题目内容

11.一小球从A点做自由落体运动,另一小球从B点做平抛运动,两小球恰好同时到达C点,已知AC高为h,两小球在C点相遇前瞬间速度大小相等,与竖直方向成60°夹角,g=10m/s2.由以上条件可求(  )
A.两小球在C点所用时间之比为1:2
B.做平抛运动的小球初速度大小为$\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
C.A、B两点的高度差为$\frac{3h}{4}$
D.A、B两点的水平距离为 $\frac{h}{2}$

分析 一小球从A点做自由落体运动,到达C点时的速度和时间可以根据运动学公式求解;两小球在C点相遇前瞬间速度大小相等,方向成60°夹角,即知道平抛运动的末速度;可以根据运动的分解与合成求解初速度、运动的时间和竖直分位移.

解答 解:AB、小球从A点做自由落体运动,下降h过程,时间:
tAC=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
末速度:v=$\sqrt{2gh}$
故平抛的末速度为v=$\sqrt{2gh}$,与水平方向成60°夹角;

故初速度:v0=vsin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}•\sqrt{2gh}=\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
竖直分速度:vy=vcos60°=$\sqrt{\frac{gh}{2}}$
由vy=gtBC,得tBC=$\sqrt{\frac{h}{2g}}$,故tAC:tBC=2:1,故A错误,B正确;
CD、平抛的竖直分位移:h=$\frac{{{v}_{y}}^{2}}{2g}=\frac{1}{4}h$
故A、B两点的高度差为△h=h-$\frac{1}{4}h=\frac{3}{4}h$.
A、B两点的水平距离 x=v0tBC=$\frac{\sqrt{3}}{2}h$,故C正确,D错误;
故选:BC.

点评 本题关键是采用运动的合成与分解的方法研究平抛运动,然后结合运动学公式和几何关系列式求解.

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