大学物理:二维运动

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例子问题

问题1:运动

一块石头被水平地从悬崖边缘抛下,速度为。达到总速度需要多长时间

可能的答案:

正确答案:

解释

这个问题需要对二维运动的理解。这个问题中最重要的概念是每个维度上的运动是独立的。由于岩石的初始速度纯粹是水平方向的,因此初始速度对任何一点的垂直速度都没有影响。同样,垂直加速度对水平速度没有影响。岩石的移动速度为在它的整个轨迹中都是水平方向。

为了解决这个问题,第一步是建立一个水平和垂直速度作为时间函数的表达式:

因此,

替换求解收益率

问题1:二维运动

抛射物到达它的最大高度它的水平速度是。它发射的速度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们首先必须求出初始垂直速度()使用:

我们知道,因为在二维空间中,在其最大高度处的垂直速度等于零。

我们也知道因为这个信息是已知的

所以代入我们知道的

知道是常数和等号,我们可以用勾股定理来确定最终的初始速度:

问题1:二维运动

如果一个物体撞击地面它是从多高的地方掉下来的?

可能的答案:

正确答案:

解释

首先,让我们把已知的东西做成一张表:

因为它下落的时候速度为零。

还应该注意的是,定义初始高度为零的东西更简单,所以我们不需要处理一堆负数。

同样,因为它是垂直下落的,我们只对它下落的高度感兴趣,我们对任何关于投掷物水平运动的信息都不感兴趣。

让我们用这个方程:

我们可以解出,然后代入我们所知道的:

这是我们的最终答案。

问题2:二维运动

抛射物垂直向上发射于。它在什么时候达到最大高度?

可能的答案:

正确答案:

解释

首先让我们写下我们得到的信息:

,因为在抛射物的最大高度,它的垂直速度等于零。

我们用这个方程

求出弹丸到达最大高度所需的时间。

现在让我们代入已知的并计算时间:

,这就是我们的最终答案。

问题1:二维运动

抛射物垂直向上发射于。它会在空中停留多久?

可能的答案:

正确答案:

解释

首先让我们写下我们得到的信息:

,因为在抛射物的最大高度,它的垂直速度等于零。

让我们用下面的方程来求解弹丸到达最大高度所需的时间:

现在让我们代入已知的并计算时间:

因为弹丸落地的时间是它到达最大高度的时间的两倍我们只需乘以我们发现,这给了我们

问题2:二维运动

如果一个粒子在,如果以速度发射,它的射程是多少在飞行过程中保持恒定的角度为

可能的答案:

正确答案:

解释

首先让我们写出我们得到的信息:

我们知道,为了得到抛射物落地的时间我们只需要乘以通过,因为到达最大高度所需的时间是项目在空中总时间的一半,所以

现在我们可以用这个方程了

因为我们只关心粒子在水平方向上的运动,我们知道水平速度是恒定的。我们也知道因为这是初始位置的定义。

这给了我们:

让我们把已有的代入:

。这是值域和最终答案。我们可以用水平速度是,因为项目以a的速度启动°角。

问题11:力学

一门大炮正从地面发射。你要把大炮射得越远越好。大炮应该以什么角度射击?

可能的答案:

50度

60度

45度

30度

90度

正确答案:

45度

解释

对此有很多解释。首先,你可以简单地在所有这些角度上插入一个速度,看看哪一个在水平距离上的变化最大。你也可以用基本的微积分方法求出最大的。

问题1:二维运动

一个球被抛出建筑物的速度为而在到水平方向。如果建筑是高,球会落在离楼底多远的地方?

可能的答案:

正确答案:

解释

这是一个抛射运动问题。问题是它被抛出大楼时与水平线成30度角。在求出时间之前,我们需要求出速度的水平和竖直部分。

由此得出

无标题的

现在,在我们知道它飞了多远之前,我们需要知道它在空中停留了多长时间。我们需要解出时间。

用这个方程我们可以求出t。

X是初始高度,在这种情况下是高大的建筑。V是初始垂直速度

把这些都代入,求出结果

知道球在空中的时间是恒定水平速度是,我们可以把这些已知的值代入简单的距离公式来解距离。

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