高中物理知識專題講解——斜拋運動

廣西戴氏教育來源：互聯(lián)網(wǎng) 時間:2021-05-14 15:36:51 點擊：0次

物理曲線的專題知識講解節(jié)段，為同學們分析斜拋運動的解體思路。斜拋運動過程中會受到外界條件的很多因素影響，比如當一個物體做斜拋運動時，他會受到空氣的阻力和地球的地心引力作用，而做一個弧線運動，在此過程中，為了減少同學們的做題難度，便于更好地精準地考察學生對此章節(jié)知識的運用和理解，一般題目中會告知忽略空氣的阻力，有時題目中沒有提到這句話，同學們也不要糾結于此，當做隱含條件來對待。具體詳細內(nèi)容請往下閱讀。

斜拋物體的軌跡

向斜上方拋出的物體，受到跟它的速度方向不在同一直線上的重力作用而做曲線運動，這種運動叫做斜拋運動。投出的標槍和手榴彈，大炮發(fā)射的炮彈，它們的運動都是斜拋運動。做斜拋運動的物體，先是沿曲線上升，升到最高點后，又沿著曲線下降。圖中閃光照片中小球的運動軌跡就是斜拋物體的運動軌跡，這個軌跡就是一條拋物線。

通常是水平和豎直兩個方向上分解，以便于利用直角坐標系進行計算。我們把初速度v0分解為水平方向上的分速度vx=v0cosθ和豎直方向上的初速度vy=v0sinθ，在水平方向上，物體不受力，做勻速直線運動，速度等于vx;在豎直方向上做豎直上拋運動，初速度等于vy。把上圖中閃光照片里斜拋的小球的位置跟左邊和下邊的兩幅對照圖比較，就可以看出斜拋運動是上述兩個分運動的和運動。

射程與射高

在斜拋運動中，從物體被拋出的地點到落地點的水平距離X叫做射程。物體到達的最大高度Y叫做射高。斜拋物體的射程與射高跟那些因素有關呢?

用圖所示的裝置來做實驗，可以看到，在噴水嘴方向不變(即拋射角不變)時，隨著容器中水面的降低，噴出的水流速度減小，它的射程也隨著降低。

如果在噴水過程中保持容器內(nèi)水面的高度不變，噴出的水流速度也就不變。改變噴水嘴的方向，可以看到，在拋射角小的時候，射程隨著拋射角的增大而增大，當拋射角達到45°時，射程最大;繼續(xù)增大拋射角，射程反而減小。但是水流的射高一直是隨拋射角的增大而增大的。

上面的討論中我們沒有考慮空氣的阻力。實際上，拋體運動總要受到空氣阻力的影響。在初速度比較小時，空氣阻力可以忽略不計，但是在初速度很大時(例如射出的炮彈)，空氣的影響是很明顯的，圖中虛線是在理想的沒有空氣阻力的空間中炮彈飛行的軌跡;實線是以相同的初速度和拋射角射出的炮彈在空氣中飛行的軌跡，這種曲線叫做彈道曲線?？梢钥闯?，彈道曲線跟拋物線實際上有很大差別。用20°角射出的初速度是600m/s的炮彈，假如沒有空氣阻力，射程可以達到24km，由于空氣阻力的影響，實際射程只有7km，射高也減小了。