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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$53^\circ$($g$取$10\;\rm m/s^{2}$,$\cos53^\circ=0.6$,$\sin53^\circ=0.8$)。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$45^\\circ$角
"]]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$\tan\alpha= \dfrac{v_{y3}}{v_{0}} =1$,
故$\alpha=45^\circ$。
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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