题目内容

13.小球从A点做自由落体运动,另一小球从B点做平抛运动,两小球恰好同时到达C 点,若AC高为h,且两小球在C点相遇瞬间速度大小相等,方向成60°夹角.由以上条件可求得(  )
A.两小球到达C点所用时间之比tAC:tBC=1:2
B.做平抛运动的小球初速度大小为$\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
C.A、B两点的水平距离为$\frac{1}{2}$h
D.A、B两点的高度差为$\frac{3}{4}$h

分析 一小球从A点做自由落体运动,到达C点时的速度和时间可以根据运动学公式求解;两小球在C点相遇前瞬间速度大小相等,方向成60°夹角,即知道平抛运动的末速度;可以根据运动的分解与合成求解初速度、运动的时间和竖直分位移.

解答 解:AB、小球从A点做自由落体运动,下降h过程,时间:
tAC=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
末速度:v=$\sqrt{2gh}$
故平抛的末速度为v=$\sqrt{2gh}$,与水平方向成60°夹角;

故初速度:v0=vsin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$•$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
竖直分速度:vy=vcos60°=$\sqrt{\frac{gh}{2}}$
由vy=gtBC,得tBC=$\sqrt{\frac{h}{2g}}$
故tAC:tBC=2:1,故A错误,B正确;
CD、平抛的竖直分位移:h=$\frac{{v}_{y}^{2}}{2g}$=$\frac{1}{4}$h
故A、B两点的高度差为△h=h-$\frac{1}{4}$h=$\frac{3}{4}$h.
A、B两点的水平距离 x=v0tBC=$\sqrt{\frac{3h}{4}}$,故C错误,D正确;
故选:BD.

点评 本题关键是采用运动的合成与分解的方法研究平抛运动,然后结合运动学公式和几何关系列式求解.

练习册系列答案
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3.在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验器材如下:
待测小灯泡(2.5V,0.5A);双量程电压表(中间接线柱3V,内阻约为3KΩ;右边接线柱15V,内阻约为15KΩ);双量程电流表(中间接线柱0.6A,内阻约为0.125Ω;右边接线柱3A,内阻约为0.025Ω);滑动变阻器(20Ω,2A);电源(电动势约为3V,内阻未知);开关一个;导线若干.
(1)甲同学选择合适的器材,连好实物图如图甲,乙同学检查时发现了多处错误,请指出(至少2处):
①滑动变阻器应采用分压式连接方式;;②电流表应采用外接法接入电路
(2)两同学改正错误,正确连线后,测出如表所示的7组I、U数据,请你在坐标纸上建立I-U坐标系,标出坐标点,在图乙中绘出灯泡的伏安特性曲线.
次数n1234567
电压/V00.200.501.001.502.002.50
电流/A00.080.100.130.160.180.20
(3)根据绘出的小灯泡伏安特性曲线,该小灯泡在电压为1.8V时的实际电阻为10.3Ω.(结果保留三位有效数字)
(4)关于本实验的系统误差,下列判断正确的是A.
A.系统误差主要是由电压表的分流引起的,电压越大误差越大
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