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多法分解处理斜抛问题

 新用户65120Joi 2023-07-05 发布于山西
高中阶段对抛体运动的处理,通常采用正交分解的办法。一般分解为水平方向的匀速真线运动和竖直方向的匀变速直线运动。从向量合成的规则来说,分解的方式是多样的,不一定非得按照水平、竖直两个方向分解,其他方向亦可。

本例题采用沿斜面方向和垂直斜面方向分解来解决沿斜面方向的射程问题。

如图所示,小球的初速度为v0,斜面的倾角为θ,抛射速度与斜面之间的夹角为ϕ,求小球沿斜面方向的射程。(不计小球所受的空气阻力)    
         
  
            
         

沿这两个方向分解后,两方向都做匀减速直线运动,速度减为零后再反向加速。

求射程时,垂直斜面方向的位移为零,速度反向,根据这个方向的信息可以求时间。再结合沿斜面方向的初速度,加速度信息,即可求出射程。

这样分解,除了计算沿斜面方向的射程方便外,计算物体运动过程中与斜面的最大距离也比较简单。

对抛体运动的分解,实质上没有特定的方式,正交可以,斜交也行。视解决问题的方便而灵活采用不同的分解方式,满足向量运算的规则即可。

随着学习的无节制卷化,学生已经很难挤出时间真正思考一些问题,刷题变成了一种学习。导致解决很多问题变成了一种思维定势,没练过的,没用过的方法没有意识去运用。

遵循最基本的规则,然后放手让学生去尝试,从中找出最优解。

本题采用平常的水平、竖直分解方法也可以解决。当物体的竖直、水平位移大小之比等于斜面倾角正切值时,对应的位移大小也是所求射程。

还可以用斜交的方法,分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿竖直方向的自由落体运动,当这两个方向的位移叠加后恰好沿斜面方向,根据正弦定理也可以求出射程。

分解方式不同,都可以得出结果,但数据运算的难易程度还是有差别的,经过各种尝试之后,既熟悉了分解的规则,又对各类分解方法有了一定的了解,基本规则和最优方法都掌握了,同类型的问题也就不会觉得有多大难度了。

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