- 平抛运动
- 共223题
水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=5.0m,倾角θ=37°。BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的摩擦均忽略不计。取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。一同学从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,
求:
(1)该同学沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;
(2)该同学滑到B点时速度的大小vB;
(3)从C点滑出至落到水面的过程中,该同学在水平方向位移的大小x。
正确答案
见解析。
解析
(1)该同学沿斜槽AB下滑过程中,受重力和斜槽的支持力,由牛顿第二定律
可得 a=6m/s2
(2)由A到B的过程中只有重力做功,设到达B点时速度为 vB ,由机械能守恒定律
可得 vB =10m/s
(3)由B到C该同学做匀速直线运动,到达C点时的速度为 vC =vB=10m/s ,由C点到落入水面做平抛运动,有
水平方向
竖直方向
可得 x=4m
知识点
以初速为,射程为
的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下,当其到达轨道底部时,物体水平方向速度大小为
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,半径 的光滑四分之一圆轨道
竖直固定在水平桌面上,轨道末端水平且端点
处于桌面边缘,把质量
的小物块从圆轨道上某点由静止释放,经过
点后做平抛运动,到达地面上的
点。已知桌面高度
,小物块经过
点时的速度
,
取
。不计空气阻力,物块可视为质点。
求:
(1)圆轨道上释放小物块的位置与桌面间的高度差;
(2)小物块经过点时轨道对物块支持力的大小;
(3)小物块落地前瞬间的动量大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)设圆轨道上释放小物块的位置与桌面间的高度差为H,小物块运动至N点过程中机械能守恒,则有
解得 H=0.45m
(2)设物块经过N点时所受支持力为F
根据牛顿第二定律有
解得 F=5.6 N
(3)设物块做平抛运动的时间为t,小物块落地前竖直分速度为vy,
则
vy=gt
解得 vy=4.0m/s
小物块落地前速度
解得v=5.0m/s
动量p=mv
p=1.0kg·m/s
知识点
如图所示,一固定的1/4圆弧轨道,半径为1.25m,表面光滑,其底端与水平面相切,且与水平面右端P点相距6m。轨道的下方有一长为l.5m的薄木板,木板右侧与轨道右侧相齐。现让质量为lkg的物块从轨道的顶端由静止滑下,当物块滑到轨道底端时,木板从轨道下方的缝隙中冲出,此后木板在水平推力的作用下保持6m/s的速度匀速运动,物块则在木板上滑动。当木板右侧到达P点时,立即停止运动并被锁定,物块则继续运动,最终落到地面上。已知P点与地面相距1.75m,物块与木板间的动摩擦因数为0.1,取重力加速度g=10m/s2,不计木板的厚度和缝隙大小,求:(结果保留两位有效数字)
(1)物块滑到弧形轨道底端受到的支持力大小;
(2)物块离开木板时的速度大小;
(3)物块落地时的速度大小及落地点与P点的水平距离。
正确答案
(1)30N
(2)
(3)3.5m
解析
(1)对物块
解得
(2)木板运动时间
对物块
(3)由机械能守恒定律得
物块在竖直方向
物块在水平方向
知识点
A、B两质点以相同的水平速度υ0抛出,A在竖直平面内运动,落地点为P1,B沿光滑斜面运动,落地点为P2,不计阻力,如图所示,比较P1、P2在x轴上的远近关系是 ( )
正确答案
解析
略
知识点
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