5.4. 抛体运动的规律（二） 学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修二素养提升学案 第五章 抛体运动 5.4. 抛体运动的规律（二） 【课标解读】 1.理解抛体运动的特点和规律。 2.让学生能根据运动合成与分解的方法探究出斜抛运动的一般规律。 3.能分析斜抛运动并解决相关简单问题。 【核心素养】 物理观念：用“演绎推理”的方法生成斜抛运动的规律，使学生亲历物理观念建立的过程。 科学思维：利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透“化曲为直”“化繁为简”“等效替换”等重要的物理思想。 科学探究：通过实例分析再次体会斜抛运动的规律。 科学态度与责任：通过对斜抛运动规律的建立，增强学生学习物理的兴趣，感受学习成功的快乐。 【知识点探究】 一、　一般的抛体运动 1．定义：如果物体被抛出时的速度v0不沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方，且只受重力的作用，这样的抛体运动称为斜抛运动。 2．性质 由于做斜抛运动的物体只受重力，且初速度与合力不在同一直线上，故斜抛运动是匀变速曲线运动。斜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或竖直下抛运动的合运动。 二、斜抛运动规律(以斜上抛运动为例，如图所示，其中θ为v0与水平方向的夹角) 水平方向：v0x＝v0cos_θ，x＝v0t_cos_θ。 竖直方向：v0y＝v0sin_θ，y＝v0t_sin_θ－gt2。 【课堂互动】 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：斜抛运动是匀变速运动吗？ 提示：不考虑空气阻力的影响，所有的抛体运动都是匀变速运动，斜抛运动是匀变速运动。 活动2：图中是按什么方式解决斜抛运动问题的？ 提示：图中是把斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动(初速度v0x一直不会变)和竖直方向的竖直上抛运动(v0y是竖直方向的初速度)。 活动3：在斜上抛运动中轨迹的最高点速度有什么特点？ 提示：轨迹的最高点竖直方向的分速度为零，故此时物体的速度沿水平方向，且等于v0x。 【总结提升】 1．斜抛运动的特点 (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变化量的大小相等，方向均竖直向下，Δv＝gΔt。 (4)对称性特点(斜上抛) ①速度对称：轨迹上关于过轨迹最高点的竖直线对称的两点速度大小相等，水平方向速度相同，竖直方向速度等大反向。如图所示。 ②时间对称：关于过轨迹最高点的竖直线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。 2．斜上抛运动物理量之间的关系 (1)物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做竖直上抛运动，所以t时刻物体的分速度为：vx＝v0cos θ，vy＝v0sin θ－gt，t时刻物体的位置坐标为。 (2)如果物体的落点与抛出点在同一水平面上，则飞行时间：t＝＝， 射高：y＝ eq \f(v,2g)＝ eq \f(vsin2θ,2g)， 射程：x＝v0cosθ·t＝ eq \f(2vsin θcos θ,g)＝ eq \f(vsin 2θ,g)。 【典例分析】 例题　一个棒球以38 m/s的速度从水平地面附近被击出，仰角为37°，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)求： (1)该球上升达到的最大高度； (2)该球的飞行时间； (3)射程。 【思路分析】 (1)斜抛运动的性质是什么？ 提示：斜抛运动是匀变速曲线运动。 (2)解决斜抛运动问题的思想和方法是什么？ 提示：思想———化曲为直。 方法———把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。 【解析】 　斜抛运动的水平方向分运动为匀速直线运动，竖直方向分运动为竖直上抛运动。 (1)该球上升达到的 ... ...