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udn城市學校社團高中職【物理教與學】城市/討論區/
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水平拋體與自由落體----談座標獨立
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柳林
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文章推薦人 (1)

藍海翔

將一個東西水平拋出,我們會發現它:又向前走,又向下落的。為何會如此?

以閃光攝影拍攝下水平拋體運動的「軌跡」,仔細分析,可以發現:在定時閃光間格內,水平方向前進相等的距離。---證明該物體水平方向是做等速度運動。而鉛值方向,它的運動則與自由落體完全同步,是初速為零的等加速度運動,加速度大小為g。

為何呢?很簡單的理由:因為水平方向不受力(假設空氣阻力不存在),所以物體維持慣性,等速前進。而鉛直方向物體受有重力,所以加速度g向下。

問題一:明明水平有初速,為何鉛直初速為零?------在影像中,我們可見,水平初速決定了水平的運動(不會分給鉛直)。而鉛直方向的重力只會影響鉛直方向運動,也不會分給水平。這是自然現象中一個很重要的特性,我們稱之為「座標獨立」。

物理學家只能解釋物理現象,我沒辦法告訴你,為何上帝要這麼做。。

問題二:當物體落地時,它的速度如何?----畫出一個箭頭向右,代表物體的水平方向速度。再畫出一個箭頭向下,代表向下的速度。二者所形成之矩形對角線,就是物體的速度大小。(做圖時,箭頭長度與速度大小要符合比例。)若圖畫得好,可以發現這個對角線方向剛好是拋體軌跡的「切線」。

問題三:看起來我們好像可以把水平拋體運動分成水平(X軸)、鉛直(Y軸)分開個別處理,對不對?----BINGO,答對了,我們就是這麼做的。

根據座標獨立原則,我們可以把很多看起來向很複雜的運動簡化為互相垂直的二個獨立簡單的運動。----個別處理,再合併就對了。

所以,斜拋也可以這麼做就對了。

看懂了以上說的,網路上很多拋體的動畫,應該就比較看得懂了。

http://mail.ctas.tcc.edu.tw/~cokojo/action/motion_free%20and%20horizontal%20falling.exe

http://mail.ctas.tcc.edu.tw/~cokojo/action/main.htm

http://www.phy.ntnu.edu.tw/moodle/mod/resource/view.php?id=96



本文於 修改第 2 次
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柳林
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sorry   回應時看不到圖。
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是α還β
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冷面戰將
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 是  鉛直位移/水平位移=tanβ

 還是  鉛直位移/水平位移=tanα

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分X、Y軸
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柳林
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X軸初速:v0cos(α+β)     Y軸初速v0sin(α+β) 

X軸等速度、Y軸等加速度

鉛直位移/水平位移=tanβ

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學生不才...上來問問一個問題
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冷面戰將
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斜向拋射

設已知兩角度,以及拋射時的初速Vo

求物體落至斜面時距地高度H=?

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