A.6 m/s 【答案】 AB
【解析】 若v0太大,小球将落在马路外边,因此,要使小球落在马路上,v0的最大值vmax为球落在马路最右侧A点时的平抛初速度,如图所示,小球做平抛运动,设运动时间为t1,则
B.12 m/s
C.4 m/s
D.2 m/s
水平方向有L+x=vmaxt1 1
竖直方向有H=gt2
21解得vmax=(L+x)
g=13 m/s 2H
若v0太小,小球将被围墙挡住,不能落在马路上,因此v0的最小值vmin为球恰好越过围墙的最高点P落在马路上B点时的平抛初速度,设小球运动到P点所需时间为t2,则此过程1
中水平方向有L=vmint2,竖直方向有H-h=gt2,解得vmin=L
22上分析可知,选项A、B正确。
g
=5 m/s。由以
2(H-h)
二、非选择题
16.如图为 “快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB,AO是高h=3 m的竖直峭壁,OB是以A点为圆心的弧形坡,∠OAB=60°,B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道,但身体素质好的选手
会选择自A点直接跃上水平跑道。选手可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值; (2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,求该选手在空中的运动时间。 3
【答案】 (1)10 m/s (2)0.6 s
2【解析】 (1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,则 水平方向有hsin 60°≤v0t, 1
竖直方向有hcos 60°=gt2
23
解得v0≥10 m/s
2
(2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1<v0,人将落在弧形坡上。 1
人下降高度为y=gt2
2水平前进距离x=v1t 又x2+y2=h2 解得t=0.6 s
17.如图所示,在倾角为37°的斜坡上有一人,前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑,速度v=15 m/s,在二者相距L=30 m 时,此人以速度v0水平抛出一石块,击打动物,石块和动物都可看成质点(已知sin 37°=0.6,g=10 m/s2)
(1)若动物在斜坡上被石块击中,求v0的大小;
(2)若动物离斜坡末端较近,设其在水平面上匀速运动速度的大小与其在斜面上的相同,试分析该动物在水平面上被石块击中的情况下,人抛石块的速度v0的取值范围。 【答案】 (1)20 m/s (2)20 m/s<v0≤27.65 m/s 【解析】 (1)设石块运动过程中所需时间为t1 对于动物,其运动的位移x1=vt1
1
对于石块,其竖直方向:(L+x1)sin 37°=gt2
21其水平方向:(L+x1)cos 37°=v0t1 解得v0=20 m/s
(2)假设动物开始时在斜面的底端,对于动物,其运动的位移x2=vt2 1对于石块,其竖直方向:Lsin 37°=gt2
22其水平方向:Lcos 37°+x2=v0t2 解得v0=(410+15) m/s≈27.65 m/s。
所以此种情况下,石块的速度范围为20 m/s<v0≤27.65 m/s。