问题
填空题
以初速为v0,射程为s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道.一物体由静止开始从轨道顶端滑下,当其到达轨道底部时,物体的速率为______,其水平方向的速度大小为______.
答案
由平抛运动规律知:
水平方向:s=v0t,
竖直方向:h=
gt2,1 2
解得轨道的高度为:h=
;gs2 2 v 20
当物体沿轨道下滑时,根据机械能守恒定律得:
mv2=mgh,1 2
解得物体到达轨道底部时的速率为:v=
=g2s2 v 20
. gs v0
设θ是轨道的切线与水平方向的夹角,即为平抛运动末速度与水平方向的夹角,α是平抛运动位移方向与水平方法的夹角,根据平抛运动的结论有:tanθ=2tanα,
又因tanα=
=h s
,所以tanθ=gs 2 v 20
,由三角函数基本关系式得:cosθ=gs v 20
,v 20 (gs)2+(
)2v 20
则把cosθ代入水平方向速度大小的关系式vx=vcosθ得:Vx=V0 1+〔
〕 2V 20 gs
答案:
,gs v0 V0 1+〔
〕 2V 20 gs