题目内容

7.在一足够长、倾角为30°的光滑斜面顶端,由静止释放小球P,经过时间t,在该斜面顶端位置水平抛出另一小球Q,小球Q刚好击中小球P,重力加速度为g.则(  )
A.小球P被击中前在斜面上远动的时间为2t
B.小球P被击中时在斜面上运动的位移为$\sqrt{3}$gt2
C.小球Q水平抛出时的速度为$\frac{\sqrt{3}}{2}$gt
D.小球Q击中小球P时的速度方向与初速度方向夹角为60°

分析 根据牛顿第二定律求出P运动的加速度,结合P和Q沿斜面方向的位移关系,求出小球Q运动的时间,从而得出小球P被击中前在斜面上的运动时间.根据Q运动的时间,结合水平位移和竖直位移的关系求出初速度,根据几何关系求出小球Q击中小球P时的速度方向与初速度方向夹角.

解答 解:A、P运动的加速度a=$gsin30°=\frac{1}{2}g$,设Q经过t′时间击中小球P,则有$\frac{\frac{1}{2}gt{′}^{2}}{sin30°}=\frac{1}{2}a(t+t′)^{2}$,解得t′=t,则小球P被击中前在斜面上运动的时间为2t,故A正确.
B、小球P被击中时在斜面上运动的位移$x=\frac{1}{2}a{(t+t′)}^{2}=g{t}^{2}$,故B错误;
C、小球Q运动的时间为t,则有$tan30°=\frac{\frac{1}{2}g{t}^{2}}{{v}_{0}t}=\frac{gt}{2{v}_{0}}$,解得:${v}_{0}=\frac{\sqrt{3}gt}{2}$,故C正确;
D、小球Q击中小球P时的速度方向与初速度方向夹角为α,则有:tan$α=\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}=\frac{gt}{2{v}_{0}}=\frac{2\sqrt{3}}{3}$,则α≠60°,故D错误.
故选:AC

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,运用运动学公式灵活求解.

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