从倾角为α的斜面顶端沿水平方向抛出一个小球落在斜面上,落在斜面上的速度与斜面的夹角θ
问题描述:
从倾角为α的斜面顶端沿水平方向抛出一个小球落在斜面上,落在斜面上的速度与斜面的夹角θ
A、可能等于90°-αB、初速度大,θ 大
C、初速度小,θ 小 D、与初速度大小无关
答
D对.
为较好理解,可将这个运动分解在平行于斜面与垂直于斜面两个分运动.当然,直接用平抛规律做也行.平抛运动速度与水平线夹角大小随抛物线不同位置变化的,倾角为α是固定的,怎么会与α的斜面的夹角不变?到底你们谁的对?θ与α有关,与初速无关。可以证明出来的,如果你需要,我可将推导过程给你。另外,θ是小于90°-α的,因为末速度方向不能竖直的。设平抛初速为V,将合运动(即平抛运动)分解在平行于斜面和垂直于斜面的两个分运动,在平行于斜面方向的初速是 Vx=V*cosα,分加速度是 ax=g*sinα在垂直于斜面方向的初速是 Vy=V*sinα,分加速度是 ay=g*cosα设平行斜面方向的末分速度是Vtx垂直斜面方向的末分速度是 Vty从抛出到落到斜面上的过程中,先求时间 t ,垂直斜面方向有 -Vy=Vy-ay*t ,得 t=2Vy / ay即 t=2 V*sinα / (g*cosα)在平行斜面方向,末速度 Vtx=Vx+ax*t得 Vtx=V*cosα+g*sinα*2 V*sinα / (g*cosα)=V*[1+(sinα)^2 ] / cosα所以 tanθ=Vy / Vtx=V*sinα / { V*[1+(sinα)^2 ] / cosα }=sinα* cosα / [1+(sinα)^2 ]可见,θ只与α有关,与平抛初速无关。