由几何关系得:θ=α=60°
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题组1 平抛运动与直线运动的组合
1. 如图1所示,在距地面高为H=45 m处,有一小球A以初速度
v0=10 m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相 同的初速度v0同方向滑出,B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5.A、 B均可视做质点,空气阻力不计,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)A球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移; (3)A球落地时,A、B之间的距离.
答案 (1)3 s 30 m (2)20 m 图1 解析 (1)对A球,由平抛运动规律得 水平方向:x1=v0t
1
竖直方向:H=gt2
2解得x1=30 m,t=3 s
(2)对于物块B,根据牛顿第二定律得, -μmg=ma 解得a=-5 m/s2
当B速度减小到零时,有0=v0+at′ 得t′=2 s
判断得:在A落地之前B已经停止运动, 由运动学公式v2-v0=2ax2 得:x2=10 m 则Δx=x1-x2=20 m.
2. 如图2所示,一物块质量m=1.0 kg自平台上以速度v0水平抛出,刚好落在邻近一倾角
为α=53°的粗糙斜面AB顶端,并恰好沿该斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.032 m,粗糙斜面BC倾角为β=37°,足够长.物块与两斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,A点离B点所在平面的高度H=1.2 m.物块在斜面上运动的过程中始终未脱离斜面,不计在B点的机械能损失.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(g取10 m/s2
)
2
图2
(1)物块水平抛出的初速度v0是多少?
(2)若取A所在水平面为零势能面,求物块第一次到达B点的机械能.