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文档简介

1、对一道平抛运动习题的解析ABChD图2ABCh图1题目 一固定斜面ABC,倾角为,高,如下图1所示,在顶点A以某一初速度水平抛出一小球,恰好落在B点,空气阻力不计,试求自抛出经多长时间小球离斜面最远及最远距离.1、求时间 解法1(平抛运动规律的直接应用):如上图2所示,小球的瞬时速度与斜面平行时,小球离斜面最远,设此点为D,由A到D时间为,则, 设小球由A到B的时间为,则, 消去, ABCh图3由得 解法2(将平抛运动进行灵活分解):沿斜面和垂直于斜面建立坐标系如右图3所示,分解和加速度,这样沿轴方向的分运动是初速度为,加速度为的匀减速直线运动,沿轴方向的分运动是初速度为,加速度为的匀加速直线

2、运动,当时小球离斜面最远,经历时间为,当时小球落到B点,经历时间为,显然在轴方向上,当时有:得在水平方向上位移关系为 得故解法3(巧用运动的等时性):在竖直方向小球做自由落体运动,由得在垂直斜面方向上小球做匀减速运动,当垂直斜面的速度减为零时离斜面最远,历时,则2、求小球离斜面的最远距离解法1(常规解法):由上述解法2知,小球在轴方向的分运动是初速度为,加速度为的匀减速直线运动,在当时小球离斜面最远,设最远距离为.则由匀变速直线运动的规律可得: 又 由得 解法2(应用平抛运动的推论):小球的与斜面平行时,小球离斜面最远,此时瞬时速度的方向与初速度的夹角为.如下图4所示,图中M点为瞬时速度的反向

3、延长线与水平位移的交点,过M点做AB的垂线与AB相交于点N,则MN就为所求的最远距离.ABChMN图4由平抛运动的推论可知:由几何关系可得:又据平抛运动的规律有:,及联立以上各式得:小球离斜面的最远距离将带入上式得 ABCh图5解法3(数学知识):小球离斜面的最远距离可转化为求直线到抛物线的最大距离,建立如右图5所示的直角坐标系,则:直线方程为:抛物线方程为:在抛物线山取点P,则P到直线的距离为:0AB图6令 其函数图象如右图6所示,A点的坐标为,B点的坐标为在,函数的最大值为故小球离斜面的最远距离由此例可看出,运动的分解不是唯一的,分解不是目的,而是为了简化处理问题的难度,具体问题应具体分析;与此同时,本习题还表明一些物理问题可以用相应的数学知识来求解,这就

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