考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题.
分析: 先根据平抛运动的分运动公式判断恰好落在B点的初速度大小,然后确定不同初速度的落地范围,结合平抛运动的分运动公式列式求解即可.
解答: 解:假设小球恰好落到B点,根据平抛运动的分位移公式,有:
解得:t=2s 由于
,解得:
v0=7.5m/s
(1)当V0=20m/s>7.5m/s时,小球将落到水平面上,故:
vx=v0
联立解得:
v=20m/s≈28.3m/s (2)当
Sx=v0t
解得:
m/s<7.5m/s时,小球将落到斜面上:
故S==
答:(1)若V0=20m/s,小球运动到落点时的速度大小为28.3m/s; (2)若V0=3m/s,小球运动到落点的总位移大小为16m.
点评: 本题关键是明确平抛运动的分运动规律,结合分运动公式列式求解,注意临界情况的判断. 18.(12分)(2015春?郓城县校级期中)如图所示,水平放置的圆盘半径为R=1m,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB,滑道AB与CD平行.滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,其高度差为h=1.25m.在滑道左端静止放置一质量为m=0.4kg的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为μ=0.2.当用一大小为F=4N的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度ω=2π rad/s,绕盘心O在水平面内匀速转动,拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B点水平
2
抛出,恰好落入小桶内.重力加速度g=10m/s.求 (1)拉力作用的最短时间;
(2)若拉力作用时间为0.5s,滑块会落入小桶吗?若能,求所需滑道的长度. (3)物块落入桶中后如果随圆盘一起以ω=力大小.
rad/s匀速转动,小桶给物块的水平方向作用
考点: 动能定理;平抛运动. 专题: 动能定理的应用专题.
分析: (1)若圆盘转一圈,物块恰好调入小桶,此时作用力时间最短.圆盘转一圈的时间与匀加速运动、匀减速运动、平抛运动三个时间之和相等.
(2)物块离开B点后做平抛运动,可以求出平抛运动的时间和平抛运动的初速度,物块在滑道上先匀加速运动再匀减速运动,两个运动的位移之和为滑道的长度.
(3)小桶水平方向给物块的作用力提供向心力,根据牛顿第二定律求出水平方向的作用力,再由力的合成求解. 解答: 解:(1)物块由B点抛出后做平抛运动,在竖直方向有:
h=gt
物块离开滑到的速度:v==2m/s
拉动物块时的加速度,由牛顿第二定律:F﹣μmg=ma1
2
得:a1=8m/s,
圆盘转过一周时落入,拉力作用时间最短;盘转过一圈的时间: T=
=1s
2
物块在滑道导航先加速后减速:v=a1t1﹣a2t2
物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系:t1+t2+t=T
由上面两式联立得:t1=0.3s
(2)拉力作用时间为0.5s>0.3s,能落入小桶, 物块加速获得速度:v1=a1t=4m/s 滑块撤去F滑行时间为:t′=
=1s
则板长为:L=x1+x2=a1t1+
2
=4m
2
(3)小桶水平方向给物块的作用力提供向心力,有:Fx=mωR=0.4×竖直方向给物块的作用力与重力等大反向,即为:Fy=4N, 则小桶给物块的作用力:F=
N=5N;
×1N=3N
答:
(1)拉力作用的最短时间为0.3s;
(2)若拉力作用时间为0.5s,能落入小桶,所需滑道的长度为4m. (3)小桶给物块的作用力大小5N.
点评: 解决本题的关键知道物块整个过程的运动:匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动,知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等.以及熟练运用运动学公式.
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