从空中某处平抛一个物体,不计空气阻力,物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ.取地面物体的重力势能为0,则物体抛出时其动能与重力势能之比为( )A. sin2θB. cos2θC. tan2θD. cot2θ
问题描述:
从空中某处平抛一个物体,不计空气阻力,物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ.取地面物体的重力势能为0,则物体抛出时其动能与重力势能之比为( )
A. sin2θ
B. cos2θ
C. tan2θ
D. cot2θ
答
物体做平抛运动,假设落地速度为v,由于落地的速度方向与水平方向的夹角为α,故水平分速度为:
v0=vx=vcosα
竖直分速度为:vy=vsinα
由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动,故:v0=vx=vcosα
由于平抛运动的竖直分运动为*落体运动,故高度为:
h=
=vy2 2g
v2sin2α 2g
抛出时的动能为:Ek0=
mv02=1 2
mv2cos2α.1 2
抛出时势能为:Ep0=mgh=
mv2sin2α.1 2
其重力势能与动能之比为tan2a.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
答案解析:由于落地速度与水平方向的夹角已知,假设末速度为v,则可以求出平抛的初速度和初位置的高度,表示出动能与势能,从而得出结果.
考试点:动能定理的应用;平抛运动.
知识点:本题关键根据末速度的大小和方向,结合平抛运动的规律,求解出抛出时的动能和势能的表达式,再求得比值.