2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 4 斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))學(xué)案 教科版必修2
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2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動(dòng) 4 斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))學(xué)案 教科版必修2
4 斜拋運(yùn)動(dòng)(選學(xué))
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道斜拋運(yùn)動(dòng),會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法分析斜拋運(yùn)動(dòng).2.通過實(shí)驗(yàn)探究斜拋運(yùn)動(dòng)的射高和射程跟初速度和拋射角的關(guān)系,并能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中.
一、斜拋運(yùn)動(dòng)
1.定義:當(dāng)不考慮空氣的阻力時(shí),一個(gè)物體沿斜向拋出后的運(yùn)動(dòng),叫做斜拋運(yùn)動(dòng).
2.軌跡:斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡也是一條拋物線.
3.射程:斜拋運(yùn)動(dòng)的射程跟拋射體的初速度和拋射角有關(guān).
(1)拋射角一定時(shí),初速度越大,射程越大.
(2)初速度一定時(shí),當(dāng)拋射角為45°時(shí),射程最大.
二、空氣阻力對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的影響
當(dāng)斜拋物體的速度較小時(shí),空氣阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略,此時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為拋物線;當(dāng)斜拋物體的速度很大時(shí),空氣阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很大影響,物體的軌跡形狀不對(duì)稱,這種軌跡叫做彈道.
1.判斷下列說法的正誤.
(1)斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng).(√)
(2)斜拋運(yùn)動(dòng)的速度一直在減小.(×)
(3)做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)速度為0.(×)
(4)做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上不是勻速直線運(yùn)動(dòng).(×)
(5)斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng).(√)
2.有一小球,從地面以角度(與水平面夾角)θ=45°,初速度v0=10m/s拋出,則小球達(dá)到的最大高度為________m,小球落到地面所用的時(shí)間為________s.(取g=10 m/s2,忽略空氣阻力)
答案 2.5
一、斜拋運(yùn)動(dòng)
體育運(yùn)動(dòng)中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標(biāo)槍(如圖1所示)等都可以視為斜拋運(yùn)動(dòng).我們以運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球?yàn)槔?,分析并回答以下問題:
圖1
(1)鉛球離開手后,如不考慮空氣阻力,其受力情況、速度有何特點(diǎn)?
(2)將鉛球的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,鉛球在水平方向和豎直方向分別做什么運(yùn)動(dòng)?
(3)鉛球在最高點(diǎn)的速度是零嗎?
答案 (1)不考慮空氣阻力,鉛球在水平方向不受力,在豎直方向只受重力,加速度為g,其初速度不為零,初速度方向斜向上方.
(2)鉛球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng).
(3)不是.由于鉛球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以鉛球在最高點(diǎn)的速度等于水平方向的分速度.
1.斜拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):由于斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度是重力加速度,且與速度方向有夾角,因此,斜拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).
2.斜拋運(yùn)動(dòng)的研究方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解.
若物體的初速度為v0,方向斜向上,與水平方向夾角為θ,
將初速度v0進(jìn)行分解,則
v0x=v0cosθ,v0y=v0sinθ
(1)水平方向:物體不受外力,始終以v0x做勻速直線運(yùn)動(dòng).
(2)豎直方向:受重力作用,物體有向上的初速度v0y,則物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng).
例1 關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( )
A.物體拋出后,速度增大,加速度減小
B.物體拋出后,速度先減小,再增大
C.物體拋出后,沿著軌跡的切線方向,先做減速運(yùn)動(dòng),再做加速運(yùn)動(dòng),加速度始終沿著切線方向
D.斜拋物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
答案 D
解析 斜拋物體的運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向是豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng),拋出后只受重力作用,故加速度恒定.若是斜上拋則豎直分速度先減小后增大,若是斜下拋則豎直分速度一直增大,故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.由于斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力的作用且與初速度方向不共線,故做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確.
針對(duì)訓(xùn)練 (多選)斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)是( )
A.加速度都是g
B.運(yùn)動(dòng)軌跡都是拋物線
C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間都與拋出時(shí)的初速度大小有關(guān)
D.相同時(shí)間內(nèi)速度變化都相等
答案 ABD
解析 斜拋運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)都是僅受重力作用的拋體運(yùn)動(dòng),因此其加速度都是相同的,都為重力加速度,因此選項(xiàng)A、D正確.它們的軌跡均為拋物線,選項(xiàng)B正確.斜拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由豎直方向的分運(yùn)動(dòng)決定,平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅與豎直方向上的位移有關(guān),與初速度無關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.
二、斜拋運(yùn)動(dòng)的射程
如圖2所示,一炮彈以初速度v0斜向上方飛出炮筒,初速度與水平方向夾角為θ,空氣阻力不計(jì).
圖2
(1)求解炮彈在空中的飛行時(shí)間、射高和射程;
(2)由射程的表達(dá)式,討論影響射程的因素有哪些?
答案 (1)先建立直角坐標(biāo)系,將初速度v0分解為:
v0x=v0cosθ,v0y=v0sinθ
飛行時(shí)間:t==
射高:Y==
射程:X=v0cosθ·t==
可見,給定v0,當(dāng)θ=45°時(shí),射程達(dá)到最大值Xmax=.
(2)射程X=,由此可以看出射程的大小與初速度和拋射角有關(guān).
1.斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋或豎直下拋運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).
2.斜拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律(以斜向上拋為例,如圖3)
圖3
(1)水平方向:vx=v0x=v0cosθ,
x=vxt=v0tcosθ.
(2)豎直方向:vy=v0y-gt=v0sinθ-gt
y=v0yt-gt2=v0sinθ·t-gt2.
(3)飛行時(shí)間t=t上+t下=
(4)射高:Y==
射程:X=v0x·t=v0cosθ·=
(5)射高、射程與拋射角的關(guān)系(初速度大小一定)
當(dāng)0<θ<45°時(shí),隨著拋射角的增大,射程增大,射高也增大;當(dāng)θ=45°時(shí),射程最大;當(dāng)45°<θ<90°時(shí),隨著拋射角的增大,射程減小,射高增大;當(dāng)θ=90°時(shí),射程為零,射高最大.
例2 在水平地面上沿與水平方向成α=37°角的方向,以初速度v0=20m/s斜向上拋出一物體,求物體從拋出到落地的時(shí)間以及它運(yùn)動(dòng)的最大高度和射程.在初速度大小v0=20 m/s不變的情況下,若要使物體的水平射程最大,拋射角應(yīng)多大?最大射程是多少?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案 2.4s 7.2m 38.4m 45° 40m
解析 根據(jù)豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可求得物體從拋出到落地的時(shí)間
t==s=2.4s
物體上升的最大高度
H==m=7.2m
斜拋運(yùn)動(dòng)的射程
X′=v0cosα·t=20×0.8×2.4m=38.4m
設(shè)拋射角為θ,飛行時(shí)間為T,根據(jù)射程與拋射角的關(guān)系得
X=v0xT=v0cosθ·=
可以判斷,當(dāng)拋射角θ=45°時(shí),射程最大,最大射程Xmax==40m
【考點(diǎn)】對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解和規(guī)律應(yīng)用
【題點(diǎn)】用運(yùn)動(dòng)分解的觀點(diǎn)分析斜拋運(yùn)動(dòng)
斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性
1.時(shí)間對(duì)稱:相對(duì)于軌跡最高點(diǎn),兩側(cè)對(duì)稱的上升時(shí)間等于下降時(shí)間.
2.速度對(duì)稱:相對(duì)于軌跡最高點(diǎn),兩側(cè)對(duì)稱的兩點(diǎn)速度大小相等.
3.軌跡對(duì)稱:斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡相對(duì)于過最高點(diǎn)的豎直線對(duì)稱.
1.(對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解)(多選)關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng),忽略空氣阻力,下列說法中正確的是( )
A.斜拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)
B.斜拋運(yùn)動(dòng)的速度一直減小
C.斜拋運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)速度不為零
D.斜拋運(yùn)動(dòng)的加速度是恒定的
答案 ACD
解析 做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力作用,加速度為g,水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),豎直方向做加速度為g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),斜上拋運(yùn)動(dòng)速度先減小后增大.在最高點(diǎn)時(shí)有水平速度.故A、C、D正確.
2.(對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解)做斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)可以分解為水平和豎直方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),下列圖像中正確描述豎直方向上物體運(yùn)動(dòng)的速度的是( )
答案 C
3.(斜拋運(yùn)動(dòng)的射高)A、B兩物體初速度相同,A沿與水平方向成θ角的光滑斜面上滑;B與水平方向成θ角斜上拋.它們所能達(dá)到的最大高度分別為HA和HB,則下列關(guān)于HA和HB的大小判斷正確的是( )
A.HA<HB B.HA=HB
C.HA>HB D.無法確定
答案 C
解析 假設(shè)初速度為v0,在光滑斜面上,對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可以得到物體的加速度a==gsinθ,設(shè)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的長度為l,則v02=2glsinθ,離地面的最大高度HA=lsinθ=;斜向上拋時(shí),B物體豎直分速度vy=v0sinθ,上升的最大高度HB=<HA.
4.(斜拋運(yùn)動(dòng)的射程)用彈簧槍將一小鋼珠從地面沿與豎直方向成37°角斜向上彈出(不計(jì)空氣阻力),經(jīng)4s后鋼珠落地,則小鋼珠被彈出時(shí)的速度大小為________m/s,小鋼珠的水平射程為________ m.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案 25 60
解析 根據(jù)對(duì)稱性可知,鋼珠上升的時(shí)間與下落的時(shí)間相等,均為t=2s,設(shè)彈出時(shí)的速度大小為v0,則有t=,解得v0=25m/s.水平射程為X=2t·v0sin37°=60m.
一、選擇題
考點(diǎn)一 對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解
1.斜拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)相比較,相同的是( )
A.都是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
B.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),而斜拋運(yùn)動(dòng)是非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.都是加速度逐漸增大的曲線運(yùn)動(dòng)
D.平拋運(yùn)動(dòng)是速度一直增大的運(yùn)動(dòng),而斜拋運(yùn)動(dòng)是速度一直減小的運(yùn)動(dòng)
答案 A
解析 斜拋和平拋都做曲線運(yùn)動(dòng)且只受重力,產(chǎn)生的加速度為g,故均為勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A正確,B、C錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)是速度一直增大的運(yùn)動(dòng),而斜上拋運(yùn)動(dòng)是速度先減小后增大的運(yùn)動(dòng),斜下拋運(yùn)動(dòng)是速度一直增大的運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.
2.某同學(xué)斜向上拋出一鉛球,忽略空氣阻力.鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像是( )
答案 B
解析 由題意知,忽略空氣阻力,鉛球拋出后只受重力,由牛頓第二定律知,其加速度為g且保持不變,故B正確.
3.(多選)關(guān)于斜上拋運(yùn)動(dòng),下面的說法正確的是( )
A.拋射角一定,初速度小時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
B.拋射角一定,初速度大時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
C.初速度大小一定,拋射角小時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
D.初速度大小一定,拋射角大時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
答案 BD
解析 斜拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間取決于豎直方向的分運(yùn)動(dòng).
4.(多選)如圖1是斜向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,C點(diǎn)是軌跡的最高點(diǎn),A、B是軌跡上等高的兩個(gè)點(diǎn).下列敘述中正確的是(不計(jì)空氣阻力)( )
圖1
A.物體在C點(diǎn)的速度為零
B.物體在A點(diǎn)的速度與在B點(diǎn)的速度相同
C.物體在A點(diǎn)、B點(diǎn)的水平分速度均等于物體在C點(diǎn)的速度
D.物體在A、B、C三點(diǎn)的加速度相同
答案 CD
解析 速度是矢量,物體在A、B兩點(diǎn)的速度大小相等,方向不相同.斜拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上是勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向的加速度總為g.
5.一小球以初速度v0與水平面成α角斜向上拋出,球從拋出到落至與拋出點(diǎn)同一高度時(shí)速度的變化量大小為( )
A.v0sinα B.2v0sinα
C.v0cosα D.2v0cosα
答案 B
解析 對(duì)速度分解可知,小球從拋出到落到與拋出點(diǎn)同一高度時(shí)速度變化量的大小為2v0sinα,所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤.
考點(diǎn)二 斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
6.某同學(xué)在籃球場(chǎng)地上做斜上拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),設(shè)拋出球的初速度為20m/s,拋射角分別為30°、45°、60°、75°,不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于球的射程,以下說法中正確的是( )
A.以30°角度拋射時(shí),射程最大
B.以45°角度拋射時(shí),射程最大
C.以60°角度拋射時(shí),射程最大
D.以75°角度拋射時(shí),射程最大
答案 B
解析 不計(jì)空氣阻力,球做斜上拋運(yùn)動(dòng),水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),設(shè)拋射角為θ,則球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=;
水平射程x=v0tcosθ=v0cosθ·=
可知,當(dāng)拋射角為θ=45°時(shí),射程x最大,故選項(xiàng)B正確.
7.(多選)如圖2所示,在一次投籃游戲中,小剛同學(xué)調(diào)整好力度,將球從A點(diǎn)向籃筐B(yǎng)投去,結(jié)果球沿著一條弧線飛到籃筐后方.已知A、B等高,不計(jì)空氣阻力,則下次再投時(shí),他可能作出的調(diào)整為( )
圖2
A.減小初速度,拋出方向不變
B.增大初速度,拋出方向不變
C.初速度大小不變,增大拋出角度
D.初速度大小不變,減小拋出角度
答案 ACD
解析 設(shè)球在水平方向從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為t,A、B間的距離為d,則有t=,而在豎直方向,則有t′=,球飛過籃筐,所以t<t′,得到<,整理得:v02sin2θ>gd,當(dāng)g、d不變時(shí),要使等式成立,若初速度大小不變,則夾角θ以45°為界,若夾角小于45°,則必須減小θ;若夾角大于45°,則可以增大θ;若拋出方向不變,則必須減小初速度的大小,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤.
8.如圖3所示,將小球沿與水平方向成α角的方向以速度v斜向右上拋出,經(jīng)時(shí)間t1擊中墻上距水平面高度為h1的A點(diǎn);再將此球仍從同一點(diǎn)以相同速率拋出,拋出速度與水平方向成β(β>α)角(圖中未標(biāo)出),經(jīng)時(shí)間t2擊中墻上距水平面高度為h2的B點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),空氣阻力不計(jì).則( )
圖3
A.t1一定小于t2 B.t1一定大于t2
C.h1一定小于h2 D.h1一定大于h2
答案 A
解析 小球被拋出后,僅受重力作用,即在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),無論小球是在上升階段還是在下落階段擊中墻壁,其水平方向的位移都相等,因此有:vcosα·t1=vcosβ·t2,由于β>α,因此vcosα>vcosβ,所以有:t1<t2,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;因小球擊中墻壁時(shí)可能在小球上升階段,也可能在下落階段,因此h1與h2的大小關(guān)系不能確定,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.
9.如圖4所示,從地面上同一位置拋出兩小球A、B,分別落在地面上的M、N點(diǎn),兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同.空氣阻力不計(jì),則( )
圖4
A.B的加速度比A的大
B.B的飛行時(shí)間比A的長
C.B在最高點(diǎn)的速度比A在最高點(diǎn)的大
D.B在落地時(shí)的速度比A在落地時(shí)的小
答案 C
解析 由題意可知,A、B兩小球均做斜拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的分解可知:水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),兩球的加速度均為重力加速度g,故A錯(cuò)誤;設(shè)上升的最大高度為h,在下落過程,由h=gt2,可知下落時(shí)間t=,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,兩球上升時(shí)間和下落時(shí)間相等,故兩小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,故B錯(cuò)誤;由x=vxt,可知vxA<vxB,由vy2=2gh,可知落地時(shí),豎直方向的速度vyA=vyB,再由v=,可知B球在落地時(shí)的速度比A球在落地時(shí)的大,所以C正確,D錯(cuò)誤.
10.(多選)如圖5所示,在地面上方某一高度處將A球以初速度v1水平拋出,同時(shí)在A球正下方地面處將B球以初速度v2斜向上拋出,結(jié)果兩球在空中相遇,不計(jì)空氣阻力,則兩球從拋出到相遇過程中( )
圖5
A.A和B的初速度大小關(guān)系為v1<v2
B.A和B的加速度大小關(guān)系為a1>a2
C.A做勻變速運(yùn)動(dòng),B做變加速運(yùn)動(dòng)
D.A和B的速度變化量相同
答案 AD
解析 如圖所示,設(shè)v2與水平方向夾角為θ,兩球分別做平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng),都只受重力作用,做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度均為g,B、C錯(cuò)誤;兩球經(jīng)過相等時(shí)間Δt在空中相遇,則水平位移相等,故v1Δt=v2cosθΔt,v1<v2,A正確;由加速度的定義式a==g得Δv=gΔt,故兩球從拋出到相遇過程中,速度變化量相同,D正確.
11.(多選)如圖6所示,從水平地面上A、B兩點(diǎn)同時(shí)拋出兩個(gè)物體,初速度分別為v1和v2,與水平面的夾角分別為30°和60°.某時(shí)刻兩物體恰好在AB連線上一點(diǎn)O(圖中未畫出)的正上方相遇,且此時(shí)兩物體速度均沿水平方向(不計(jì)空氣阻力).則( )
圖6
A.v1>v2 B.v1=v2
C.OA>OB D.OA<OB
答案 AC
解析 兩物體做斜拋運(yùn)動(dòng),從拋出到相遇在豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng),對(duì)A物體,v1x=v1cos30°=v1,v1y=v1sin30°=v1,豎直方向通過的位移為h==;對(duì)B物體,v2x=v2cos60°=,v2y=v2sin60°=v2,豎直方向通過的位移為h′==,因h=h′,聯(lián)立可得v1>v2,故A正確,B錯(cuò)誤;由于v1x=v1,v2x=v2,則v1x>v2x,所以A在水平方向通過的位移大于B在水平方向通過的位移,即OA>OB,故C正確,D錯(cuò)誤.
二、非選擇題
12.(斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)世界上最窄的海峽是蘇格蘭的塞爾海峽,它位于歐洲大陸與塞爾島之間,這個(gè)海峽只有約6m寬,假設(shè)有一位運(yùn)動(dòng)員,他要以相對(duì)于水平面37°的角度進(jìn)行“越海之跳”,可使這位運(yùn)動(dòng)員越過這個(gè)海峽的最小初速度是多少?(忽略空氣阻力.sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
答案 m/s
解析 設(shè)該運(yùn)動(dòng)員的最小初速度為v0,其在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離恰為6m,則其水平分速度:v0x=v0cos37°
水平位移:x=v0xt
豎直分速度:v0y=v0sin37°
運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=2
由以上幾式代入數(shù)據(jù)解得:v0=m/s.
【考點(diǎn)】對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)的理解和規(guī)律應(yīng)用
【題點(diǎn)】用運(yùn)動(dòng)分解的觀點(diǎn)分析斜拋運(yùn)動(dòng)
13.(斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)從某高處以6m/s的初速度、以30°拋射角斜向上拋出一石子,落地時(shí)石子的速度方向和水平線的夾角為60°,(忽略空氣阻力,g取10 m/s2)求:
(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)石子的水平射程;
(3)石子拋出后,相對(duì)于拋出點(diǎn)能達(dá)到的最大高度;
(4)拋出點(diǎn)離地面的高度.
答案 (1)1.2s (2)m (3)0.45m (4)3.6m
解析 (1)如圖所示:石子落地時(shí)的速度方向和水平線的夾角為60°,則=tan60°=
即:vy=vx=v0cos30°=×6×m/s=9 m/s
取豎直向上為正方向,落地時(shí)豎直方向的速度向下,則
-vy=v0sin30°-gt,得t=1.2s
(2)石子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng):x=v0tcos30°=6××m=m.
(3)當(dāng)石子速度的豎直分量減為0時(shí),達(dá)到最大高度
v0y=v0sin30°=6×m/s=3 m/s.
由v0y2=2gh得
h==m=0.45m.
(4)由豎直方向位移公式:h1=v0sin30°×t-gt2=6××1.2m-×10×1.22m=-3.6m,負(fù)號(hào)表示落地點(diǎn)比拋出點(diǎn)低.
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