Question

17．一個物體做平拋運動，落地點與拋出點之間的水平距離x=10m，豎直距離h=20m，重力加速度取10m/s²．試求出該物體做平拋運動時：
（1）物體在空中運動的時間；
（2）物體初速度的大�。�
（3）落地時物體速度的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，抓住位移關系求出運動員在空中飛行的時間；
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，根據(jù)${v}_{0}=\frac{x}{t}$求解初速度；
（2）先根據(jù)分速度公式求解豎直分速度，然后合成得到合速度，根據(jù)幾何關系求解法方向．

解答 解：（1）平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，則h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，解得：t=$\sqrt{\frac{2×20}{10}}=2s$，
（2）平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，則${v}_{0}=\frac{x}{t}$=$\frac{10}{2}=5m/s$，
（3）落地時豎直方向的速度v_y=gt=10×2=20m/s，
則落地時物體速度的大小v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}=5\sqrt{17}$m/s
設落地時速度方向與水平方向的夾角為θ，則tan$θ=\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}=\frac{20}{4}=5$，則θ=arctan4．
答：（1）物體在空中運動的時間為2s；
（2）物體初速度的大小為5m/s；
（3）落地時物體速度的大小為$5\sqrt{17}m/s$，方向與水平方向的夾角為arctan4．

點評 解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式進行求解，難度不大，屬于基礎題．