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证明在平抛运动中两速度方向的反向延长线的焦点是水平位移的一半 证明在平抛运动中两速度方向的反向延长线的焦点是水平位移的一半
证明在平抛运动中两速度方向的反向延长线的焦点是水平位移的一半
biqiaosha1回答 · 7009人浏览7009人浏览 · 0 收藏
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bazhaopo 签约达人 04-01 TA获得超过2911个赞 2023-04-01 20:55
平抛运动中,物体的运动轨迹为抛物线,其方程为:

y = -1/2gt^2 + vt + y0

其中,g为重力加速度,v为水平初速度,y0为起始高度,t为时间,y为高度。

在平抛运动中,重力只对物体的竖直运动产生影响,而对水平运动没有影响,因此物体在水平方向的速度不变。设物体在水平方向的速度为v0,则有:

v0 = v

物体在竖直方向上的速度随时间变化而改变,其大小为:

v1 = -gt + v0

物体在竖直方向上运动的时间为:

t = 2v1/g

将t代入抛物线方程中,可得物体的水平位移为:

x = v0t = v(2v1/g) = 2v^2/g - 2vy/g

其中,y为物体的最大高度。

将抛物线方程中的t用v1表示,可得:

t = (v1 - v0)/(-g)

将t代入抛物线方程中,可得物体的最大高度为:

y = v1t - 1/2gt^2 = (v1^2 - v0^2)/2g

将x和y代入抛物线方程中,可得:

y = -x^2/(4v^2/g) + x/2 + y0

将抛物线方程中的a和b代入椭圆方程中,可得椭圆的焦点坐标为:

f = (a^2 - b^2)^(1/2) = (v^2/g)^(1/2)

因此,椭圆的焦距为2f = 2(v^2/g)^(1/2),水平位移的一半为x/2 = v^2/g。

因此,椭圆的焦点是水平位移的一半。

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