(一)  拋體分析:

A、   起始條件:

(1)     初速V0,斜角θ
水平初速V0x=V0cosθ(")
鉛直初速V0y=V0sinθ(#)

(2)     受力情形:
水平方向不受力 
[ 等速度運動(慣性定律)
鉛直方向受重力  [ 等加速度運動(運動定律)
V0y
向上,加速度ay=重力加速度=g($) [ 鉛直上拋

B、   t秒後情形:

(1)     軌跡方程式:
x
=V0x•t=(V0cosθ)•t  [
   
[
 
[
 
[   圖形為開口向下的拋物線 (y=ax-bx2)

(2)     Vx=V0x= V0cosθ(")
Vy
=V0y-gt=V0 sinθ-gt
[ 
[ 
速度方向即為物體運動的方向  θ:和水平面的夾角

C、   最高點:

(1)     時間(t):
Vy
=0  [ V0 sinθ-gt=0     [

(2)     最大高度(H):
最高點末速=0  [   
              
[   [

(3)     全程時間(T):
a.
全程飛行時間=最大點時間的2倍  [  
b.
鉛直上拋過程,同一水平面(高度)的速度大小會相等,方向相反。
  
[ 鉛直初速=V0sinθ  [  鉛直末速=-V0sinθ
  
-V0sinθ=V0sinθ-gT    [  2V0sinθ=gT   [

(4)     水平射程(R):
 
 [ 

(5)    

 [     或 R=4Hcotθ

D、  切線加速度(at­)與法線加速度(an):
  
[  at=gsinθ     an=gcosθ
最高點處  Vy=0  Vx=V0 cosθ 
[ at=0   an=g($)

 

 

(二)  討論:

A、   最大水平射程:
為最大值時     [ sin2θ=1
此時 2θ=90∘   [  θ=45∘
當斜拋仰角為45∘時,有最大的水平射程R 
 
[  。
由圖形可發現:
當V0維持一定時,將θ由0∘起逐漸增大,則水平射程亦逐漸增加,直到45∘時,水平射程達到最大值,超過45∘後增加θ值,則水平射程又逐漸減小。

B、   斜拋仰角互餘時:

(1)     θ1+θ2=90∘  [  θ2=90∘-θ1

當兩次的斜拋仰角互餘時,兩次的水平射程會相等。
   

(2)     R1=R2時   [   [ sin2θ1=sin2θ2
sin2θ1=sin(180-2θ1)=sin2θ2  [ 180-2θ1=2θ2
 
[ 2θ1+2θ2=180∘           [ θ1+θ2=90∘
當兩次的水平射程相等時,斜拋的仰角必定互餘。

(三)  斜向拋射的特性:

A、   斜拋至最高點所需的時間t1=從最高點落回原高度所需的時間t2。

B、   上升過程與下降過程中,在同一高度處有相同的速率,且角度相同,但是上升時原為仰角,下降至同一高度變為俯角。
水平等速度    [ V1x=V2x=Vcosθ
鉛直等加速度  [ V1y=V1sinθ(#)
                V2y
=V2sinθ($)  
              
[

C、   上升與下降經相同的高度差,則所需的時間相同。
如上圖,A"P所經的時間,與P'"A'所經的時間相同。  [  tAP=tP'A'。

D、  即使初速不同,飛行仰角不同,若鉛直速相同時,則:

(1)     飛行時間必定相同。

(2)     最大飛行高度必定相同。

1.    一物體自地面以20 m/s、30°的仰角被拋出,假設g=10 m/s2,則:
(1)
軌跡方程式【】;
(2)
最大高度【5】m;
(3)
飛行時間【2】s;
(4)
水平射程【】m;
(5)
落地時之切線加速度【5】m/s2;
(6)
落地時之法線加速度【】m/s2。

【解析】:

(1)     [ 

(2)   [    [ H=5m

(3)  飛行時間   [ -Vy=Vy-gT   [ -10=10-10xT  [   t=2秒

(4)  

(5)  拋出瞬間的仰角30∘,落地瞬間的俯角為30∘,
切線加速度at=gsin30∘=10x(1/2)=5 m/s2

(6)  法線加速度

                            

2.    一物斜向上拋,水平射程和最大高度相等,設拋射角和地面成θ角,則 
(A) tanθ
=4 (B) tanθ=2 (C) cotθ=4 (D) cotθ=2

【答案】:(A)

【解析】:         [
     
[ 4cosθ=sinθ    [   tanθ=4

 

3.    某女同學進行跳遠測驗,在加速起跑後,以仰角37°從起跳線躍出,跳遠成績為4.8公尺,則此女同學從起線躍出時速度為 
(A) 6.3
 (B) 6.8 (C) 7.1 (D) 7.5 m/s(g=10 m/s2)

【答案】:(C)

【解析】:   [    
 
[ =7.05 m/s

4.    某女同學進行跳遠測驗,在加速起跑後,以仰角37°從起跳線躍出,跳遠成績為4.8公尺,若此同學再加速助跑,使躍出時的初速度增加20%,則跳遠成績可增加 
(A) 21
% (B) 30% (C) 44% (D) 50%

【答案】:(C)

【解析】:承上題,初速原為7.05 m/s,再增加20%,初速增為7.05x1.2=8.46 m/s
最大水平射程
原有的水平設成為4.8m,因此增加了

 

5.    不計空氣阻力,某物體在水平面上斜拋,則上升過程中,最後一秒爬升的鉛直高度為若干? 
(A) 0.25g
 (B) 0.5g (C) g (D) 1.25g (E)條件不足(重力速度為g)

【答案】:(B)

【解析】:上升過程最後1秒的位移會等於從最高點開始落下第1秒內的位移

落下的第1秒位移5m,所以同一時間內上升的最後一秒位移=5m=0.5g。

 

6.    以v0之初速斜向拋出一球,於運動過程中,速度最小值,則此球可上升的最大高度為 
(A)
 (B) (C) (D) (E)

【答案】:(D)

【解析】:最高點的速度為最小值,只有水平速度,
所以  [     [ θ=60∘

 

7.    將一石子斜向拋射,不計空氣阻力時,在最高點之速率為拋出時速率之一半,則拋射角為 
(A) 30°
 (B) 37° (C) 45° (D) 53° (E) 60°

【答案】:(E)

【解析】:最高點的速度只有水平速度  [    [   [ θ=60∘

 

8.     描述: 描述: 描述: ZMGB3-6-4如圖,大砲以37∘瞄準前方400 m的峭壁射擊,已知砲彈初速100 m/s,砲彈發射後幾秒鐘擊中峭壁? (cos37°=0.8) 
(A) 5 (B) 10 (C) 15 (D) 20

【答案】:(A)

【解析】:砲彈的水平速度Vx=V0 cos37∘=100x(4/5)=80m/s
鉛直速度Vy=V0 sin37∘=100(3/5)=60 m/s
x
=Vxt   [   400=80T  [  T=5秒   

 

9.    一物體自地面被斜拋出去,如欲使水平射程R為最大高度H的3倍,則拋射時的仰角該為 
(A) 60°
 (B) 53° (C) 45° (D) 37° (E) 30°

【答案】:(B)

【解析】:R=3H   [      [  
 
[     [ θ=53∘

 

10.   一砲在高65公尺之崖邊,向海面射擊,初速為20公尺,仰角37°,恰可擊中停泊於海面的艦艇,則(g=10 m/s2)
(1)
砲彈發射至擊中艦艇需【5】秒。
(2)
艦艇與砲的水平距離為【80】公尺。

【答案】:(C)

【解析】: 
落於海面上,鉛直位移=-65公尺  [
5t2
-12t-65=0    (5t+13)(t-5)=0  [ t=5秒
水平位移R=Vxt=16x5=80公尺

 

11.   以一定之初速,作兩次斜向拋射,其最大高度分別為 H1 及 H2,若兩次水平射程相等,則此射程為【】。

【解析】:    ,兩次水平射程相等  [ 
 
[         [   
  
[ 
 

 

 

12.  一球自地表以v0之初速、60˚之仰角斜向拋出,若不計空氣阻力,當球的速度與水平成30˚角之瞬間,球離地面的高度應為 
(A)
 (B)  (C)  (D)  (E)

【答案】:(C)

【解析】: 水平初速
當速度的仰角變為30˚時,速度變為V1,則
水平速度維持不變   [         [
鉛直初速

                          
     [    [ 

 

13.  如圖,自60 m高的樓頂以25 m/s的初速,仰角53°拋出一球,經幾秒後著地?
(A) 6 (B) 7 (C) 3 (D) 5 (重力加速度g=10 m/s2)

【答案】:(A)

【解析】: m/s
 m/s

         落地位移=-60m  [
[ 5t2-20t-60=0    (t-6)(t+2)=0  [  t=6秒

描述: 描述: ZMGB3-6-5

14.  在高40 m處以20 m/s斜角30° 拋出一石,g=10 m/s 2,則
(1)
【4】秒著地。
(2) 2
秒末之高度為【40m】,速度為【20 m/s】。
(3) 3
秒末之高度為【25m】,速度大小為【m/s】。
(4)
著地之速度為【】。

【解析】: m/s
 m/s
(1) 
落地位移=-40m  [  [ 5t2-10t-40=0
     t2
-2t-8=0   [ (t-4)(t+2)=0    [  t=4秒
(2) 2
秒末高度h1
  
出發點距地面40m,2秒後位移為0,依然距離地面40m。
  
速度Vy=v0-gt=10-10x2=-10m/s,速度大小為10m/s,方向朝下。
       Vx
= m/s ,m/s
(3)3
秒末高度h1
  
出發點距地面40m,3秒後位移為-15m,因此距離地面40-15=25m。
  
速度Vy=v0-gt=10-10x3=-20m/s,速度大小為20m/s,方向朝下。
       Vx
= m/s , m/s
(4)
著地瞬間的位移=-40m  [ 
   
[ 5t2-10t-40=0    t2-2t-8=0       (t-4)(t+2)=0
       t
=4秒   [  Vy=v0-gt=10-10x4=-30m/s
      Vx
= m/s , m/s

 

15.  自高度h的樓頂同時拋出兩球,速率均為v0,方向分別是仰角45°及俯角45°,則兩球著地的水平位置相距多遠?
(A)  (B)  (C)  (D) 。

【答案】:(B)

【解析】:如圖,仰角45∘,水平位移為AB',
俯角45∘十,水平位移為A'B',
由圖形知,A'B'=AB,因此兩者的位移相差
=AB'-A'B'=AB'-AB=B'B=PP'=

 

16.  以初速 v 仰角θ斜向拋出一球,空氣阻力不計,當球速度與水平夾角α時(α<θ)的速率為
(A)  (B)   (C)   (D)   (E) 。

【答案】:(A)

【解析】:拋射過程的任何位置,水平速度必定相等 
 
[  V1cosθ=V2cosα  [   

 

17.  一物體在平坦地面上以 15 m/s初速,37° 仰角拋出,則其水平射程為【21.6 m】。

【解析】:

18.  由地面向斜上方拋出質量m的物體,此物在達到最大高度h時仍有v的速率,則此物體初拋的速度為【】。

【解析】:最大高度h時,鉛直的初速為     [ 
拋射過程的水平速度為定值,始終都是v   [  Vx=v
[

 

19.  某物自地面作斜向拋射,其水平射程為頂點高度的4倍,則其拋射仰角為若干?
(A) 30°
 (B) 37° (C) 45° (D) 53° (D) 60°。

【答案】:(C)

【解析】:R=4H   [     [ sin2θ=2sin2θ
 
[ 2sinθcosθ=2sin2θ   [ cosθ=sinθ 
 [   tanθ=1   [  θ=45∘

 

20.  二拋體A、B的初速量值相等,其仰角分別為30°與60°自同一地點同時拋出,則:

(1)     A、B二拋體水平射程比值為【1:1】。

(2)     B二拋體最大高度比值為【1:3】。

【解析】:

 

21.  將一質點自地面斜向拋射出,最大高度為45公尺,期間有二個時刻質點位在25公尺高度,則此二個時刻分別為拋出後第【1】秒與第【5】秒。(g=10 m/s2)

【解析】:最大高度=45m  [ 鉛直初速Vy2=2gh=2x10x45=900    Vy=30m/s
y
=25m
 [    [   
5t2
-30t+25=0    t2-6t+5=0   (t-1)(t-5)=0    t=1秒  或  t=5秒

 

 

22.  不計空氣阻力,某物體在水平地面上作斜拋,已知飛行時間為 6 秒,則落地前 1 秒內落下的距離為【25 m】。(重力加速度為 g )

【解析】:全程為6秒    [  到達最大高度需時3秒,落下需時3秒
落地前1秒距離=落下3秒內距離-落下2秒內距離
= m

 

23.  描述: ZYG03C-3-10某物在地表附近作斜拋,拋出後2秒末掠過大樓角落,如圖,再經3秒落地,若g = 10 m/s2,則大樓高度為【30 】公尺。

【解析】:全程時間=2秒+3秒=5秒
到達最高點需費時=5÷2=2.5秒
則  鉛直初速:  
第2秒末掠過大樓角落  [ 垂直高度

 

24.  一砲彈以仰角30°,初速400公尺/秒射出,若砲身高度及各種摩擦力都不計,砲彈飛行的時間(射出至落地)為【40秒】。

【解析】:Vy=400sin30∘=400x0.5=200 m/s   [  落地瞬間鉛直速度=-200m/s
-200=200-10t        [    t=40秒