题目内容

12.如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,O为圆心,AB为沿水平方向的直径.若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球,小球将击中坑壁上的最低点D点;若A点小球抛出的同时,在C点以初速度v2沿OA方向平抛另一相同质量的小球也能击中D点.已知∠COD=53°(sin53°=0.8,cos53°=0.6),且不计空气阻力,则(  )
A.A、两小球同时落到D点
B.两小球初速度之比v1:v2=$\sqrt{10}$:4
C.在击中D点前瞬间,重力对两小球做功的功率不相等
D.两小球在此过程中动能的增加量相等

分析 根据下降的高度比较运动的时间,判断是否同时落在D点;根据高度求出时间,结合水平位移得出初速度的表达式,从而得出初速度之比.根据竖直分速度的大小比较重力的瞬时功率,根据下降的高度,结合动能定理比较动能的变化量.

解答 解:A、两球平抛运动的高度不同,根据t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$知,两球运动时间不等,故A错误.
B、A点抛出的小球高度为R,水平位移为R,C点抛出的小球高度h=R(1-cos53°)=0.4R,水平位移x=Rsin53°=0.8R,初速度${v}_{0}=\frac{x}{t}=x\sqrt{\frac{g}{2h}}$,因为水平位移之比为5:4,下降高度之比为5:2,则初速度之比为$\sqrt{10}$:4,故B正确.
C、根据${v}_{y}=\sqrt{2gh}$知,两球击中D点时竖直分速度不同,根据P=mgvy知,重力对两小球做功的功率不相等,故C正确.
D、由于两球下降的高度不同,根据动能定理知,下降过程中动能增加量不同,故D错误.
故选:BC.

点评 本题考查了平抛运动与动能定理和功率的基本运用,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道运动的时间由高度决定,与初速度无关.

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