平抛运动与斜面结合问题的讨论
2015-06-30宁夏银川市第一中学
卫星电视与宽带多媒体 2015年3期
宁夏银川市第一中学 刘 丁
一、重视斜面自身的已知条件,如斜面倾角
例1:如图所示,一个物体以v0的速度水平抛出,飞行一段时间后垂直地撞在倾角为θ的斜面上。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:物体飞行的时间。

解:当小球垂直地撞在斜面上时,速度矢量图如下图所示

由几何关系知:

分析:此题在不知道物体做平抛运动时下落高度和水平射程的情况下求解飞行时间,只能根据“物体垂直撞在斜面上”这一条件,利用斜面倾角和速度矢量图进行求解。由此可见,斜面倾角是一个非常关键的条件,所以应该提醒学生遇到此类问题要特别重视斜面的倾角。
二、在重视斜面自身已知条件的前提下,熟练应用平抛运动的规律
例2:如图所示,一个小球以速度v1从斜面顶端水平抛出,假设斜面足够长,当小球撞在斜面上时,其速度方向与斜面的夹角为α1。若小球以速度v2从斜面顶端水平抛出,当小球撞在斜面上时,其速度方向与斜面的夹角为α2。则α1_α2(填“大于”“等于”或“小于”,不计空气阻力)

解:假设斜面倾角为θ,不论小球以多大的速度从斜面顶端水平
抛出,最终撞在斜面上的速度矢量图如下图所示

由图可知,小球撞到斜面瞬间的速度方向与水平方向
的夹角为(α+θ),此过程中小球的位移与水平方向的夹角为θ,
由平抛运动的规律可知
tan(a+θ) = 2tanθ
∵斜面倾角θ是一个定值,∴(α+θ)就是一个定值,则α为一个定值。因此,无论小球以多大的速度从斜面顶端水平抛出,只要又落在斜面上(斜面足够长),其速度方向与斜面的夹角相等,即α1=α2。……
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