关于平抛运动的推导
2026/5/6 16:48:09 网站建设 项目流程

平抛运动是指物体以一定的初速度沿水平方向抛出,仅受重力作用下的运动。它是一种常见的二维运动形式,结合了水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。现在对平抛运动进行推导。


分别在xxx方向和yyy方向上考虑

xxx方向:由于不考虑阻力,那么xxx方向上合力为000,做匀速直线运动,有vx=v0v_x = v_0vx=v0x=v0⋅tx = v_0 \cdot tx=v0t

yyy方向:只受重量F=G=mgF = G = mgF=G=mg加速度a=Fm=ga = \frac{F}{m} = ga=mF=g,由匀加速直线运动的速度和位移公式:vt=v0+at,s=12at2+v0tv_t = v_0+at, s = \frac{1}{2}at^2+v_0tvt=v0+at,s=21at2+v0t

得到:vy=gt,y=12gt2v_y = gt, y = \frac{1}{2}gt^2vy=gt,y=21gt2

联立xxxyyy两式,消去ttt得到轨迹方程:y=g2v02x2y = \frac{g}{2v₀²}x²y=2v02gx2

另外,合速度由勾股定律得到v=vx2+vy2=v02+g2t2v = \sqrt{v_x^2+v_y^2} = \sqrt{v_0^2+g^2t^2}v=vx2+vy2=v02+g2t2

速度与水平方向的夹角在图中,满足tan⁡θ=vyvx\tan \theta = \frac{v_y}{v_x}tanθ=vxvy由此可以确定落地时的速度方向为θ=arctan⁡vyvx=arctan⁡gtv0\theta = \arctan\frac{v_y}{v_x} = \arctan \frac{gt}{v_0}θ=arctanvxvy=arctanv0gt同理可以推导图上位移的夹角,不再赘述

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