题目内容

20.质量为2kg物体A做平抛运动,落地时水平方向的位移和竖直方向的位移均为L=5m,不考虑空气阻力的影响,重力加速度g取10m/s2,下列说法中正确的是(  )
A.物体A落地时的动量大小为$10\sqrt{5}$kg•m/s
B.物体A落地时的动能为100J
C.物体A落地时,速度与水平方向的夹角是45°
D.物体A做平抛运动中合力的平均功率为125W

分析 根据下降的高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出初速度,结合平行四边形定则求出落地的速度,从而根据动量和动能的公式求出落地时物体的动量和动能大小.根据平行四边形定则求出落地时速度方向与水平方向的夹角.根据平均功率的公式求出物体在平抛运动的过程中合力的平均功率.

解答 解:A、根据L=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得:t=$\sqrt{\frac{2L}{g}}=\sqrt{\frac{2×5}{10}}s=1s$,平抛运动的初速度为:${v}_{0}=\frac{L}{t}=\frac{5}{1}m/s=5m/s$,则落地的速度为:$v=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+2gL}$=$\sqrt{25+2×10×5}$m/s=$5\sqrt{5}m/s$,物体A落地的动量为:P=mv=$2×5\sqrt{5}kg•m/s=10\sqrt{5}kg•m/s$,故A正确.
B、物体A落地的动能为:${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×2×125J=125J$,故B错误.
C、设落地时速度方向与水平方向的夹角为α,有:$cosα=\frac{{v}_{0}}{v}=\frac{5}{5\sqrt{5}}=\frac{\sqrt{5}}{5}$,可知α≠45°,故C错误.
D、平抛运动的过程中,合力做功为:W=mgL=20×5J=100J,则合力的平均功率为:P=$\frac{W}{t}=\frac{100}{1}W=100W$,故D错误.
故选:A.

点评 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,求出初速度和落地速度是关键,掌握动能、动量、功率的公式,并能灵活运用.

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