类平抛运动
在具体的物理情景中,常把复杂的曲线运动,分解成几个简单的直线运动来处理.用类似平抛运动的解决方法解决问题,例如带电粒子在电场中的偏转运动等.解决此类问题要正确理解合运动与分运动的关系:
1.等时性:合运动与分运动经历的时间相等.即同时开始,同时进行,同时停止. 2.独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响.
3.等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.
【例2】如图5-1-9所示,将质量为m 的小球从倾角为θ的光滑斜面上A 点以速度v 0水平抛出(即v 0∥CD ),小球运动到B 点,已知A 点的高度h ,则小球到达B 点时的速度大小为______.
解析:小球在光滑斜面上做类平抛运动,沿斜面向下的加速度a =g si n θ
由A 运动至B 的时间为t 沿斜面向下的位移为
θ
sin h =2
1at 2
所以t =θ
sin 2a h =
g
h 2sin 1θ
小球到达B 点的水平速度为v B .沿斜面向下的速度为 v y =at =g si n θ·g
h 2sin 1θ
=gh 2
故小球在B 点的速度为
v =220y v v +=gh v 220+.
针对练习
1、如图,斜面上有a ,b ,c ,d 四个点,ab=bc=cd ,从a 点正上方o 点以速度v 水平抛出一个小球,它落在斜面上b 点,若小球从o 点以速度2v 水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( )
A .b 与c 之间某一点
B .c 点
C .c 与d 之间某一点
D .d 点
2.物体从某一高处平抛,其初速度为V 0,落地速度为V ,不计阻力,则物体在空中飞行时间为( )
A .
v v g
202
2- B .
v v g
20
2
-
C .v v g
-02
D .v v g
02-
3.在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图5-1-19所示,当g =10 m/s 2时,下列说法正确的是( )
A .小球抛出点的位置坐标是(0,0)
B .小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)
C .小球平抛初速度为2m/s
D .小球平抛初速度为1m/s
4、19.如图1-12所示,A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向
P2在同一水平面上,不计空气阻力,则下面说法中正确的是
A .a 、b 的运动时间相同
B .a 、b 沿
x 轴方向的位移相同 C .a 、b 落地时的动量相同 D .a 、b 落地时的动能相同
5.在离地某—高度的位置上,分别以v 1和v 2的水平初速度,
同时向左右两个方向抛出两个小球,小球随即开始作平抛运动,当两个小球的速度方向相互垂直时,以下正确的叙述有( )
A .可以确定从起抛至此时小球运动的时间
B .可以确定从起抛至此时小球下落的高度
C .可以确定两个小球此时相距的水平距离
D .可以确定小球此时至落地的时间
6.质量为m 的小球以v 0的水平初速度从O 点抛出后,
恰好击中斜角为θ的斜面上的A 点.如果A 点距斜面底
边(即水平地面)的高度为h ,小球到达A 点时的速度方向恰好与斜面方向垂直,如图5-2-20,则以下正确的叙述为( )
A .可以确定小球到达A 点时,重力的功率;
B .可以确定小球由O 到A 过程中,动能的改变
C .可以确定小球从A 点反弹后落地至水平面的时间
D .可以确定小球起抛点O 距斜面端点B 的水平距离 7、图所示,在斜面上O 点先后以υ0和2υ0的速度水平抛出A 、B 两小球,则从抛出至第一次着地,两小球的水平位移大小之比可能为( )
A .1 :2
B .1 :3
C .1 :4
D .1 :5
8.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m ,一小球以速度v 飞出,欲打在第四级台阶上,求v 的取值范围。
9.物体由h = 20m 高处以初速度υ0 = 5m/s 水平抛出,因受与υ0方向相反的风力影响,在
水平方向上物体具有大小恒为a = 2.5m/s 2的加速度.求:(g 取10m/s 2)
(1)物体的水平射程;
(2)物体落地时速度的大小和方向.
10.如图5-1-22所示,女排比赛时,排球场总长为18m ,设球网高度为2m ,运动员站在网前3m 处正对球网跳起将球水平击出.
(1)若击球的高度为2.5m,为使球既不触网又不越界,求球的速度范围.
(2)当击球点的高度为何值时,无论水平击球的速度多大球不是触网就是越界? 11
A 点,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为1υ,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为1α,第二次初速度2υ,球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为2α,若21υυ>,试比较1α、2α的大小
12、正沿平直轨道以速度υ匀速行驶的车厢内,前面高h 的支架上放着一个小球,如图所示,若车厢突然改以加速度a ,做匀加速运动,小球落下,则小球在车厢底板上的落点到架子的水平距离为多少?
13、如图所示,有一个很深的竖直井,井的横截面为一个圆,半径为R ,且井壁光滑,有一个小球从井口的一侧以水平速度0v 抛出与井壁发生碰撞,撞后以原速率被反弹,求小球与
井壁发生第n次碰撞处的深度。
14、如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R,顶部有一个入口A,在A的正下方h处有一个出口B,一质量为m的小球沿切线方向的水平槽射入圆筒内,要使小球从B处飞出,小球射入入口A的速度 满足什么条件?在运动过程中球对筒的压力多大?。