抛体运动的规律PPT
抛体运动是指物体在空间中的一种运动形式,其特点是物体在初始时刻具有一定的初速度,并在重力或者其他力的作用下运动。抛体运动有很多种,如自由落体、斜抛、平抛、...
抛体运动是指物体在空间中的一种运动形式,其特点是物体在初始时刻具有一定的初速度,并在重力或者其他力的作用下运动。抛体运动有很多种,如自由落体、斜抛、平抛、竖直上抛等,它们各自具有一定的特点和运动规律。下面是抛体运动的基本规律的总结,其中包括了各类抛体运动的定义、运动规律和特点。 自由落体运动1.1 定义自由落体运动是指物体在只受重力作用下的下落运动。也就是说,物体在空气中受到的阻力可以忽略不计。1.2 运动规律自由落体运动的加速度与物体质量无关,而只与重力加速度(通常简称为g)有关。这个加速度在地球表面约为9.8米/秒²。对于自由落体运动,如果已知初速度v0和下落高度h,可以通过以下公式计算下落时间t:$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$同时,如果已知下落时间和末速度v,可以通过以下公式计算下落高度h:$$v = g \cdot t \quad \Rightarrow \quad h = \frac{1}{2}g \cdot t^2$$1.3 特点自由落体运动的特点是初速度为0,且加速度为常数。因此,其速度和时间的关系为线性关系。 斜抛运动2.1 定义斜抛运动是指物体具有一定初速度,且该初速度方向与水平线有一定夹角的抛体运动。根据初速度方向与水平线夹角的不同,斜抛可以分为4种:斜上抛、斜下抛、水平抛、竖直上抛。2.2 运动规律斜抛运动的轨迹是类似抛物线的曲线。对于斜上抛和斜下抛,物体在垂直方向上做竖直上抛或竖直下抛,而在水平方向上做匀速直线运动。因此,对于斜上抛和斜下抛,可以通过将运动分解为水平和垂直两个方向上的分运动来计算其运动轨迹。对于竖直上抛和竖直下抛,物体在垂直方向上只受重力作用,因此其加速度也为g。根据初始条件的不同,可以通过以下公式计算出物体在空中运动的时间t和下落时间t':竖直上抛:$$t = \frac{2v_0 \sin\theta}{g} \quad \Rightarrow \quad t' = t - \frac{2v_0 \sin\theta}{g}$$竖直下抛:$$t = \frac{2v_0 \sin\theta}{g} \quad \Rightarrow \quad t' = t$$水平抛:因初速度v_0与重力加速度不在一条直线上,故还需用三角函数表示其运动规律。它的水平位移表达式是x=v_0 cosθt,垂直位移表达式是y=gt^2/2,消去t后得到位移的表达式是y=gt'^2/2 ,而x=v_0 cosθt' ,由此可以得到平抛运动的轨迹是一个二次曲线。 它是这样形成的:在平面上以一定角度发射一个具有一定速度的小球,在没有空气阻力的作用下,其运动轨迹为一个二次曲线,由上面的分析可得,该曲线是以发射点为顶点,以发射时初速度为旋转速度的一个旋转双曲面的一半(注意这并不是球面).而在现实宇宙里还有空气阻力的情况下轨迹就不是二次曲线了! 我们通过利用动能定理可得出随着小球的下降它的速度变化情况:当水平抛出时由于重力做功使得动能增加所以速度越来越大!但由于重力加速度是不变的所以速度变化是个定值!当小球落到地面时它的动能增加了mgh(h为小球离地面的高度).而当小球从地面反弹后由于重力做负功所以它的动能减少,当小球升到最高点时动能全部转化为重力势能所以速度为零!之后小球开始第二次下落,由于小球的动能小于mgh所以小球下落时不会落到原来的高度,并依此不断循环!当然当小球通过重复以上过程最后回到地面时它的动能全部损失!小球再也无法跳起来了这就是所谓弹性碰撞的过程!这个内容现在已被删去!现在高中物理只学平抛运动的水平位移和垂直位移的表达式!而不再涉及它的轨迹!另外如果物体受到的阻力随速度的增大而增大(如汽车),那么物体的实际运动轨迹将比原来的轨迹稍微向下降降一点的地方偏