以45°斜抛水平距离最远

已知:斜抛物体的初速度为 v 0 v_0 v0(与水平方向的夹角为 θ \theta θ),重力加速度为 g g g

求:抛物轨迹方程?


垂直方向的速度为
v y = v 0 sin ⁡ θ − g t v_y=v_0 \sin \theta -gt vy=v0sinθgt

水平方向的速度为
v x = v 0 cos ⁡ θ v_x=v_0 \cos \theta vx=v0cosθ


垂直方向的位移为

y = ∫ v y d t = ∫ ( v 0 sin ⁡ θ − g t ) d t = v 0 t sin ⁡ θ − g t 2 2 y=\int v_ydt=\int (v_0 \sin \theta -gt)dt=v_0t \sin \theta-\frac{gt^2}{2} y=vydt=(v0sinθgt)dt=v0tsinθ2gt2

水平方向的位移为

x = ∫ v x d t = ∫ ( v 0 cos ⁡ θ ) d t = v 0 t cos ⁡ θ x=\int v_xdt=\int (v_0 \cos \theta)dt=v_0t \cos \theta x=vxdt=(v0cosθ)dt=v0tcosθ


将x代入y即可得到轨迹方程

y = t a n θ x − g 2 v 0 2 cos ⁡ 2 θ x 2 y=tanθx-\frac{g}{2v_0^2\cos^2θ}x^2 ytanθx2v02cos2θgx2


令y=0,可得

x = 2 sin ⁡ θ cos ⁡ θ v 0 2 g = v 0 2 sin ⁡ 2 θ g x = \frac{2\sin\theta \cos\theta v_0^2}{g}=\frac{v_0^2 \sin2 \theta }{g} x=g2sinθcosθv02=gv02sin2θ

θ = 45 ° \theta=45° θ=45°时, x m a x = v 0 2 g x_{max}=\frac{v_0^2}{g} xmaxgv02

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