- 平抛运动
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做平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于( )
正确答案
解析
解:平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,根据h=gt2,解得 t=
,则水平方向上的位移 x=v0t=v0
.
可知水平方向通过的最大距离取决于物体的初速度和抛出点的高度,与其他因素无关.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
如图所示,AB是固定在竖直平面内半径为R的光滑半圆弧,CD是与AB在同一竖直平面内半径为1.5R的四分之一光滑圆弧轨道,其底端D切线水平,且与AB弧圆心O1等高.现将质量为m的小球(可视为质点)从圆弧CD上与圆心O2等高的C处由静止开始释放,小球落进半圆弧AB并与之内壁碰撞,碰撞过程中不损失机械能,结果小球刚好能回到D点并能沿DC弧返回C处.g=10m/s2.求:
(1)小球刚滑到D点时,对D段的压力大小
(2)CD弧底端D距AB弧圆心O1的距离
(3)小球与圆弧AB的内壁碰撞时的速度大小.
正确答案
解:(1)设小球滑到D点速度为v,从C滑到D的过程,由机械能守恒定律有:=1.5mgR,得v=
在D点,由牛顿第二定律有:F-mg=m,
联立发上两式解得:F=3mg,
所以小球对D段的压力大小F′=F=3mg,方向竖直向下;
(2)小球欲回到D点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O1的连线与水平夹角α,D点和碰撞点连线与水平夹角为β,则有
由y==Rsinα,得t=
则tanα==
=
=
=
解得:sinα=,得α=30°,t=
故vy=gt=,x=vt=
R,
D到O1的距离为:DO1=x-Rcosα=R;
(3)小球与圆弧AB的内壁碰撞时的速度大小v′==2
.
答:
(1)小球刚滑倒D点时,对D段的压力大小为3mg.
(2)CD弧底端D距AB弧圆心O1的距离为R.
(3)小球与圆弧AB的内壁碰撞时的速度大小是2.
解析
解:(1)设小球滑到D点速度为v,从C滑到D的过程,由机械能守恒定律有:=1.5mgR,得v=
在D点,由牛顿第二定律有:F-mg=m,
联立发上两式解得:F=3mg,
所以小球对D段的压力大小F′=F=3mg,方向竖直向下;
(2)小球欲回到D点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O1的连线与水平夹角α,D点和碰撞点连线与水平夹角为β,则有
由y==Rsinα,得t=
则tanα==
=
=
=
解得:sinα=,得α=30°,t=
故vy=gt=,x=vt=
R,
D到O1的距离为:DO1=x-Rcosα=R;
(3)小球与圆弧AB的内壁碰撞时的速度大小v′==2
.
答:
(1)小球刚滑倒D点时,对D段的压力大小为3mg.
(2)CD弧底端D距AB弧圆心O1的距离为R.
(3)小球与圆弧AB的内壁碰撞时的速度大小是2.
如图所示,从同一竖直线上不同高度A、B两点处,分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球,P为它们运动轨迹的交点.则下列说法正确的有( )
正确答案
解析
解:A、两球的初速度大小关系未知,在P点,A的竖直分速度大于B的竖直分速度,根据平行四边形定则知,两球在P点的速度大小不一定相同,故A错误.
B、若同时抛出,在P点,A下落的高度大于B下落的高度,则A下落的时间大于B下落的时间,可知两球不可能在P点相碰,故B正确.
C、若同时抛出,根据h=知,经过相同的时间下落的高度相同,则竖直方向上的距离保持不变,故C错误.
D、若同时抛出,由图可知,下落相同的高度,B的水平位移大于A的水平位移,可知B的初速度大于A的初速度,由于两球在竖直方向上的距离不变,水平距离逐渐增大,则两球之间的距离逐渐增大,故D错误.
故选:B.
(2015秋•洛阳期末)如图所示,半圆形凹槽的圆心为O点.在与O点等高的边缘A、B两点处分别以速度v1、v2水平同时相向抛出两个小球,两小球恰好落在弧面上的P点.已知∠AOP=60°,不计空气阻力.则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据几何关系知,A的水平位移,B的水平位移
,则落在P点的水平位移之比为1:3,运动时间相等,则初速度之比为1;3,故A错误.
B、若只增大v1,而v2不变,则两球运动轨迹如图所示,由图可知,两球可在空中相遇,
C、若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则A球水平方向位移增大,B球水平位移减小,而两球运动时间相等,所以应使v1增大,v2减小,故C错误.
D、要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为2R,则(v1+v2)t=2R,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以v1+v2也不是一个定值,故D错误.
故选:B.
以V0的速度水平抛出一物体,当其竖直分位移和水平分位移相等时,则此物体的即时速度的大小为______,运动时间为______.
正确答案
解析
解:根据得,t=
,
则物体的竖直分速度vy=gt=2v0,根据平行四边形定则得,.
故答案为:,
.
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