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一轮复习-斜面上的平抛运动常规考法(二)
类型3:对着斜面平抛“最小位移”打在斜面上斜面倾斜角为“位移”偏向角的余角
在斜面外平抛,落在斜面上位移最小,如图所示,已知位移方向垂直斜面
分解位移tan θ===
例题1:如图所示,倾角为37°的斜面体ABC固定放置在水平面上,斜面的高度为h,点是A点正上方与C点等高的点,让一小球(视为质点)从P点水平向左抛出,落在斜面的D点,已知P、D两点的连线与斜面垂直,重力加速度为g,、,下列说法正确的是( )
A.小球在点的速度为
B.小球从点到点的运动时间为
C.小球在点的速度大小为
D.小球在点的速度与水平方向夹角的正切值为2
解析:AB.过点作的垂线与的交点为,设平抛运动的水平位移为,即、两点之间的距离为,如图所示
由几何关系可得
由平抛运动的规律可得,
解得、、
A正确、B错误;
CD.小球在点沿竖直方向的分速度为
小球在点的速度大小为
与水平方向夹角的正切值为
解得,CD错误。 故选A。
练习:1如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t为(重力加速度为g)( )
A.v0tanθ
B.
C.
D.
类型4.顺着斜面(圆弧)平抛斜面倾斜角是“速度”偏向角
1.从斜面外恰好与斜面平行的方向落到斜面(如图):
合速度与水平速度的夹角等于斜面倾角,常用速度关系tan θ==.
2.从圆弧形轨道外平抛,恰好无碰撞地进入圆弧形轨道,如图所示,即已知速度方向沿该点圆弧的切线方向
分解速度tan θ==
例题1:如图所示,以速度从O点水平抛出的小球,抵达光滑固定的斜面上端P处时,速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动,已知斜面倾角为(,),不计空气阻力,取重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.O点到P点的竖直距离为0.45m
B.小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大
C.撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地时间将变小
D.撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地水平距离变大
解析:A.由题意可知,小球落到斜面上时速度偏转角为,则有
解得 又因为
解得故A项正确;
B.小球做平抛运动时的加速度为,小球在斜面上运动时
解得 故B项错误;
C.由于小球在斜面上的加速度,由之前分析可知为,则小球在斜面上运动时,在竖直方向的加速度为
由此可知,有斜面时,小球在竖直方向上的加速度小于重力加速度,所以撤去斜面后,小球的下落时间变小,故C项正确;
D. 时间变小,水平距离变短。D错误
练习:1如图所示,以速度v0=3m/s从O点水平抛出的小球,抵达光滑固定的斜面上端P处时,速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动。已知斜面倾角为53°,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A.小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大
B.O点到P点的竖直距离为0.8m
C.撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地时间将变大
D.撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地时间将变
例题2:小球B从平台以水平初速度抛出,落入圆弧轨道时刚好与轨道相切,图中标出两个角度与,则这两个角的关系为( )
A.
B.
C.
D.
解析:小球到达A 点时,速度方向与水平方向夹角为,此时实际位移的方向与水平方向夹角为,根据平抛运动规律可得
联立可得
即B正确,ACD错误;
练习:2.如图所示,斜面ABC与圆弧轨道相接于C点,从A点水平向右飞出的小球恰能从C点沿圆弧切线方向进入轨道。OC与竖直方向的夹角为,若AB的高度为h,忽略空气阻力,则BC的长度为( )
A.
B.
C.
D.
3.如图所示,在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过,测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是( )
A.
B.
C.
D.
4.如图,可视为质点的小球,位于半径为半圆柱体左端点A的正上方某处,以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点.过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为,则初速度为:(不计空气阻力,重力加速度为) ( )
A.
B.
C. D.
类型4.对着竖直墙壁的平抛运动
如图所示,水平初速度v0不同时,虽然落点不同,但水平位移d相同,t=。
例题1:在某学校举办的娱乐活动中,一教师在投掷飞镖比赛的预投中,他站在投镖线上从同一点C处水平抛出多个飞镖,结果以初速度vA投出的飞镖打在A点,以初速度vB投出的飞镖打在B点,始终没有打在竖直标靶的中心O