题目

倾角为a的斜坡顶端（A点）以初速度为v0水平抛出一小球,不计空气阻力,若斜坡足够长
则抛出后经多长时间小球离斜坡最远?
小球落地点B距A多远?

提问时间：2020-08-07

答案

将小球初速度分解为垂直于斜面和平行于斜面,其加速度g也分解为垂直于斜面和平行于斜面.显然,垂直于斜面的分速度使小球远离斜面.所以当垂直于斜面的分速度为0时,小球离斜面最远.设此时间为t1.
对垂直于斜面方向列方程：
v0 sin a = g * cos a * t1 ,
得 t1 = v0 tan a / g .
由于斜面足够长,所以小球落在斜面上,在平行斜面的方向上,小球做匀加速运动,加速度为g在平行斜面方向上的分加速度；由于小球在垂直斜面方向上的加速度为g在垂直斜面方向上的分加速度,大小恒定,方向相反,所以小球远离斜面的时间等于靠近斜面的时间,所以小球在空中的总时间为
t = 2 * t1 ,
所以所求距离为
s = v0 * cos a * t + 1/2 * g * sin a * t^2
= 2 * v0^2 * sin a / [ g * (cos a)^2]