题目内容

16.如图,物体分别由A、B点水平抛出,OB=h,AB=3h时,水平射程之比为$\frac{{s}_{1}}{{s}_{2}}$=$\frac{2}{3}$.若保持AB=3h不变,平抛初速度亦不变,欲使两水平射程相等,则AB应上移还是下移?移动多少?

分析 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,根据高度和水平位移之比求出初速度之比.结合平抛运动的初速度不变,AB间距不变,水平射程相等,求出B的高度,从而确定AB上移还是下移.

解答 解:根据H=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$知,t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$,因为A、B两球平抛运动的高度之比为4:1,则运动的时间之比为2:1,
A、B平抛运动的水平射程之比为2:3,则A、B的初速度之比为1:3.
根据${h}_{A}=\frac{1}{2}g{{t}_{A}}^{2}$得,${t}_{A}=\sqrt{\frac{2{h}_{A}}{g}}$,则A的水平位移${x}_{A}={v}_{A}{t}_{A}={v}_{A}\sqrt{\frac{2{h}_{A}}{g}}$,
根据${h}_{B}=\frac{1}{2}g{{t}_{B}}^{2}$得,${t}_{B}=\sqrt{\frac{2{h}_{B}}{g}}$,则B的水平位移${x}_{B}={v}_{B}{t}_{B}={v}_{B}\sqrt{\frac{2{h}_{B}}{g}}$,
因为xA=xB,平抛运动的初速度不变,仍然为1:3,可解得hA:hB=9:1,
因为AB=3h,即3h+hB=9hB,解得${h}_{B}=\frac{3h}{8}$,
可知AB下移,移动的距离$△h=h-\frac{3}{8}h=\frac{5h}{8}$.
答:AB应下移,移动$\frac{5}{8}h$.

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,难度中等.

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