问题
多选题
如图,质量相同的三个小球从足够长的斜面上同一点O分别以初速度v1、v2、v3水平抛出,落在斜面上的位置分别是A、B、C,已知OA=AB=BC,空气阻力不计,则( )
A.v1:v2:v3=1:2:3
B.飞行时间之比为1:
:2 3
C.落到斜面时的动能之比为1:2:3
D.飞行过程中动能增量之比为1:2: 3
答案
设物体的初速度为v0,O点到斜面落点的长度为L,斜面的倾角为θ.
则tanα=
=y x
=
gt21 2 v0t
,得t=gt 2v0
①2v0tanθ g
则有L=
=x cosθ
=v0t cosθ
,②2
tanθv 20 cosθ
θ一定,则得到L∝v 20
小球落在斜面上速度平方为v2=
+(gt)2=v 20
(1+2tan2θ)v 20
落到斜面时的动能为Ek=
mv2=1 2
m1 2
(1+2tan2θ)③v 20
由题,OA=AB=BC,则v1:v2:v3=1:
:2 3
由①得,飞行时间之比为t1:t2:t3=v1:v2:v3=1:
:2 3
由③得,落到斜面时的动能之比为1:2:3.
根据动能定理得,飞行过程中动能增量△Ek=mgLsinθ=2mg
tan2θ∝v 20
,v 20
得飞行过程中动能增量之比为1:2:3.
故选BC