题目内容

1.图示的实验装置为“落靶射击”实验仪,它主要由发射器、红外瞄准仪以及磁控靶等组成.其中,发射器的发射速度、发射仰角均可以调节,发射器轴线与红外瞄准仪轴线重合,且当子弹飞出发射器的出口端时,磁控靶即开始自由下落.
(1)若要实现由发射器射出的子弹(在某一速度范围内)都能击中靶心,则发射器应A.(填写下列选项前的字母)
(A)瞄准靶心(B)瞄准靶心的上方
(C)瞄准靶心的下方(D)瞄准点取决于子弹的速度
(2)当发射器的仰角θ=30°,发射器的出口与磁控靶自由下落线的水平距离为x=4.0m.若要求磁控靶在下落至0.2m-0.8m的范围内都能被子弹击中靶心.则子弹的发射速度应满足的条件是11.55m/s≤v≤23.09m/s.

分析 将子弹的斜抛运动分解为水平方向和竖直方向,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做竖直上抛运动,结合竖直位移关系,运用运动学公式得出初速度的方向.
根据下落的高度求出下落的时间范围,结合水平方向上的运动规律求出子弹发射速度的范围.

解答 解:(1)设子弹的速度方向与水平方向的夹角为θ时,子弹击中靶心.
在水平方向上有:vcosθt=x   ①
在竖直方向上有:vsinθt-$\frac{1}{2}$gt2+$\frac{1}{2}$gt2=h,即vsinθt=h   ②
由①②两式得,tanθ=$\frac{h}{x}$,可知速度的方向指向靶心.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
(2)根据h=$\frac{1}{2}$gt2得,t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$,因为下落的高度在0.2m-0.8m的范围内,
可知运动的时间范围为0.2s-0.4s.
则vcos30°t=x
代入数据解得速度的范围为11.55m/s≤v≤23.09m/s
故答案为:(1)A,(2)11.55m/s≤v≤23.09.

点评 解决本题的关键将子弹的运动分解为水平方向和竖直方向,抓住等时性,结合两个方向上的运动规律进行求解.

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