平抛运动的一个推论及应用
平抛运动的一个推论及应用
一:平抛运动的特点
将物体用一定的初速度沿水平方向抛出,物体受到跟它的初速度不在同一直线上的重力作用而做曲线运动,这样的曲线运动叫做平抛运动。平抛运动是一类重要的匀变速曲线运动,它的特点:
① 只受重力作用。
② 初速度方向沿水平方向
二:平抛运动的一个重要推论
推论 做平抛运动的物体经过一段时间,到达某一位置时,设其末速度与水平方向
的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则tgα=2tgβ。 证明 设平抛运动物体的水平初速度为
V0,经过一段时间t,到达A点,如图1所示。由平抛运动的运动规律可得: tgα=
VVO
=
gt VO
12gt
gtAB tgβ===
ACVOt2VO
∴ tgα= 2tgβ
三:推论的应用
例题1:作平抛运动的物体,当它的水平速度与竖直速度的要大小之比为1:2时,其水平位移与竖直位移的大小之比_________。
解析:设平抛运动物体的初速度为V0,从O点水平抛出,经过一段时间,到达A点。由图2所示。根据平抛运动的运动规律可得:
gt tgα==
VOVO
V
12gt
gtAB tgβ===
ACVOt2VO
由推论可得:tgα= 2tgβ
∵tgα=2 ∴tgβ=1
即 AC:AB=1:1 .
例题 2:如图3,从倾角为θ的足够长斜面的A点先后将同一个小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为V1 ,球落到斜面上时速度方向与斜面的夹角为ψ1,第二次初速度为V2,球落到斜面上时速度方向与斜面的夹角为ψ2,若V1 >V2, ,则: ①ψ1 >ψ2, 。②ψ1
解析:由如图3所示,根据 平抛运动的运动规律:
gt
tgα==
VOVO
V
12
gt
gttgβ===
VOt2VO
由推论可得:tgα= 2tgβ ∵β=θ ∴α与VO 无关。 而ψ=α-θ ∴ψ也与VO 无关。 即 ψ1 =ψ2
例题3:如图4所示,一个质量为的小球从倾角为300的斜面顶点A水平抛出(不计空气阻力),正好落在B点,这时B点的动能为35J。求小球的初动能为______。 解析:由如图3所示,根据
平抛运动的运动规律:
gt
tgα==
VOVO
V
12
gt
gt
tgβ===
VOt2VO
由推论可得:tgα= 2tgβ
3
∵β=30 ∴tgα=2
3
由三角关系可得:Cosα=
321
。而Cosα=
VO
V
1
mVO2
EkA9∴== . 由题意可得:EkA=15J. EkB1212
mV2
小结 例题2、3两题,如果用平抛运动的合成和分解来解,计算过程比较麻烦。而用推论来解,过程简洁,计算简单。
平抛运动是高考重要内容之一 ,讨论平抛运动时一定要掌握平抛运动的规律,要于思考总结。对于一些较复杂的问题,利用上面的推论,就能使问题简单化。