题目内容


如图所示,两个倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上,两斜面间距大于小球直径,斜面高度相等.有三个完全相同的小球a、b、c,开始均静止于同一高度处,其中b小球在两斜面之间,a、c两小球在斜面顶端.若同时释放,小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出,初速度方向如图所示,小球a、b、c到达该水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系正确的是(  )

 

A.

t1>t3>t2

B.

t1=t1′、t2=t2′、t3=t3′

 

C.

t1′>t2′>t3′

D.

t1<t1′、t2<t2′、t3<t3′


考点:

牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.版权所有

专题:

牛顿运动定律综合专题.

分析:

第一种情况:三个小球同时从静止释放时,b球做自由落体运动,a、c做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得知a的加速度为gsin30°,c的加速度为gsin45°,根据几何关系,用高度表示a、c两球的位移,由位移公式x=,比较t1、t2、t3的大小.

第二种情况:a、c小球都做类平抛运动,根据运动的分解可知,小球沿斜面向下方向都做初速度为零匀加速直线运动,a的加速度为gsin30°,c的加速度为gsin45°,根据几何关系,用高度表示a、c两球的位移,由位移公式x=,比较t1与t1′、t2与t2′的大小.b球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=,比较t3与t3′的大小.

解答:

解:第一种情况:b球做自由落体运动,a、c做匀加速运动.设斜面的高度为h,则

对a球:=

对b球:h=

对c球:=

由数学知识得:t1>t3>t2.

第二种情况:a、c两个球都做类平抛运动,沿斜面向下方向都做初速度为零的匀加速直线运动,a的加速度为gsin30°,c的加速度为gsin45°,b球做平抛运动,则有

对a球:=

对b球:h=

对c球:=

比较可知,t1=t1′、t2=t2′、t3=t3′.故AB正确.

故选AB

点评:

本题是匀加速直线运动、平抛运动和类平抛运动的对比,类平抛运动和平抛运动运用运动的分解法研究,在斜面内的类平抛运动要掌握沿斜面向下方向做匀加速直线运动,平行于斜面底边方向做匀速直线运动.

 

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