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基础力学/平面上的曲线运动
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经过前面的学习,本章内容理应是可以独立地去研究学习的。 ==抛体运动== 研究运动学问题,建立一个合适的坐标系是重要的,这样可以使问题简单许多。在这里,我们以起抛点为原点与计时起点,重力加速度的方向为y轴反方向,在发射角所在平面内建立平面直角坐标系。如图所示。 [[File:Parabolic for Vector description.png|右|400px]] 对此可建立它的运动学方程: :<math> \mathbf{r} =v_0\cos\alpha t\mathbf{i} +(v_0\sin\alpha t-\frac{1}{2}gt^2)\mathbf{j} </math> 或其标量形式: :<math> \begin{cases} x&=v_0\cos\alpha t\\ y&=v_0\sin\alpha t-\frac{1}{2}gt^2 \end{cases} </math> 这可看做是参数为t的参数方程。消去参数t,可得到抛体运动的轨迹方程: :<math> y=\tan\alpha x - \frac{g}{2v_0^2\cos^2\alpha}x^2 </math> 或者可以用另一思路来解决这个问题。将位移'''r'''分解为沿初速度方向的分位移'''r'''<sub>1</sub>和'''r'''<sub>2</sub>,则有: :<math> \mathbf{r} =\mathbf{r}_1+\mathbf{r}_2 =\mathbf{v}_0t+\frac{1}{2}\mathbf{g}t^2 </math> 与抛体运动相联系的抛物线是人类大脑最敏感的曲线之一{{来源请求}},抛体在质量较大、速度较慢等前提下的轨道曲线与上面的轨迹方程相符地很好,否则它所受的空气阻力将不可忽略。大致来说,物体所受空气阻力与它速度的立方成正比。 子弹、炮弹这些速度很快的物体其实是按所谓“弹道曲线”来运动的。由于空气阻力影响,弹道曲线升弧长而平伸,降弧短而陡峭。
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