题目内容
如图所示,质点在竖直面内绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动.Sl、S2、S3、S4是圆周上的四个点,SlS3是过圆心的水平线,S2S4是过圆心的竖直线.现质点分别在Sl、S2、S3、S4各点离开轨道后在空中运动一段时间落在水平地面上.若质点在空中运动时只受重力,则下列说法正确的是( )A.质点在Sl离开轨道后在空中运动的时间一定最短
B.质点在S2离开轨道后在空中运动的时间一定最短
C.质点在S3离开轨道后落到地面上的速度一定最大
D.质点在S4离开轨道后落到地面上的速度一定最大
【答案】分析:质点做匀速圆周运动,在4个位置离开轨道后的速度大小相等,对其运动的整个过程运用动能定理可以求出哪个速度最大,根据四个质点的运动情况判断运动的时间长短.
解答:解:A、质点在S2、S4点离开轨道后做平抛运动,在S3点离开后做竖直上抛运动,在S1点离开轨道后做竖直下抛运动,所以在Sl、S2点抛出的时间都可能最短,要看初速度和半径R以及离地面的高度关系,故无法判断谁时间最短,故AB错误;
C、对其运动的整个过程运用动能定理可知,
,所以下落高度最大的,落地时速度最大,所以在S4离开轨道后落到地面上的速度一定最大,故C错误,D正确
故选D
点评:本题的关键是分析清楚各个质点的运动情况,能根据动能定理求解,难度适中.
解答:解:A、质点在S2、S4点离开轨道后做平抛运动,在S3点离开后做竖直上抛运动,在S1点离开轨道后做竖直下抛运动,所以在Sl、S2点抛出的时间都可能最短,要看初速度和半径R以及离地面的高度关系,故无法判断谁时间最短,故AB错误;
C、对其运动的整个过程运用动能定理可知,
故选D
点评:本题的关键是分析清楚各个质点的运动情况,能根据动能定理求解,难度适中.
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