学案 5斜抛运动 (选学 ) [目标定位 ]1
知道斜抛运动, 会用运动的合成和分解的方法分析斜抛运动
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,并能将所学知识应用到生产和生活中
一、斜抛运动[问题设计 ]对于斜上抛运动,其轨迹如图1 所示,设在坐标原点以初速度v 0 沿与 x 轴(水平方向 )成 θ 角的方向将物体抛出,此时,可以将物体的斜抛运动分解为沿水平方向(x 轴方向 )和竖直方向 (y轴方向 )的两个运动
图 1 请分析两个方向分运动的规律
答案因物体在水平方向不受外力,ax=0,所以水平方向做匀速运动;物体在竖直方向只受重力作用,所以ay=- g(取竖直向上为正方向)
所以竖直方向做竖直上抛运动
所以物体沿水平和竖直两个方向的分运动规律为水平方向: vx=v0x=v 0cosθ,x=v 0xt=v0tcosθ
竖直方向: vy=v0y-gt=v 0sinθ-gt,y=v0yt-12gt2=v 0sinθ·t-12gt2
[要点提炼 ]1
斜抛运动的性质:由于斜抛运动的加速度是重力加速度,且与速度方向有夹角,因此,斜抛运动是匀变速曲线运动
其轨迹为抛物线
斜上抛运动的研究方法:采用运动的合成与分解的方法
水平方向:物体不受外力,以初速度v0x=v 0cos_θ 做匀速直线运动
竖直方向:受重力作用,加速度为g,以初速度v 0y= v0sin_θ 做竖直上抛运动
斜上抛运动的轨迹、速度、位移和时间具有对称性
二、斜抛运动的射程和射高[问题设计 ]1
一炮弹以初速度v 0 斜向上方飞出炮筒,初速度与水平方向夹角为θ,请根据图2 求解炮弹在空中的飞行时间、射高和射程
图 2 答案先建立直角坐标系,将初速度v0 分解为:v 0x= v0cosθ, v0y=v 0sinθ飞行时间: t=2v0yg =2v0sinθg射高: