题目内容
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BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点.已知∠COD=60°,且不计空气阻力,则( )A.两小球同时落到D点
B.两小球在此过程中动能的增加量相等
C.在击中D点前瞬间,重力对两小球做功的功率不相等
D.两小球初速度之比
【答案】分析:根据平抛运动的竖直位移研究运动的时间,根据水平位移求出平抛运动的初速度.从而得出两球的初速度之比.平抛运动过程中,重力做功等于动能的增加量,由W=mgh分析动能增加量的关系.重力的瞬时功率P=mgvy.
解答:解:A、两球均做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=
,得t=
,由于两球下落的高度不同,则知两球不可能同时到达D点.故A错误.
B、根据动能定理得知:重力做功等于动能的增加量,而重力做功不等,则动能的增加量不等.B错误.
C、在击中D点前瞬间,重力做功的功率为P=mgvy=mg?gt,t不等,则P不等.故C正确.
D、设半圆的半径为R.
小球从A点平抛,可得R=v1t1 R=
gt12
小球从C点平抛,可得Rsin60°=v2t2
R(1-cos60°)=
gt22
联立解得
=
.故D正确.
故选CD
点评:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,掌握平抛运动的运动学规律.
解答:解:A、两球均做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=
B、根据动能定理得知:重力做功等于动能的增加量,而重力做功不等,则动能的增加量不等.B错误.
C、在击中D点前瞬间,重力做功的功率为P=mgvy=mg?gt,t不等,则P不等.故C正确.
D、设半圆的半径为R.
小球从A点平抛,可得R=v1t1 R=
小球从C点平抛,可得Rsin60°=v2t2
R(1-cos60°)=
联立解得
故选CD
点评:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,掌握平抛运动的运动学规律.
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