题目内容

6.如图所示,镖盘挂在竖直的墙壁上,小明玩飞镖游戏时,从离镖盘3m远处将飞镖沿水平方向掷出,出手时飞镖瞄准线在靶心正上方距靶心h1=0.2m,最终飞镖打在靶心正下方距离靶心h2=0.25m的A处.不计空气阻力,飞镖质量为0.01kg,取g=10m/s2,求:
(1)飞镖打到A点时的竖直速度大小;
(2)飞镖达到A点时的动能大小;
(3)不改变掷出时的位置,为使飞镖能打到靶心,小明水平掷出飞镖的初速度应为多大?

分析 (1)根据下降的高度,结合位移时间公式求出平抛运动的时间,根据速度时间公式求出飞镖到A点时的竖直分速度大小.
(2)根据水平位移和时间求出水平速度的大小,结合平行四边形定则求出飞镖到达A点的速度,从而得出飞镖到达A点的动能.
(3)根据下降的高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出水平掷出飞镖的初速度.

解答 解:(1)飞镖下落高度H=0.2 m+0.25 m=0.45 m.
由H=$\frac{1}{2}$gt2得,t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$=0.3 s.
vy=gt=10×0.3m/s=3 m/s  
(2)水平速度vx=$\frac{L}{t}$=$\frac{3}{0.3}m/s$=10m/s    
飞镖打到A点时的动能Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$m(vx2+vy2)=$\frac{1}{2}×0.01×(100+9)$J=0.545J   
(3)飞镖下落高度H′=0.2 m时能打到靶心
t′=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.2}{10}}$s=0.2 s   
v0=$\frac{L}{t′}$=$\frac{3}{0.2}m/s$=15 m/s.
答:(1)飞镖打到A点时的竖直速度大小为3m/s;
(2)飞镖达到A点时的动能大小为0.545J;
(3)小明水平掷出飞镖的初速度应为15m/s.

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,结合运动学公式灵活求解,基础题.

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