抛物线运动或抛体运动是一种物体运动方式,在这种运动中,物体最初具有一定的初速度,然后其运动完全受重力影响。抛体运动是二维运动,是水平运动和垂直运动的结合,这与直线运动或自由落体这种一维运动不同。
伽利略解释说,要理解抛物线运动,可以分别考虑其垂直和水平方向的运动分量。重力加速度只作用于垂直方向,而不作用于水平方向。因此,抛体运动的水平分量可以看作是匀速直线运动,而抛物线运动的垂直分量可以看作是自由落体运动。
问题示例
1. 联合国2018年
一架飞机以 300 米/秒的速度水平飞行,高度为 80 米,投下一枚炸弹(g = 10 米/秒²)。炸弹击中目标的水平距离为……米。
讨论
我们都知道:
初始速度(v₀ )= 300 米/秒
高度 (h) = 80 米
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
问:水平距离 (x)
Jawab:
如图所示,抛物线运动轨迹中,垂直方向的运动按自由落体运动分析,水平方向的运动按匀速直线运动分析。
水平距离采用匀速直线运动公式计算。
x = vt
说明:x = 水平距离,v = 水平速度,t = 时间间隔
在匀速直线运动中,物体的速度是恒定的,因此水平方向的速度 = 水平方向的初始速度分量 = 初始速度 = 300 米/秒。
利用自由落体运动公式,通过分析垂直方向的运动来计算时间间隔(t) 。
h = ½ gt 2
80 = ½ (10) t 2
80 = 5 t 2
80/5 = t 2
16 = t 2
t = √16
t = 4 秒
水平距离:
x = vt = (300)(4) = 1200 米
2. 2017年全国统考题
如图所示,以 30 °仰角抛出的球沿抛物线轨迹运动。重力加速度为 10 m/ s²,因此 A、B、C 三点的速度之比为……

讨论
球的速度由垂直方向速度(v y )和水平方向速度(v x )组成。
计算 v ox :
v ox = v o cos 30 o = 60 cos 30 = 60 ( 0,5 √3 ) = 30 √3 m/s
v oy = v o sin 30 o = 60 sin 30 = 60 (0,5) = 30 m/s
计算 A、B、C 三点的垂直速度。
A 点的垂直速度:
v ty = v oy – gt = 30 – 10(1) = 30 – 10 = 20 米/秒
B点的垂直速度:
v ty = v oy – gt = 30 – 10(2) = 30 – 20 = 10 米/秒
C 点的垂直速度:
v ty = v oy – gt = 30 – 10(3) = 30 – 30 = 0 米/秒

