第 1 关一个斜着飞,怎么研究?
篮球脱手后又往前、又往下。硬盯着弯轨迹,很容易乱。
想象你拿两台摄像机。一台只拍左右,一台只拍上下。同一个运动,就被拆成了两个简单动作。
复杂运动 = 几个简单运动同时进行
这就是运动的合成与分解。分解是为了好算;算完再合起来,才是小球真正的速度和位置。
每个字母先认人x:横着走了多远;y:竖着掉了多高;v:速度;t:两台摄像机共用的同一段时间。
遇到斜着的复杂运动,第一步最划算的是?
第 2 关平抛模拟台:两边互不打扰
同一高度同时放手:左边水平扔,右边直接松手。谁先落地?
共同时间 t
0.00 s
水平位移 x
0.0 m
竖直下落 y
0.0 m
盯住绿球和红球的高度每一瞬间都一样,最后也同时落地。红球横着跑多快,不会催绿球快点掉。两个方向互不干扰,这是平抛最核心的一句。
水平匀速:x = v₀t 竖直自由落体:y = ½gt²
如果高度不变,只把 v₀ 加倍,落地时间会怎样?
先发射一次,再选。
第 3 关落在哪、怎么撞地
落地时间先问高度,水平射程再乘 v₀。顺序别反。
三步走① t = √(2h/g),只看高度;② x = v₀t;③ 落地时 vᵧ = gt,再和始终不变的 vₓ = v₀ 合成。
统一取 g = 10 m/s²。这道题每次都会换一组好算的数:
飞行时间 t = s
水平射程 x = m
落地竖直速度 vᵧ = m/s(填大小)
落地速度方向怎么说?
水平向右是 v₀,竖直向下是 gt。速度方向沿轨迹切线,和水平线夹角满足 tan θ = gt / v₀。别把速度画成指向抛物线里面。
第 4 关转一圈的三种说法
同一个转圈,可以说“每秒跑几米”,也可以说“每秒转多少弧度”。
角速度 ω(转得多快)
3.14 rad/s
线速度 v(沿圈跑多快)
6.28 m/s
向心加速度 a
19.74 m/s²
v = ωr = 2πr / T
大白话锚点r 是“圈多大”;T 是“一圈几秒”;ω 是“扫角度有多快”;v 是“小球沿切线跑多快”。
T 不变,把 r 变成 2 倍,v 会怎样?
第 5 关向心力不是“多画一个力”
小球总想沿切线冲出去。要不断拐弯,合力就得一直指向圆心。
a向 = v²/r = ω²r F合,指圆心 = mv²/r
最大误区“向心力”是效果力的名字,不是自然界突然多出来一种力。先画重力、支持力、拉力、摩擦力,再看它们指向圆心的合力是谁。
1. 汽车在水平路面转弯,谁主要提供水平向心力?
2. 卫星绕地球近似做圆周运动,谁提供向心力?
3. 圆锥摆中,小球在水平圆上转。水平向心力来自哪里?
第 6 关最高点临界:绳和杆差得很大
这是全页最大的坑。最高点只看“指向圆心的合力够不够”。
先选模型:
所需向心力 mv²/r
10.1 N
重力 mg(向下)
10.0 N
绳拉力(向下)
0.1 N
轨迹放慢示意;受力数值按最高点瞬间计算。
绳模型要保持绳绷紧,最高点至少多快?
杆模型到达最高点,允许的临界速度是?
第 7 关易错点拆弹
5 个坑,考试就爱把它们换个说法。逐个判断。
通关测8 题随机卷
数字都好算,覆盖整页。交卷后每题都讲,错题重做还能把分补回来。
附加挑战平抛打靶
高度已经定好。只调 v₀,让小球正好掉进地面的靶心。
别蒙先用高度算时间,再用 v₀ = x / t 倒推。每个新靶首次命中得 5 附加分,4 个靶共 20 分。
小抄考前只看这几句
- 平抛核心:水平匀速、竖直自由落体,两个方向同时发生、互不干扰。
- 时间:t = √(2h/g),只由高度决定。射程:x = v₀t。
- 落地速度:vₓ = v₀,vᵧ = gt;方向看两个分速度合成。
- 圆周翻译:v = ωr = 2πr/T;a向 = v²/r = ω²r。
- 向心力:不是新力,是现有力指向圆心的合力。一定具体分析谁提供。
- 最高点:绳只能拉,v ≥ √(gr);杆能拉也能推,临界 v = 0。
最后一句平抛先“横竖分家”,圆周先“圆心在哪、谁往那儿拉”。