问题 多选题

由平抛运动规律容易证明出平抛物体运动轨迹方程为抛物线y=kx2(k为常数).现有内壁光滑的空心玻璃管竖直放置在直角坐标系中,空心玻璃管刚好与抛物线y=2.5x2吻合,在竖直方向的高度为y=0.1m.一直径略小于玻璃管直径的小球(可视为质点)以初速度v=4m/s水平射入玻璃管,与玻璃管碰撞时无能量损失.g=10ms/2.则下列判断正确的是(  )

A.从O点以水平初速度v0=

2
m/s的平抛物体,其运动轨迹与玻璃管重合

B.小球射出管口时速度方向与水平方向夹角ϑ=30°

C.小球到达管口的时间是0.1

2
s

D.小球射出管口时速度大小是v=3

2m/s

答案

A、据题平抛物体的运动轨迹与玻璃管重合时,其轨迹方程为y=2.5x2,将y=0.1m,代入得到 x=0.2m.

由y=

1
2
gt2,得:t=
2y
g
=
2×0.1
10
=0.1
2
s,则初速度 v0=
x
t
=
0.2
0.1
2
m/s=
2
m/s,所以从O点以水平初速度v0=
2
m/s的平抛物体,其运动轨迹与玻璃管重合,故A正确.

B、若小球射出管口时速度方向沿管口的切线方向,由tanθ=

vy
v0
=
gt
v0
=
10×0.1
2
2
=1,θ=45°,故B错误.

C、由A项分析可知,做平抛运动的物体运动时间为0.1

2
s,而题中初速度v=4m/s>
2
m/s,所以该小球做的不是平抛运动,运动时间不是0.1
2
s.故C错误.

D、根据机械能守恒得:mgy+

1
2
mv2=
1
2
mv2

得:v′=

v2+2gh
=
42+2×10×0.1
m/s=3
2
m/s,故D正确.

故选:AD

单项选择题
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