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物理学习指导抛体运动处理思路和方法 |
分类: 物理综合学习指导 |
依据抛体运动的特征,巧妙对抛体运动进行处理,能快速解决相关问题。下面谈谈抛体运动的三种典型的处理方法:
一、分合处理
所谓的分合处理,就是将抛体运动沿互相垂直的两个方向进行分解,或者将抛体运动看成没抛出方向速度为的匀速运动和竖直方向自由落体运动的合运动。
例1.倾角为的斜坡斜向上发射炮弹,当炮弹初速度的大小一定时,则炮弹的初速度和水平方向的夹角为多大时,炮弹在斜坡上的射程最远?该射程为多少?(不计空气阻力)
解析:如图1,设炮弹在A处发射,经时间落在斜坡B处,射程AB=http://s12/middle/811ca2764a5d4846066bb&690,由正弦定理得
http://s10/middle/811ca2764a5d4849a93c9&690
图1 图2
http://s2/middle/811ca2764a5d484f207a1&690
则http://s16/middle/811ca2764a5d484f910bf&690
当http://s2/middle/811ca2764a5d48599df41&690 。
二、曲直处理
所谓的曲直处理,就是将物体以初速度http://s15/middle/811ca2764a5d48613fbde&690的匀速直线运动。这样,曲线运动便可转化为直线运动处理,直观而且简便。
例2.如图3所示的坐标系中http://s15/middle/811ca2764a5d4876b89de&690取10m/s2)
http://s13/middle/811ca2764a5d487ac44cc&690
图3
解析:设第二个小球抛出方向与http://s13/middle/811ca2764a5d48867091c&690秒两小球相遇。
另设两小球抛出的同 图3 时,坐标http://s9/middle/811ca2764a5d4894b2ca8&690做匀速直线运动,它们相遇于P点(如图3所示)。
由图3可看出
http://s14/middle/811ca2764a5d4894ffc7d&690m (1)
http://s16/middle/811ca2764a5d4898cdbdf&690m (2)
将http://s9/middle/811ca2764a5d489d53d68&690数值代入(1)、(2)式得:
http://s11/middle/811ca2764a5d48a74ae5a&690 (3)
令http://s13/middle/811ca2764a5d48ad067bc&690,则(3)式可变形为
http://s3/middle/811ca2762e7a4d6d26912&690。
由于BP=http://s4/middle/811ca2764a5d48c555383&690。
故http://s12/middle/811ca2764a5d48c5ce90b&690
http://s8/middle/811ca2764a5d48c9ec8d7&690
三、动静处理
所谓的动静处理,就是在研究空间两个抛体运动时,选其中一个物体为参照物,将两抛体运动问题转换为一动一静问题来处理。
http://s12/middle/811ca2764a5d48cb4495b&690
图4
例3.天花板上吊一根长http://s10/middle/811ca2764a5d48cfa4479&690s,如图4所示。求:(1)小球上抛的初速度;(2)天花板离地的高度:(3)小球落地时间比棍子落后多少?
解析:(1)选棍子为参照物,则小球相对棍子向上抛出速度http://s12/middle/811ca2764a5d48d2e459b&690m/s的匀速直线运动。
(2)相对所选的参照物,小球匀速从抛出点运动到棍子上端点间距离正好为天花板离地高度,故离地高度 http://s2/middle/811ca2764a5d48da22461&690m。
(3)小球落地比棍子落地时间落后http://s1/middle/811ca2764a5d48db51cc0&690s。