问题
问答题
水平地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上P点在地面上P′点的正上方,P′与跑道圆心O的距离为L(L>R),P′AOC各点均在同一水平直线上,如图所示.已知重力加速度为g,空气阻力不计,小车可视为质点.则:
(1)若小车停在跑道上C点时,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中,沙袋被抛出时的初速度应为多大?
(2)若小车停在跑道上B点时(∠AOB=90°),现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中,沙袋被抛出时的初速度为多大?
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答案
(1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动,设它的落地时间为t、沙袋被抛出时的初速度为v1,则h=
gt2①1 2
L+R=v1t②
由①②式解得 v1=g(L+R)2 2h
(2)设小车停在跑道上B点时,落入小车中沙袋被抛出时的初速度为v2、水平距离为x,则x=
③L2+R2
x=v2t④
由①③④式解得 vB=g(L2+R2) 2h
答:(1)若小车停在跑道上C点时,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中,沙袋被抛出时的初速度应为 v1=
;g(L+R)2 2h
(2)若小车停在跑道上B点时(∠AOB=90°),现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中,沙袋被抛出时的初速度为 vB=
.g(L2+R2) 2h