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,光滑的斜面$abcd$是边长为$L$的正方形,其倾角$\theta$为未知量,在$a$点给小球(可视为质点)一个由$a$指向$b$的初速度$v_{0}$,小球沿斜面运动到$c$点,重力加速度为$g$,空气阻力不计。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

小球从$a$$c$的运动时间为$\\dfrac{2L}{v_{0}}$

","

小球从$a$$c$的平均速度大小为$2v_{0}$

","

斜面倾角$\\theta$的正弦值为$\\dfrac{2v_{0}^{2}}{gL}$

","

小球在$c$点速度方向与$cd$边间夹角的正切值为$\\dfrac{\\sqrt{5}}{2}$

"]
[["C"]]

$\rm A$、由类平抛运动的规律,可知在水平方向上,小球从$a$$c$的运动为匀速运动,即时间$t=\dfrac{L}{v_{0}}$,故$\rm A$错误;

$\rm B$、由几何关系,可知小球从$a$$c$的位移为$s=\sqrt{2}L$,则平均速度为$\overline{v}=\dfrac{s}{t}$,解得:$\overline{v}=\sqrt{2}v_{0}$,故$\rm B$错误;

$\rm C$、由类平抛运动的规律,在沿斜面方向:$L=\dfrac{1}{2}at^{2}$$a=g\sin\theta$,结合$\rm A$选项分析,可知时间$t$,联立解得:$\sin\theta=\dfrac{2v_{0}^{2}}{gL}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$、设小球在$c$点速度与$dc$的夹角为$\beta$,在沿斜面方向:$v_{y}=at$$\tan\beta= \dfrac{v_{y}}{v_{0}}$,解得:$\tan\beta=2$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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