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抛体运动

放物運動

I 力学 / 運動の表し方
一句话结论

抛体题的主线是“水平与竖直分开描述、用同一时间重新合成”;本节只建立运动学模型,受力原因留到运动定律。

抛体运动不需要新公式。在忽略空气阻力的模型中,水平坐标按匀速关系变化,竖直坐标按落体关系变化;两个方向共用同一个时间。

为什么是这样

选择水平和竖直坐标后,一个二维位置就由两个独立的坐标数值表示。忽略空气阻力时,水平方向用速度恒定的模型,竖直方向用加速度为重力加速度的模型。

分解并不是把物体拆成两个物体。两个分运动从同一时刻开始,所以求出飞行时间后,可以把它同时代入两个方向来定位。

抛体运动:水平匀速与竖直匀加速互不干扰抛出点水平间距相等 → 匀速竖直间距递增 → 匀加速

定量表达

水平方向匀速,位移就是速度乘时间;竖直方向匀加速,直接套用上一节的公式。两个方向共享同一个 t,这就是连接点——绝大多数抛体题的解法都是「先在一个方向求出 t,再代到另一个方向」。

平抛(水平投射)是 θ = 0 的特例:竖直初速为零,落地时间只由高度决定。斜抛(斜方投射)则把初速度分成 v₀cosθ 与 v₀sinθ 两份,前者一路不变,后者按匀加速变化。

有一个结论值得单独记住:全程加速度恒为 g、方向竖直向下,与速度方向无关。无论物体在上升、在最高点还是在下落,加速度都没变过。题目问「某时刻的加速度」时,答案永远是 g。

y=v0sin(θ)t−gt22
y
竖直位移(向上为正)[m]
v0
初速度大小[m/s]
θ
抛射角[rad 或 °]
g
重力加速度[m/s²]
t
时间[s]
适用条件
  • 忽略空气阻力
  • 平抛是 θ = 0 的特例

怎么用

标准流程是画两栏:左栏写水平(v 恒定、a = 0),右栏写竖直(v₀y、a = −g)。然后看题目问什么,决定先算哪一栏。问「飞多远」几乎总是先在竖直栏求 t。

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