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题目:一个物体从高为H的平台水平抛出,已知它落地时的速度方向与斜面成θ角,求物体抛出时初速度的大小。
解析:
物体做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动。
v² = v0² + v²sinθ
v = gt
其中v为物体落地时的速度大小,v0为物体抛出时的初速度,g为重力加速度,t为物体在空中运动的时间。
将第二个方程变形为t = v/g,代入第一个方程中得到v0² = v²(1 - sinθ)。
由于物体在水平方向上做匀速直线运动,因此可以列出v0 = x/t,其中x为物体在水平方向上的位移。
将t = v/g代入上式得到v0 = x/(v/g) = gx/v。
将上述结果代入第一个方程中得到v² = (gx/v)² + v²sinθ。
化简得到v0 = √(g²Hsin²θ + v²)。
因此,物体抛出时初速度的大小为√(g²Hsin²θ + v²)。
通过这个例题,学生可以更好地理解平抛运动的基本规律,并学会如何根据题目中的条件列出方程求解。同时,通过解析过程中的逐步推导和说明,学生可以更好地理解解题思路和方法,提高自己的解题能力和思维能力。