程
射程
射高
飞行时间:
思考:
射程和射高与哪些因素有关?
1、射程:
与初速度、抛射角的关系
θ一定时,射高随初速度v0增大而增大
初速度v0一定时,射高随θ的增大而增大
2、射高:
与初速度、抛射角的关系
θ一定时,射程随初速度v0增大而增大
初速度v0一定时,射程随θ(<45°)的增大而增大
【请思考】
斜抛运动可以分解为:
①是水平方向的匀速直线运动。
②竖直方向上的竖直上抛运动。
除了这种分解方法外,斜抛运动是否还能作其他形式的分解?如果可以,请提出分解方案。
斜抛运动可分解为( )
A.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
C.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D.沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
解析:若将斜抛运动按水平方向和竖直方向正交分解,两分运动分别为匀速直线运动和竖直上抛运动,故A、C错误,B正确;若沿初速度方向分解出一匀速直线运动,则另一分运动为竖直方向的自由落体运动,故D错误.
答案:B
五.弹道曲线
——作斜抛运动的炮弹(物体)在空气中飞行的实际轨迹,称为弹道曲线。
注意:
1.弹道曲线的升弧和降弧不再对称。
——升弧长而平伸,降弧短而弯曲。
2.弹道曲线形成的原因主要时是空气阻力。
——空气阻力影响的程度与抛体本身的形状和质量、
空气的密度、 抛体的速率等因素有关。
(双选)下列物体的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
AC
空气阻力
初速度水平,平抛
课堂练习
下列关于物体做斜抛运动的叙述,正确的是 ( )
A、物体受到变力作用,且力的方向与初速度不在一条直线
上,物体做斜抛运动
B、物体受到恒力作用,且力的方向与初速度垂直时,物体
做斜抛运动
C、物体受到恒力作用,且力的方向与初速度不在一条直线
上,物体一定 做斜抛运动
D、物体只受重力作用,且力的方向与初速度不在一条直线
上,也不垂直时,物体一定 做斜抛运动
D
【例 2】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
C
C
1、斜抛运动
2、斜抛运动分解为
水平方向:
匀速直线运动
竖直方向:
竖直上抛运动
X轴:
Y轴:
3、斜抛运动的规律:先分解再合成
位移: x=voxt= v0t cosθ
位移:
速度:vy=v0y-gt=v0sin θ-gt
速度 :vx =v0x =v0 cosθ
水平方向:
竖直方向:
课堂小结
4、斜抛运动的射程与射高
射程
射高
本节内容结束
关于斜抛运动,下列说法正确的是( )
A.飞行时间只与抛射角有关
B.射高只与初速度大小有关
C.射程随抛射角的增大而减小
D.以上说法都不对
D
课后练习
1.(双选)做斜抛运动的物体( )
A.水平分速度不变
B.加速度不变
C.在相同的高度处有相同的速度
D.经过最高点时,即时速度为零
AB
2.做斜抛运动的物体到达最高点时,下列哪些
物理量为零( )
A.速度 B.水平分速度
C.竖直分速度 D.加速度
C