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如图为一项体育娱乐节目示意图.水平地面上有一个半径为R的圆形跑道,A、B、C、D是跑道上的四个位置,O为跑道圆心,∠AOB=90°.高为h的平台边缘上的P点在地面P′点的正上方,P′、A、O、C在一直线上,P′与跑道圆心O的距离为L(L>R).跑道上停有一辆小车,选手可从P点向各个方向水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计).问:
(1)当小车停于B点时,为使沙袋能落入小车中,沙袋被抛出时的初速度为多大?
(2)若小车在跑道上做匀速圆周运动(俯视图为顺时针方向),角速度ω=manfen5.com 满分网.当小车运动到A点时,沙袋被抛出,为使沙袋能落入小车中,沙袋抛出时的初速度方向跟平台边缘的夹角为多大?

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(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据几何关系求出平抛运动的水平位移,根据竖直高度求出平抛运动的时间,从而得出平抛运动的初速度. (2)平抛运动的时间由高度决定,根据平抛运动的时间,结合小车做圆周运动的角速度求出小车在这段时间转过的角度,确定小车的位置,从而得出沙袋被抛出时的初速度方向跟平台边缘的夹角. 【解析】 (1)当小车停于B点,为使沙袋能落入小车,则沙袋作平抛运动的水平距离为 ① 又② x=vt③ 由以上①②③式得沙袋抛出时的水平速度. (2)沙袋落地前,小车做圆周运动转过的角度为θ=ωt④ 由②、④两次得到θ=3π 可见,小车在沙袋刚好落地时运动到C点. 所以,沙袋被抛出时的初速度方向跟平台边缘的夹角为. 答:当小车停于B点时,为使沙袋能落入小车中,沙袋被抛出时的初速度为. (2)沙袋抛出时的初速度方向跟平台边缘的夹角为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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