2s0?水平方向做匀加速直线运动有
v0t1 2v1t1 23s0?解得小球在M点的速度大小为
v1?6m/s
选项A错误;
B.由竖直方向运动的对称性可知,小球再经过t1到达x轴,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,位置N的坐标为(12,0),选项B正确; C.到N点时竖直分速度大小为v0?4m/s,水平分速度
vx?a水平tN?2v1?12m/s
小球到达N点的速度大小为
22v2?v0?vx?410m/s
选项C正确; D.水平方向上有
v1?at1
解得
a水平?15m/s2
所以风力大小
F?ma水平?1.5N
选项D错误。 故选BC。
7.如图所示,一小球自平台上水平拋出,恰好落在临近平台的一倾角α=53°的固定斜面顶端,并刚好无碰撞地沿斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0. 8m,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0. 8,cos53°=0. 6,则小球平拋运动的( )
A.水平速度v0?3m/s C.水平位移x=1.2m 【答案】AC 【解析】
B.水平速度v0?4m/s D.水平位移x=1. 6m
【分析】 【详解】
AB.小球做平抛运动,竖直方向上,有
2vy?2gh
解得
vy?4m/s
小球落到斜面上时方向与斜面平行,可得
vy?v0tan53?
解得
v0=3m/s
故A正确,B错误; CD.小球做平抛运动的时间
t?水平位移
vyg?0.4s
x=v0t=1.2m
故C正确,D错误。 故选AC。
8.如图所示,从同一条竖直线上两个不同点分别向右平抛两个小球P和Q,初速度分别为
v1、v2,结果它们同时落到水平面上的M点处(不考虑空气阻力)。下列说法中正确的是( )
A.一定是Q先抛出的,并且v1?v2 B.一定是P先抛出的,并且v1?v2
C.Q落地的瞬时速度与水平方向的夹角比P大 D.P落地的瞬时速度与水平方向的夹角比Q大 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 AB.根据h?12gt得 2t? 2h g
可知P的运动时间大于Q的运动时间,所以P先抛出;
两者水平位移相等,P的运动时间长,则P的初速度小于Q的初速度。 选项B正确,A错误;
CD.小球落地的瞬时速度与水平方向的夹角
tan??vyv0?gtg2?txx t由于P的运动时间大于Q的运动时间,所以P落地的瞬时速度与水平方向的夹角比Q大,选项C错误,D正确。 故选BD。
9.如图所示,半圆形轨道半径为R,AB为水平直径.一个小球从A点以不同初速度v0水平抛出.不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大,小球应该落在轨道的最低点
B.虽然小球初速度不同,小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角都相同 C.若初速度v0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆轨道 D.无论 v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆轨道 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A.想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大,则根据v?2gh 可知小球应该落在轨道的最低点,故A正确;
B.小球落在圆弧面上不同点时,结合圆弧可知位移的偏向角tan?=y会随着落点的不同x而发生变化,根据平抛运动的推论可知速度偏向角tan??2tan?,所以小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同,故B错误;
CD.根据平抛运动的推论:速度反向延长线过水平位移的中点,若小球垂直落在圆弧面上,则速度方向延长线过圆心,违背了速度反向延长线过水平位移的中点,所以无论 v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆轨道,故D正确;C错误;
10.如图所示,a,b两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,则( )
A.一定是b球先落在斜面上 B.可能是a球先落在半圆轨道上 C.当v0?D.当v0?210gR时,一定是a球先落到半圆轨道上 543gR时,一定是b球先落在斜面上 5【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB.将圆轨道和斜面轨道重合在一起,如图所示
交点为A,初速度合适,小球可做平抛运动落在A点,则运动的时间相等,即同时落在半圆轨道和斜面上。若初速度不适中,由图可知,可能小球先落在斜面上,也可能先落在圆轨道上,故A错误,B正确;
CD.斜面底边长是其竖直高度的2倍,由几何关系可知,斜面与水平面之间的夹角
tan??1 2由图中几何关系可知
h?2R?cos??sin??当小球落在A点时
48R,x?2Rcos??cos??R 5512gt,x?v0t 2210gR 5h?联立得
v0?
所以当v0?210gR210gR时,一定是a球先落到半圆轨道上,当v0?时,一定是b55球先落在斜面上,故C正确,D错误。 故BC正确。
二、第六章 圆周运动易错题培优(难)
11.如图所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T,取g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A.当ω=2rad/s时,T=(53+1)N C.当ω=4rad/s时,T=16N 大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】
B.当ω=2rad/s时,T=4N
D.当ω=4rad/s时,细绳与竖直方向间夹角
当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为?0,则有
Tcos??mg
2Tsin??m?0lsin?
解得
?0?253rad/s 3AB.当??2rad/s0,小球紧贴圆锥面,则
Tcos??Nsin??mg
Tsin??Ncos??m?2lsin?
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