直線運動之拋體運動

一、    方向與符號問題:

〈例一〉一石由頂樓向上鉛直拋出,其拋出速度為40(m/s)。已知頂樓的高度為100(m),則該石子經過多久落地(g10m/s2) (A)2 (B)4 (C)8 (D)10 (s)。 D

1.     自由落體與下拋:
初速、加速度、末速、位移 方向都相同,應沒有符號問題,一般以向下為正。

2.     上拋問題:
初速向上(為正)、加速度向下(為負)。  

        隨著時間的增加 

還在往上過程

 

在出發點上方

到達最高點

回到出發點

物體正在往下

在出發點下方

二、    時間的問題:

〈例二〉某物作自由落體運動,若不考慮空氣阻力,則第3秒內的位移與3秒內的位移量值之比為何? (A) 11 (B) 59 (C) 13 (D) 15 (E) 15     B

〈例三〉某物作自由落體,已知其落地費時4秒,則落體前一秒落下的距離,是全程的______  答案:

自由落體之物體:    

1.     由出發點開始計量:

時距

1秒內

2秒內

3秒內

4秒內

5秒內

6秒內

7秒內

、、、、、

位移比例

1

4

9

16

25

36

49

、、、、、

2.     第﹍﹍﹍秒之計量

時距

1

2

3

4

5

6

7

、、、、、

位移比例

1

3

5

7

9

11

13

、、、、、

                解釋:畫一時間軸數線,五秒內是指0-5秒內之時距。而第五秒是指4-5之間的時距。

3.     落地前一秒落下的距離:假設落地需時t
方法一:V-t 圖,自由落體為通過原點的斜直線,t秒內位移為0-t秒之曲線下三角形面積,落地前一秒落下的距離為時間 之梯形面積。
計算上以t秒內之三角形減去  秒內之三角形較為簡易。
方法二:

三、    上拋運動之對稱性

〈例三〉一籃球自地面鉛直上拋,當其通過離地面15 m高之旗竿頂時,兩次之時間間隔為2秒,則此籃球上拋之初速度為______m/s。(g10 m/s2答案:20

高度與時間

1.

 可導出,對應同一個高度有二個時間,一是在上升過程,一是在下降過程。

2.

上升總時間與下降總時間相同。

高度與速度

1.

 可導出,對應同一個高度有二個速度,一是在上升過程,一是在下降過程。而且兩個速度大小相等、方向相反。

2.

上升過程與下降過程完全對稱。

1.     上升過程與下降過程是完全對稱的
              

2.     所以上面〈例三〉中,籃球自最高點落至旗竿頂,需時1秒。此題可以由籃球自最高點開始以自由落體計算高度、末速等。
其落地之末速大小等於拋出時之初速。