Question

13．小球從A點做自由落體運動，另一小球從B點做平拋運動，兩小球恰好同時到達C 點，若AC高為h，且兩小球在C點相遇瞬間速度大小相等，方向成60°夾角．由以上條件可求得（　�。�

• A． 兩小球到達C點所用時間之比t_AC：t_BC=1：2
• B． 做平拋運動的小球初速度大小為$\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
• C． A、B兩點的水平距離為$\frac{1}{2}$h
• D． A、B兩點的高度差為$\frac{3}{4}$h

Answer 1

分析 一小球從A點做自由落體運動，到達C點時的速度和時間可以根據運動學公式求解；兩小球在C點相遇前瞬間速度大小相等，方向成60°夾角，即知道平拋運動的末速度；可以根據運動的分解與合成求解初速度、運動的時間和豎直分位移．

解答 解：AB、小球從A點做自由落體運動，下降h過程，時間：
t_AC=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
末速度：v=$\sqrt{2gh}$
故平拋的末速度為v=$\sqrt{2gh}$，與水平方向成60°夾角；

故初速度：v₀=vsin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$•$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{\frac{3gh}{2}}$
豎直分速度：v_y=vcos60°=$\sqrt{\frac{gh}{2}}$
由v_y=gt_BC，得t_BC=$\sqrt{\frac{h}{2g}}$
故t_AC：t_BC=2：1，故A錯誤，B正確；
CD、平拋的豎直分位移：h=$\frac{{v}_{y}^{2}}{2g}$=$\frac{1}{4}$h
故A、B兩點的高度差為△h=h-$\frac{1}{4}$h=$\frac{3}{4}$h．
A、B兩點的水平距離 x=v₀t_BC=$\sqrt{\frac{3h}{4}}$，故C錯誤，D正確；
故選：BD．

點評 本題關鍵是采用運動的合成與分解的方法研究平拋運動，然后結合運動學公式和幾何關系列式求解．