平抛运动要点回顾江苏冯新波一、分解平抛运动的理论依据通过实验探究,我们得到了这样的结论:平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动,水平方向的分运动是匀速直线运动
这个结论还可从理论上得到论证
物体以一定初速度v0水平抛出后,物体只受到重力的作用,方向竖直向下,根据牛顿第二定律,物体的加速度方向与所受合外力方向一致,大小为g,方向竖直向下
由于物体是被水平抛出的,在竖直方向的初速度为零,所以平抛运动的竖直分运动就是自由落体运动
而水平方向上物体不受任何外力作用,加速度为零,所以水平方向的分运动是匀速直线运动,速度大小就等于物体抛出时的速度v0
这里我们用到了矢量分解的思想
二、平抛运动的位置随时间变化的规律如图所示,以物体水平抛出时的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的正方向,竖直向下的方向为y轴的正方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时
平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动,故平抛物体的水平坐标随时间变化的规律为x=v0t;竖直方向的分运动为自由落体运动,故竖直坐标随时间变化的规律为y=gt2
物体的位置可用它的坐标(x,y)来描述,所以以上两式确定了平抛物体在任意时刻t的位置
三、平抛物体的运动轨迹从上述两式中消去t,可得y=,式中g、v0都是与x、y无关的常量,所以也是常量
这正是初中数学中的抛物线方程y=ax2
实际上,二次函数的图象叫作抛物线,就是来源于此
y=x2是平抛运动物体在任意时刻的位置坐标x和y所满足的方程,我们称之为平抛运动的轨迹方程,图象为一顶点在原点且开口向下的抛物线(只有x>0部分)
四、几个重要结论1.飞行时间由于平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动,有h=gt2,故t=,即平抛物体在空中的飞行时间取决于下落高度h,与初速度v0无关
2.水平射程由于平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动,故平抛物体的水平射程即落地点与抛出点间的水平距离