标题 | 例析平抛运动的常用求解方法 |
范文 | 周荣高![]() ![]() ![]() 一、从分解速度的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说,若知道了某一时刻的速度方向,则常常是从分解速度的角度来研究问题. 例1 将一个小球以速度v0水平抛出,要使小球能够垂直打到一个斜面上,斜面与水平方向的夹角为θ,则下列说法中正确的是( ) A.若保持水平速度v0不变,斜面与水平方向的夹角θ越大,小球的飞行时间越长 B.若保持水平速度v0不变,斜面与水平方向的夹角θ越大,小球的飞行时间越短 C.若保持斜面倾角θ不变,水平速度v0越大,小球的飞行时间越长 D.若保持斜面倾角θ不变,水平速度v0越大,小球的飞行时间越短 【分析】这是一个典型的依据平抛运动的末速度的方向解决问题的例子,题目中已知末速度的方向,可将末速度分解,其水平速度不变,竖直速度由数学知识可以求出,再结合自由落体的速度公式,即可求出运动时间. 【解答】将小球垂直打到斜面上的速度v沿水平方向和竖直方向分解,如图1所示,由几何知识知,v和竖直方向的夹角也为θ,则 由上式不难看出,若保持v0不变,θ越大,小球的飞行时间越短;若保持θ不变,v0越大,小球的飞行时间越长.所以,本题答案应选BC. 点评 “小球的末速度v垂直于斜面”是本题的关键条件,由于本题没有涉及到高度或距离,因此,应想到利用速度和时间的关系式而不用位移和时间的关系式,进而想到应分解速度不分解位移,画好分解图就可看到,θ角架起了速度分解图和斜面相联系的桥梁, 二、从分解位移的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说,如果知道了某一时刻的位移方向,如物体从已知倾角的斜面上水平抛出,这个倾角也等于位移与水平方向之间的夹角,则可以把位移分解成水平方向位移和竖直方向位移,然后运用平抛运动的规律来进行研究,这种方法,暂且叫做“分解位移法”. 例2如图2所示,在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球,经t1时间落到斜面上B点处,若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出,经t2时间落到斜面上的C点处,以下判断正确的是( ) A. AB: AC =2:1 B.AB: AC =4:1 C.t1: t2 =4:1 D.tl:t2=2:1 【分析】这是一个考查利用平抛运动的位移方向解决问题的例子,依据条件画出运动轨迹,做出辅助线,判断位移的方向,利用位移公式建立关系,求出飞行时间,从而进一步求出竖直位移和合位移的大小. 三、从分解加速度的角度进行解题 例3如图3所示,在倾角为θ的斜面上以速度v0水平抛出一小球,该斜面足够长,则从抛出开始计时,经过多长时间小球离开斜面的距离达到最大,最大距离为多少? 【分析】将平抛运动分解为沿斜面向下和垂直斜面向上的分运动,虽然分运动比较复杂一些,但易将物体离斜面距离达到最大的物理本质凸显出来.即垂直于斜面方向的分速度为零时,距离最大,再依据垂直于斜面的上抛运动,求出最大距离. 【解答】取沿斜面向下为x轴的正方向,垂直斜面向上为y轴的正方向,如图所示,在y轴上,小球做初速度为vosin θ、加速度为一gcos θ的匀变速直线运动,所以有 当vy=0时,小球在y轴上运动到最高点,即小球离开斜面的距离达到最大. 由①式可得小球离开斜面的最大距离 |
随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台,免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。