题目
质点从原点处开始作斜抛运动,初速度overrightarrow(v_0)与水平线的夹角为theta _0,不计空气阻力,问:在y>0的区间,(1)何处质点的法向加速度最大,其值是多少?此刻质点的切向加速度多大?(2)何处质点的法向加速度最小?此时质点的切向加速度多大?
质点从原点处开始作斜抛运动,初速度$$\overrightarrow{v_0}$$与水平线的夹角为$$\theta _0$$,不计空气阻力,问:在y>0的区间,
(1)何处质点的法向加速度最大,其值是多少?此刻质点的切向加速度多大?
(2)何处质点的法向加速度最小?此时质点的切向加速度多大?
题目解答
答案
(1)到斜抛运动最高点时,法向加速度最大,为g。
(2)在与x轴相交的两点,即起点和其对应的运动对称点,法向加速最小,此时切向加速度为$$g\sin{\theta _0} $$。
解析
步骤 1:确定斜抛运动的加速度
斜抛运动中,质点只受到重力加速度$$\overrightarrow{g}$$的作用,其大小为g,方向竖直向下。因此,质点的加速度始终为$$\overrightarrow{g}$$。
步骤 2:分析法向加速度
法向加速度是加速度在质点运动轨迹的法线方向上的分量。在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其法线方向在最高点时与重力加速度方向一致,因此在最高点时法向加速度最大,其值为g。
步骤 3:分析切向加速度
切向加速度是加速度在质点运动轨迹的切线方向上的分量。在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其切线方向在最高点时与重力加速度方向垂直,因此在最高点时切向加速度为0。
步骤 4:分析法向加速度最小值
在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其法线方向在起点和终点时与重力加速度方向垂直,因此在起点和终点时法向加速度最小,其值为0。
步骤 5:分析切向加速度最小值
在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其切线方向在起点和终点时与重力加速度方向一致,因此在起点和终点时切向加速度为$$g\sin{\theta _0}$$。
斜抛运动中,质点只受到重力加速度$$\overrightarrow{g}$$的作用,其大小为g,方向竖直向下。因此,质点的加速度始终为$$\overrightarrow{g}$$。
步骤 2:分析法向加速度
法向加速度是加速度在质点运动轨迹的法线方向上的分量。在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其法线方向在最高点时与重力加速度方向一致,因此在最高点时法向加速度最大,其值为g。
步骤 3:分析切向加速度
切向加速度是加速度在质点运动轨迹的切线方向上的分量。在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其切线方向在最高点时与重力加速度方向垂直,因此在最高点时切向加速度为0。
步骤 4:分析法向加速度最小值
在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其法线方向在起点和终点时与重力加速度方向垂直,因此在起点和终点时法向加速度最小,其值为0。
步骤 5:分析切向加速度最小值
在斜抛运动中,质点的运动轨迹为抛物线,其切线方向在起点和终点时与重力加速度方向一致,因此在起点和终点时切向加速度为$$g\sin{\theta _0}$$。