實驗
演示手段:GL-1型運動相對性原理演示器
器 件:軌道 小車 小球
操作建議:1、調軌道水平;
2、使小車靜止在軌道左端,壓低小球盛放器位置,再用有機玻璃定位器扣緊。左推小車使其壓緊反射彈簧,放手後觀察運動疊加原理。
平拋運動
平拋運動的運動軌跡就是運動的疊加原理。
簡介
物體以一定的初速度沿水平方向拋出,如果物體僅受重力作用,這樣的運動叫做平拋運動。平拋運動可看作水平方向的勻速直線運動以及豎直方向的自由落體運動的合運動。平拋運動的物體,由於所受的合外力為恆力,所以平拋運動是勻變速曲線運動,平拋物體的運動軌跡為一拋物線。平拋運動是曲線運動 平拋運動的時間僅與拋出點的豎直高度有關;物體落地的水平位移與時間(豎直高度)及水平初速度有關。
分析
平拋運動實際上是以下兩個運動的合運動:
⑴在水平方向上不受外力,所以做勻速直線運動,其速度為平拋運動的初速度;
⑵在豎直方向上,物體只受重力作用,所以做自由落體運動。
這兩個分運動各自獨立,又是同時進行,具有分運動的獨立性和等時性。
⑶平拋運動的運動軌跡: ∵x=v0t,H=1/2gt2
∴ X2=H(2V02)/g 為二次方程
∴其運動軌跡為拋物線。
平拋運動的規律
公式:水平方向:s=v0*t
豎直方向:h=1/2gt^2
兩個公式中時間t是相同的
合速度公式{V0^2+(gt)^2}^1/2
⒈運動時間只由高度決定
構想在高度H處以水平速度vo將物體拋出,若不計空氣阻力,則物體在豎直方向的運動是自由落體運動,由公式可得:h=1\2gt^2,由此式可以看出,物體的運動時間只與平拋運動開始時的高度有關。t=√(2h/g)
⒉水平位移由高度和初速度決定
平拋物體水平方向的運動是勻速直線運動,其水平位移,將代入得:S(水平)=v0t=v0(2h/g)^1/2
,由此是可以看出,水平位移是由初速度和平拋開始時的高度決定的。
⒊在任意相等的時間裡,速度的變化量相等
由於平拋物體的運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的和合運動。運動中,其水平運動的速度保持不變,時間裡,水平方向的分速度的變化量為零,豎直方向的分速度的變化量為9.8m/s^2,而時間裡合速度的變化量為兩個方向速度變化量的矢量和,其大小為:9.8m/s^2,方向豎直向下。由此可知,在相等的時間裡,速度的變化量相等,由此也可以知道,在任意相等的時間裡,動量的變化量相等。
⒋任意時刻,速度偏向角的正切等於位移偏向角正切的兩倍
⒌任意時刻,速度矢量的反向延長線必過水平位移的中點
⒍從斜面上沿水平方向拋出物體,若物體落在斜面上,物體與斜面接觸時的速度方向與水平方向的夾角的正切是斜面傾角正切的二倍
⒎從斜面上水平拋出的物體,若物體落在斜面上,物體與斜面接觸時速度方向、物體與斜面接觸時速度方向和斜面形成的夾角與物體拋出時的初速度無關,只取決於斜面的傾角。