题目内容
(2011?奉贤区二模)如图所示,三角形板ACD在竖直平面内绕C点沿顺时针方向以角速度ω匀速转动,∠ABC为直角且AB=BC=L.一质点P沿AD边作匀速运动,当三角形板ACD转动一周时P恰好从A点运动到B点,关于质点P下列说法正确的是( )
分析:P点参与了两运动,一是做匀速运动,一是做圆周运动,它最终的运动是这两运动的合运动.
解答:解:A、质点P既参与了匀速运动,又参与了圆周运动,圆周运动是变速运动,所以两合运动仍是变速运动.故A正确.
B、设匀速运动的速度为v,有
=
,v=
.质点在P点时,匀速运动的速度为v,参与圆周运动的速度为ωL,两速度在同一方向上,最终的合速度为v+ωL.故B错误.
C、质点P在A的速度是两个速度的合速度,沿AB边匀速运动的速度v1=
.做圆周运动的速度v2=
Lω,两速度的夹角为45°,根据余弦定理,合速度vA2=(
+
+2)Lω,在B点的合速度vB=(
+1)Lω,vB2=(
+
+1)Lω.可知,A点的速度大于B点的速度,所以A点的动能大于B点的动能.故C正确.
D、在A点,沿AB边匀速运动的速度v1=
.做圆周运动的速度v2=
Lω,两速度的夹角为45°,根据余弦定理,合速度vA2=(
+
+2)Lω,设合速度与AB边得夹角为α,根据余弦定理,cosα=
,根据正弦定理
=
,联立两式tanα=
.故D正确.
故选ACD.
B、设匀速运动的速度为v,有
L |
V |
2π |
ω |
Lω |
2π |
C、质点P在A的速度是两个速度的合速度,沿AB边匀速运动的速度v1=
Lω |
2π |
2 |
1 |
4π2 |
1 |
π |
1 |
2π |
1 |
4π2 |
1 |
π |
D、在A点,沿AB边匀速运动的速度v1=
Lω |
2π |
2 |
1 |
4π2 |
1 |
π |
v12+vA2-v22 |
2v1vA |
v2 |
sinα |
vA |
sina135° |
2π |
2π+1 |
故选ACD.
点评:解决本题的关键熟练运用运动的合成与分解,在该题中质点P参与了两运动,一是匀速直线运动,一绕C做圆周运动,最终的运动是这两运动的合运动.
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