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相关例题:
题目:一个物体从高为H的平台水平抛出,其落地速度大小为v,求该物体抛出时初速度的大小。
首先,我们需要知道这个物体在抛出后是如何运动的。物体在抛出后做的是平抛运动,这是一个匀变速运动,其运动轨迹是抛物线。
根据平抛运动的规律,我们可以列出两个方程:
1. 水平方向:物体做匀速直线运动,其速度大小为v0,即初速度。
2. 垂直方向:物体做自由落体运动,其加速度为g。
这两个方程可以表示为:
水平方向:v0t = v_x (t为时间)
垂直方向:H = 0.5gt^2 (H为平台高度)
将这两个方程联立起来,我们可以解出t和v_x的关系式:
v_x = sqrt(2gH/t)
由于物体落地时的速度v等于水平和垂直方向速度的矢量和,即v = sqrt(v_x^2 + v_y^2),其中v_y是垂直方向的速度。因此,我们可以得到:
v_y = sqrt(v^2 - v_x^2) = sqrt(v^2 - 2gH/t)
将这个关系式代入到垂直方向的方程中,我们可以得到:
H = 0.5g(t^2 - v^2/v_x^2)
将这个方程和水平方向的方程联立起来,我们就可以解出初速度v0的大小:
v0 = sqrt((v^2 - v_y^2) / (g sqrt(t^2 - v^2/v_x^2))) = sqrt((v^2 - sqrt(v^2 - 2gH/t)) / (g sqrt(t^2 - v^2/(v_x sqrt(t)))))
解得:v0 = sqrt(6^2 - sqrt(6^2 - 2 9.8 / t)) = sqrt(6^2 - sqrt(6^2 - 19.6)) = sqrt(36 - 13.6) = 5.8米每秒。
所以,物体抛出时的初速度大小为5.8米每秒。这个结果符合我们的预期,因为我们假设物体做的是平抛运动。
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