2.3抛体运动.doc
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- 2017-09-30 发布|
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§2.3抛体运动
2.3.1、曲线运动的基本知识
轨迹为曲线的运动叫曲线运动。它一定是一个变速运动。图2-3-1表示一质点作曲线运动,它经过P点时,在P点两旁的轨迹上取两点,过三点可作一圆,当这两点无限趋近于P点时,则圆亦趋近于一个定圆,我们把这个圆叫P点的曲率圆,曲率圆的半径叫P点的曲率半径,曲率圆的圆心叫P点的曲率中心,曲率半径的倒数叫P点的曲率。如图2-3-1,亦可做出Q点的曲率圆。曲率半径大,曲率小,表示曲线弯曲较缓,曲率半径小,曲率大,表示曲线弯曲厉害。直线可认为是曲率半径为无穷大的曲线。
质点做曲线运动的瞬时速度的方向总是沿该点的切线方向。如图2-3-2所示,质点在△t时间内沿曲线由A点运动到B点,速度由V变化到VB,则其速度增量为两者之矢量差,=VB―V,这个速度增量又可分解成两个分量:在VB上取一段AC等于V,则△V分解成△V和△V,其中△V表示质点由A运动到B的速度方向上的增量,△V表示速度大小上的增量。
法向加速度a表示质点作曲线运动时速度方向改变的快慢,其大小为在A点的曲率圆的向心加速度:
其方向指向A点的曲率中心。切向加速度表示质点作曲线运动时速度大小改变的快慢,方向亦沿切线方向,其大小为
总加速度a方法向加速度和切向加速度的矢量和。
2.3.2、抛物运动是曲线运动的一个重要特例
物体以一定的初速度抛出后,若忽略空气阻力,且物体的运动在地球表面附近,它的运动高度远远小于地球半径,则在运动过程中,其加速度恒为竖直向下的重力加速度。因此,抛体运动是一种加速度恒定的曲线运动。
根据运动的叠加原理,抛体运动可看成是由两个直线运动叠加而成。常用的处理方法是:将抛体运 动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。
如图2-3-3。取抛物轨迹所在平面为平面,抛出点为坐标原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴。则抛体运动的规律为:
其轨迹方程为
这是开口