题目内容

9.如图所示,倾角为37°的光滑斜面顶端有甲、乙两个小球,甲以初速度v0水平抛出,乙以初速度 v0 沿斜面运动,甲乙落地时,末速度方向相互垂直,重力加速度为g,则(  )
A.斜面的高度$\frac{8{v}_{0}^{2}}{9g}$B.甲球落地时间为$\frac{3{v}_{0}}{4g}$
C.乙球落地时间为$\frac{20{v}_{0}}{9g}$D.乙球落地速度大小为$\frac{7{v}_{0}}{3}$

分析 抓住甲乙落地时速度相互垂直,根据平行四边形定则求出甲的速度方向,从而得出甲的竖直分速度,结合速度位移公式求出斜面的高度,根据速度时间公式求出甲球落地的时间.根据牛顿第二定律求出乙球下滑的加速度,结合速度位移公式求出乙球落地的速度,根据速度时间公式求出乙球落地的时间.

解答 解:A、甲乙落地时,末速度方向相互垂直,则甲的速度方向与水平方向的夹角为53°,根据平行四边形定则知,vy=v0tan53°=$\frac{4}{3}{v}_{0}$,根据速度位移公式得,斜面的高度h=$\frac{{{v}_{y}}^{2}}{2g}=\frac{8{{v}_{0}}^{2}}{9g}$,故A正确.
B、甲球落地的时间${t}_{甲}=\frac{{v}_{y}}{g}=\frac{4{v}_{0}}{3g}$,故B错误.
C、乙球下滑的加速度a=gsin37°=$\frac{3}{5}g$,下滑的距离x=$\frac{h}{sin37°}$,根据x=v0t乙+$\frac{1}{2}a{{t}_{乙}}^{2}$,联立解得t乙=$\frac{20{v}_{0}}{9g}$,乙球落地的速度v=at乙=$\frac{4{v}_{0}}{3}$,故C正确,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,以及知道乙球做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解.

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