今天我們要講的知識是平拋和斜面。那麼我先說一下平拋:平拋運動,是豎直方向的自由落體和水平方向的勻速直線兩種運動合成。
這我想跟大家說一句大白話,大家一定要記住:什麼方向的力就影響什麼方向的運動。也就是說,你這個方向有力,這個方向的運動狀態就會改變,你這個方向沒有力,這個方向的運動狀態就不會改變。比如說平拋,水平方向不受力,那麼水平的運動就是勻速直線,它的狀態不會改變。而豎直方向受重力,那豎直方向的狀態就得改變,所以說豎直方向做自由落體,它往下的速度越來越快,越來越快。單獨的考平拋的問題啊,應該說比較簡單。平拋有這麼一類有點意思的題,就是有些難度的題啊,就是加上斜面兒了。
那麼在這兒,我還想給大家說一句大白話:大家做物理題的時候,當你做到極致的時候,物理題絕對不是求那個結果,大家你跟我學物理啊你記住六個字:重過程輕結果。結果不重要,過程重要。你的目的是用你的物理術語和物理公式或者是物理的等量關係把題給它翻譯出來,就可以了,剩下解題的過程就是聯立解得就完了,而且大家一定要記住啊,你不要覺得這個題你不會解而覺得自己不會做。不會解,那是數學的問題,不會做,這才是物理的問題,你只要能把公式都寫出來,證明你的物理題已經做出來了,究竟怎麼解,那是數學的問題。
好,我們下面回到這節課程來,平拋和斜面,大家先看圖一,
這是一個最簡單的平拋和斜面的問題,我在斜面的頂端有一小球給它一個水平初速度V0把它拋出去,結果還落到斜面上了。
大家這時候一定要認真動手畫圖。平拋的題你最起碼得把豎直位移水平位移畫出來,那麼你畫完這兩個位移以後,你標到圖一裡面很容易發現這個數值高度h 和水平位移x之比等於斜面傾角的正切值,大家在利用平拋的豎直位移和水平位移的公式,有這麼幾個等量關係完全可以解出這種模型的題來。
大家來看圖二
圖二這種情況是說有一個平拋的物體,它最後啊,垂直於斜面,落到斜面上,就是最後的末速度垂直於斜面。
大家這個時候一定要把末速度的分解給它畫出來。水平V0,豎直gt標出來,再利用題裡的邊-角關係,你很容易就能得到:
大家再看圖三
圖三,小球的初始狀態和圖一一樣,也是一個水平初速度v0,平拋出去,最後也是落到斜面上了。但是我的問題是:什麼時候小球離斜面最遠?
那麼這個時候,大家可以畫一下小球的合速度,在不同位置的合速度,那麼很容易就會發現:當小球的平拋合速度和斜面平行的時候,小球這個時候離斜面最遠。
我們把它此時的速度分解成水平的速度v0和豎直速度gt,因為此時合速度與斜面平行,那麼這個時候合速度與水平方向的夾角,就是斜面的傾角α。大家在利用邊角關係:
就能解出時間來,或者解出其他什麼東西來,只要有這個等量關係,在這種模型的題應該不是難點。
那麼下邊啊,我想給大家留一個問題,我們還是圖三這種情況,但是我能不能換一個方法來解,就是我把水平初速度為零。分解成沿斜面的速度和垂直於斜面的速度,同時我把重力也分解成沿斜面向下的分力和垂直於斜面的分力,這個時候,大家看一下圖四。
那麼此時小球,我們可以當成它不是平拋運動了,它也是一個勻變速曲線,但是這個勻變速曲線不再是水平勻速直線和豎直自由落體,而是沿斜面向下的勻加速直線和垂直於斜面的勻變速直線運動。那麼當到達離斜面最高的那個位置,就離斜面最遠的那個位置,應該是垂直於斜面的分速度變為零了。那麼大家可以按照我剛才說這個圖四的這個思路,這個分解方式你可以去解一下這個題,大家可以把答案把結果把過程寫到評論區,我周末的時候會給大家做出解釋。