题目内容

13.从高为h的斜面顶端以一定的水平速度v0抛出一个小球,改变斜面的倾角θ,小球在斜面上的落点将不同,已知斜面倾角θ的正切tan θ与小球落在斜面上的时间t的关系如图所示,(取g=10m/s2),则小球抛出的速度v0等于(  )
A.12m/sB.10m/sC.8m/sD.4m/s

分析 小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比,求出tanθ与t的关系式,再由图象的信息求解.

解答 解:小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,则有
 水平位移x=v0t,竖直位移y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
可得 tanθ=$\frac{y}{x}$=$\frac{gt}{2{v}_{0}}$
由数学知识知,tanθ-t图象的斜率等于$\frac{g}{2{v}_{0}}$
由图得斜率k=$\frac{2}{4}$=0.5
则$\frac{g}{2{v}_{0}}$=0.5,解得 v0=10m/s
故选:B.

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,明确斜面的倾角反映了位移与水平方向的夹角,分解位移,而不是分解速度,不能得到这样的式子:tanθ=$\frac{gt}{{v}_{0}}$.

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