题目内容

2.倾角为θ的斜面上有 A、B、C 三点,现从这三点分别以不同初速度水平抛出一小球,三个小球 均落在斜面上的 D 点,如图所示,已知 A、B、C 处三个小球的初速度大小之比为 3:2:1,由 此可判断(  )
A.AB:BC:CD=3:2:1
B.A、B、C 处三个小球落在斜面上时速度偏向角为 2θ
C.A、B、C 处三个小球运动时间之比为 3:2:1
D.A、B、C 处三个小球的运动轨迹可能在空中相交

分析 小球落在斜面上时竖直位移与水平位移之比等于tanθ,由平抛运动规律和几何关系可得出各段距离关系.推导出速度偏向角与位移偏向角的关系.结合抛物线的特征分析轨迹能否相交.

解答 解:A、设任意一球的初速度为v0.在斜面上的落点到D的距离为S.
则有  tanθ=$\frac{y}{x}$=$\frac{\frac{1}{2}g{t}^{2}}{{v}_{0}t}$=$\frac{gt}{2{v}_{0}}$,得 t=$\frac{2{v}_{0}tanθ}{g}$
 S=$\frac{{v}_{0}t}{cosθ}$=$\frac{2{v}_{0}^{2}tanθ}{gcosθ}$∝v02
已知 A、B、C 处三个小球的初速度大小之比为 3:2:1,则AD:BD:CD=9:4:1,所以AB:BC:CD=5:3:1.故A错误.
B、小球落在斜面上时速度偏向角正切为 tanα=$\frac{gt}{{v}_{0}}$=2tanθ,由数学知识可知 α≠2θ,故B错误.
C、由t=$\frac{2{v}_{0}tanθ}{g}$知 t∝v0.所以A、B、C 处三个小球运动时间之比为 3:2:1,故C正确.
D、因最后三个物体落到同一点,故三个小球的运动不可能在空中相交;故D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键是知道小球落在斜面上时两个方向分位移的关系,要明确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.

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