| 运动的合成与分解 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.1 曲线运动

运动的合成与分解

从某一高度处水平抛出一物体,它落地时速度是$50\;\rm m/s$,方向与水平方向成$53^\circ$$g$$10\;\rm m/s^{2}$$\cos53^\circ=0.6$$\sin53^\circ=0.8$)。求:

抛出点的高度和水平射程;

[["

$80\\;\\rm m$$120\\;\\rm m$

"]]

设落地时的竖直方向速度为$v_{y}$,水平速度为$v_{0}$,则有

$v_{y}=v\sin\theta=50\times 0.8\;\rm m/s=40\;m/s$

$v_{0}=v\cos\theta=50\times 0.6\;\rm m/s=30\;m/s$

抛出点的高度:$h= \dfrac{v_{y}^{2}}{2g}=80\;\rm m$

运动时间:$t= \dfrac{v_{y}}{g}=4\;\rm s$

水平射程$x=v_{0}t=30\times 4\;\rm m=120\;\rm m$

抛出后$3\;\rm s$末的速度;

[["

$30\\sqrt{2}\\;\\rm m/s$,与水平方向成$45^\\circ$

"]]

设抛出后$3\;\rm s$末的速度为$v_{3}$,则

竖直方向的分速度:$v_{y3}=gt_{3}=10\times 3\;\rm m/s=30\;\rm m/s$

根据平行四边形定则可知,$v_{3}= \sqrt{v_{0}^{2}+v_{y3}^{2}} =30\sqrt{2}\;\rm m/s$

设速度方向与水平方向的夹角为$\alpha$,则$\tan\alpha= \dfrac{v_{y3}}{v_{0}} =1$

$\alpha=45^\circ$

抛出后$3\;\rm s$内的位移大小。

[["

$45\\sqrt{5}\\;\\rm m$

"]]

$3\;\rm s$内物体在水平方向的位移$x_{3}=v_{0}t_{3}=30\times 3\;\rm m=90\;\rm m$

竖直方向的位移$y_{3}= \dfrac{1}{2}gt_{3}^{2}=\dfrac{1}{2} \times10\times 3^{2}\;\rm m=45\;\rm m$

故物体在$3\;\rm s$内的位移$s= \sqrt{x_{3}^{2}+y_{3}^{2}} =45\sqrt{5}\;\rm m$

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