倾斜物体的轨迹
对角线向上抛出的物体在重力作用下沿与其速度不在同一条直线上对角线移动,这种运动称为斜向运动。投掷标枪和手榴弹,从大炮发射炮弹,他们的动作都是斜投。进行倾斜投掷运动的物体首先沿曲线上升,上升到最高点,然后沿曲线下降。闪光灯照片中球的轨迹是斜物体的轨迹,这个轨迹是抛物线。
它通常在水平和垂直方向上分解,以便于使用笛卡尔坐标系进行计算。我们将初始速度 v0 分解为水平方向的亚速度 vx=v0cosθ 和垂直方向的初始速度 vy=v0sinθ,在水平方向上,物体不受力,以匀速线速度运动,速度等于 vx;在垂直方向上,初始速度等于 vy。将上面闪光灯照片中斜球的位置与左下方的两张对比图进行比较,可以看出斜抛运动是上述两个子运动的总和。
射程与射击高度
在对角线投掷运动中,从物体被投掷点到物体落地的水平距离 X 称为范围。物体达到 Y 的最大高度称为射击高度。哪些因素与倾斜物体的范围和高度有关?
使用图中所示的装置可以看出,当喷嘴的方向不改变(即喷射角度不改变)时,随着容器内水面的减小,水射流的速度减小,其范围也减小。
如果在喷洒过程中容器内水面的高度保持不变,则喷水的速度也将相同。改变水喷头的方向高中物理大总结,可以看出物理资源网,当弹丸角较小时,射程随着弹丸角的增加而增大高中物理大总结,当弹丸角达到45°时,射程最大;随着弹射角度的不断增加,射程减小。但是,水流的喷射高度总是随着喷射角度的增加而增加。
在上面的讨论中,我们没有考虑空气的阻力。事实上,弹丸的运动总是受到空气阻力的影响。在初速比小时,空气阻力可以忽略不计,但当初速很大(例如弹丸)时,空气的影响明显,图中的虚线是弹丸在没有空气阻力的理想空间中的轨迹;实线是弹丸在空中行进时以相同的初速和弹射角度发射的轨迹,这条曲线称为弹道曲线。正如你所看到的,弹道曲线实际上与抛物线有很大不同。以20°角发射的炮弹初始速度为600米/秒,如果没有空气阻力,射程可以达到24公里,但由于空气阻力的影响,实际射程只有7公里,射击高度也降低了。