高中物理 · 曲线运动

平抛与抛体运动计算 · 水平匀速,竖直匀变速

平抛给高度和初速度,斜抛给初速度和抛射角,一次算出飞行时间、水平射程、最大高度、落地速度与落地角。

平抛:t = √(2h/g)平抛:x = v₀t,v_y = gt斜抛:T = 2v₀sinθ/g斜抛:R = v₀²sin2θ/g
抛体参数平抛 / 斜抛

平抛只需高度与初速度;斜抛需要初速度与抛射角(与水平方向夹角)。

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水平射程
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飞行时间
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水平射程
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最大高度
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落地速度
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计算过程
  1. 填入数据后点「计算」,这里给出代入过程。
平抛的三个结论
量公式特点
飞行时间t = √(2h/g)只由高度决定,与 v₀ 无关
水平位移x = v₀t与 v₀ 成正比
落地速度v = √(v₀² + 2gh)竖直分量 v_y = √(2gh)
速度偏角tanθ = v_y / v₀位移偏角的正切是它的一半

抛体运动只做一件事:分解

水平方向没有力,做匀速直线运动;竖直方向只有重力,做匀变速直线运动。两个方向共用同一个时间 t,这是所有抛体题的连接点。

平抛的时间由高度唯一决定:t = √(2h/g)。所以「同一高度平抛,初速度不同」的两球会同时落地,只是落点不同。

斜抛的三个常用结论

  • 飞行时间 T = 2v₀sinθ/g(回到同一高度)
  • 射程 R = v₀²sin2θ/g,θ=45° 时最大
  • 最大高度 H = v₀²sin²θ/(2g)
  • 最高点竖直速度为 0,水平速度仍为 v₀cosθ

常见问题

平抛的落地速度方向怎么求?

先求竖直分量 v_y=gt,再用 tanθ = v_y/v₀ 求与水平方向的夹角。速度大小取两个分量的平方和开根。

斜抛的最高点是速度为零吗?

不是。最高点竖直分量为零,水平分量仍为 v₀cosθ,所以速度不为零,方向水平。

为什么射程公式里是 sin2θ?

由 R = v₀cosθ · T 与 T=2v₀sinθ/g 相乘得到,利用 2sinθcosθ=sin2θ 化简。θ=45° 时 sin90°=1 最大。

空气阻力考虑吗?

不考虑。高中阶段抛体运动默认忽略空气阻力,实际运动中射程会明显小于理论值。

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