如圖所示,在傾角的斜坡上有一人,前方有一動物沿斜坡勻速向下奔跑,速度v=15m/s,在二者相距L=30m時,此...
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問題詳情:
如圖所示,在傾角的斜坡上有一人,前方有一動物沿斜坡勻速向下奔跑,速度v=15m/s,在二者相距L=30m時,此人以速度v0水平拋出一石塊,擊打動物,人和動物都可看成質點(已知sin=0.6,g=10m/s2 )
(1)若動物在斜坡上被石塊擊中,求v0的大小;
(2)若動物離斜坡末端較近,設其在水平面上勻速運動速度的大小與其在斜面上的相同,試分析該動物在水平面上被石塊擊中的情況下,人拋石的速度v0取值範圍。
【回答】
(1)20m/s;(2)20m/s<v0≤55 m/s解析:(1)設過程中石塊運動所需時間為t對於動物:運動的位移:
對於石塊:豎直方向:
水平方向:
代入數據,由以上三式可得:
(2)要分析這種情況下人拋石塊的速度取值範圍可以使用特殊值法:假設動物開始時在斜面的底端,則:
對動物:
對於石塊:豎直方向:
水平方向:
代入數據,由以上三式可得:v=55m/s
所以此種情況下,石塊的速度應:20m/s<v0≤55m/s
【思路點撥】(1)動物沿斜面做勻速運動,石塊做平拋運動,將石塊的運動分解到水平方向和豎直方向,列出公式,即可求得結論;(2)因題目僅僅説:若動物離斜坡末端較近,沒有具體的數值,所以可以使用特殊值法:假設動物開始時在斜面的底端,代入相應的方程,解出結果,然後進行説明.本題是平拋運動和勻加速運動的綜合,關鍵抓住兩個過程的聯繫:平拋的末速度等於勻加速運動的初速度.特殊值法也是解題中常用的方法.
知識點:拋體運動的規律
題型:計算題