FANPHYSICS · CHAPTER GUIDE

竖直上抛运动

本章以竖直上抛的分阶段运动和图像为核心,同时包含双物体相遇、管球穿越以及车辆追及防碰等相对运动与临界距离问题。

3 道题8 个核心知识点4 组公式

章节题目概括

  1. 第7题:双球上抛相遇

    \(A\) 球先从地面以初速度 \(2v_0\) 竖直上抛;经过时间 \(\Delta t\) 后,\(B\) 球再从地面以初速度 \(v_0\) 竖直上抛。判断两球能否在空中相遇,并用高度-时间图像理解相遇条件。

  2. 第10题:金属管穿球

    金属管从地面以初速度 \(v\) 竖直上抛,管长为 \(L\);小球从管口上方高度 \(h\) 处由静止释放。判断小球是否会穿过金属管,并分析穿过发生在金属管上升还是下降阶段。

  3. 第11题:三车防追尾

    甲、乙、丙三车同向行驶,初速度分别为 \(6\,\text{m/s}\)、\(8\,\text{m/s}\)、\(9\,\text{m/s}\),相邻车距均为 \(5\,\text{m}\)。甲车以 \(1\,\text{m/s}^2\) 减速,乙、丙立即匀减速,求乙、丙为避免追尾所需的最小减速度。

章节定理、规律与公式汇总

相对运动竖直上抛相遇条件自由落体同加速度模型匀减速追及相遇临界条件

核心定理与规律

  1. 忽略空气阻力时,竖直上抛全过程加速度始终竖直向下,最高点速度为零但加速度不为零。
  2. 多物体相遇问题应使用统一坐标系和绝对时间,延迟出发的物体需写分段位置函数。
  3. 追及防碰问题可转化为相对运动,安全临界常对应相对速度变为零时的最小间距。

常用公式

竖直上抛位置与速度

\[y=v_0t-\frac12gt^2,\qquad v=v_0-gt\]

取竖直向上为正方向。

上升时间与最大高度

\[t_{\mathrm{up}}=\frac{v_0}{g},\qquad H=\frac{v_0^2}{2g}\]

最高点满足 \(v=0\)。

回到抛出点

\[T=\frac{2v_0}{g}\]

只适用于落回与抛出点等高的位置。

相对运动

\[\Delta x=x_B-x_A,\qquad \Delta v=v_B-v_A,\qquad \Delta a=a_B-a_A\]

相遇条件为 \(\Delta x=0\),防碰需检查最小 \(\Delta x\)。

NotebookLM 笔记

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