1.初速度55m/s距离15m求角度
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60、箭与苹果 相相距 X = 15m 箭初速度大小 Vo= 55m/s

求:出箭角度θ (Vo与水平方向的夹角)

箭射出前与苹果高度一致

那么箭

通过水平距离15m的时间他 t1 = 爬高时间t2+下落的时间t3

即:t1 = t2 + t3 且t2 = t3

设:Vo与水平方向的夹角为θ

通过水平距离15m的时间

t1 = X/Vocosθ

爬高时间

t2 = Vosinθ/g

∵ t1 = t2 + t3 且t2 = t3

∴ t1 = 2t2

即:X/Vocosθ= 2Vosinθ/g

带入数字得:

15/55cosθ= 2·55sinθ/10

3/11cosθ=11sinθ

3=121 sinθcosθ

sinθcosθ = 3/121

sin2θ=6/121 (倍角公式sin2a=2sinacosa)

θ= arcsin(6/121)/ 2

按计算器得:θ=1.42°

61、水平距离X=20m 飞行时间t = 0.5s

求箭的射出速度Vo

设:箭到达的最高点 距离射出点高度为 h 米 (上升高度)

则最高点 距离射射中的苹果高度为 h-3 米 (下落高度)

通过水平距离20m的时间他 t = 爬高时间t1+下落的时间t2

已知 t = 0.5s 则 t=t1+t2 = 0.5s

水平速度:V1 = X/t = 20/0.5 =40 m/s

由0.5gt² = h

得:0.5gt1² = h ①式 (匀加速运动与匀减速运动互为逆运动)

0.5gt2² = h-3 ②式

①式 - ②式 得:

0.5g(t1²- t2²)= 3

带入数字:

0.5x10(t1²- t2²)= 3

t1²- t2²= 0.6

(t1 - t2)(t1 + t2)=0.6

∵ t1+t2 = 0.5

∴ t1-t2 = 负数 这不可能!

说明箭在飞行的时候没有越过苹果的高度.

假设苹果的高度就是箭能达到的最大高度:

0.5gt1² = 3

这样得到的 t1 ≈ 0.775s 超过了0.5s 这样是射不到苹果的.

这就进一步证明了:

箭射中苹果时,还未飞到最大高度.

那这题就要回过头来重做了.

水平距离X=20m 飞行时间t = 0.5s

求箭的射出速度Vo

上升途中射中了苹果.

则竖直方向位移为 h =3m

通过水平距离20m的时间 = 爬高时间 = t = 0.5s

水平速度:V1 = X/t = 20/0.5 =40 m/s

设:箭射出时竖直方向 初速度为V2

因为爬高时间为 t = 0.5s

所以射中苹果的时候 竖直方向 末速度V3 = V2-0.5g = V2-5

由V²-Vo²= 2aX

得 V3² - V2²= -2gh (负号是因为 g与V2是反向的)

即:(V2-5)²- V2²= -2x10x3

V2²-10V2+25-V2²=-60

-10V2 = -85

V2 = 8.5m/s

箭射出时竖直方向 初速度为 V2 = 8.5m/s

水平速度:V1 = 40 m/s

Vo²=V1²+V2²

=40²+8.5²

=1600+72.25

=1672.25

则:箭的射出速度大小 Vo ≈ 40.89m/s