高中 | 运动的合成与分解 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.1 曲线运动

运动的合成与分解

如图所示,将小球由一倾角为$\alpha$的固定斜面底端以与竖直方向夹角$\theta=30^\circ $的速度$v_{0}$斜向上抛出,小球恰好以水平速度经过斜面顶端。小球可视为质点,不考虑空气阻力,已知重力加速度为$g$。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

小球经过斜面顶端时的速度大小为$\\dfrac{\\sqrt{3}v_{0}}{2}$

","

小球由斜面底端运动至顶端的时间为$\\dfrac{\\sqrt{3}v_{0}}{2g}$

","

斜面的高度为$\\dfrac{3v_{0}^{2}}{4g}$

","

斜面的倾角$\\alpha=30^\\circ $

"]
[["B"]]

$\rm A$.小球恰好以水平速度经过斜面顶端,小球在水平方向做匀速直线运动,则小球经过斜面顶端时的速度$v=v_{x}=v_{0}\sin\theta=\dfrac{v_{0}}{2}$,故$\rm A$错误;

$\rm BC$.小球恰好以水平速度经过斜面顶端,可知斜面顶端是小球斜抛的最高点,则小球由斜面底端运动至顶端的时间$t=\dfrac{v_{0}\cos30{^\circ}}{g}=\dfrac{\sqrt{3}v_{0}}{2g}$

斜面的高度$h=\dfrac{\left( v_{0}\cos30{^\circ} \right)^{2}}{2g}=\dfrac{3v_{0}^{2}}{8g}$

$\rm B$正确,$\rm C$错误;

$\rm D$.斜面的倾角满足$\tan\alpha=\dfrac{h}{x}=\dfrac{h}{v_{x}t}=\dfrac{\dfrac{3v_{0}^{2}}{8g}}{\dfrac{v_{0}}{2} \times \dfrac{\sqrt{3}v_{0}}{2g}}=\dfrac{\sqrt{3}}{2} \gt \dfrac{\sqrt{3}}{3}$

可得斜面的倾角$\alpha$大于$30^\circ $,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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