ALevel物理考點(diǎn)：Projectile Motion拋體運(yùn)動(dòng)精析
本文出處：IB培訓(xùn) 發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 14:41:05 字體大?。? A+ A-
拋物線運(yùn)動(dòng)（projectile motion）作為經(jīng)典物理和數(shù)學(xué)中的題型，有很多學(xué)生在理解起來總會(huì)有些難度，無論是從物理還是數(shù)學(xué)角度，都是經(jīng)典例題，今天針對(duì)ALevel物理考點(diǎn)中這類的題目進(jìn)行一個(gè)比較剖析，希望對(duì)正在學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí)的考生能有幫助。
Question： A ball is launched from the origin with speed 1m/s. Its velocity makes an angle θ above the horizontal. It travels over flat ground and is modelled as a particle moving freely under gravity. (In this question, take g=10m/s2)
A． Find the horizontal and vertical displacement of the particle at time t seconds.
B. Show that the horizontal distant travelled by the particle before it hits the ground is sin2θ/10.
C. Find the value θ for which the horizontal distance travelled is a maximum.
分析：
a．題目中給出初速度的大小和方向，因此，我們可以將其分解成豎直和水平兩個(gè)方向的速度即 豎直方向vv=1·sin θ，水平方向vh=1·cos θ，豎直方向的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)加速度大小不變（g），方向始終向下的先減速后加速運(yùn)動(dòng)，水平方向是一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此兩者在運(yùn)動(dòng)到拋物線上任何位置，豎直和水平方向上所用的時(shí)間是相同的，根據(jù)這點(diǎn)是解題的關(guān)鍵。
b．對(duì)于豎直方向，上升和下降兩個(gè)過程可以看作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，球拋出到達(dá)頂端，速度由sinθ勻減速至0，隨后向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)過程，時(shí)間相同。運(yùn)用公式可以直接解出答案。
c．這部分運(yùn)用到了數(shù)學(xué)中的計(jì)算方法，可能夠證實(shí)我們?cè)谛睊佄矬w時(shí)，為什么呈45度的時(shí)候，拋擲的最遠(yuǎn)。
Answer：
a: vh=1·cos θ，vv=1·sin θ，since 2gsh=v2-u2 ，u=sin θ-10t，
sh=cos θ·t ，sv=sin θ-t2/20
b: When the ball reaches the peak, in the vertical direction
v=0，u=sinθ, since v-u=-gt, t= sinθ/10
To the horizontal direction, when the ball hits the ground
vh=cosθ, s= vh·2t= cosθ·2· sinθ/10=2sinθ·cosθ/10=sin2θ/10
c: Since sin2θ∈[-1, 1], When sin2θ=1, the horizontal distance will be maximum,
θ=450
總結(jié)：對(duì)于Projectile Motion，掌握的核心部分知識(shí)點(diǎn)是，豎直方向是由自由落體（Free fall）的部分或者變形運(yùn)動(dòng)，而水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng)（Uniform velocity），兩部分的結(jié)合，而兩者之間銜接的紐帶是時(shí)間（Time）。
好了以上就是A+國際教育白老師關(guān)于ALevel物理考點(diǎn)中拋體運(yùn)動(dòng)相關(guān)題型的講解。作為拓展這部分題型還可能以拋擲球是否會(huì)撞擊墻面，子彈射出能否準(zhǔn)確擊打船體的題型出現(xiàn)，整體分析的思路都是相通的，希望這部分練習(xí)同學(xué)們能夠認(rèn)真分析。
