【问题1】物体从斜面上某一点水平抛出后又重新落在斜面上,求运动时间和位移。
例1:如图所示,运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆.设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度v0=20 m/s,落点在斜坡底的B点,斜坡倾角θ=37°,斜坡可以看成一斜面,不计空气阻力.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间t
(2)A、B间的距离s
【答案】(1)3 s (2)75 m
【解析】
【问题2】物体从斜面上某一点以不同速度平抛,重新落到斜面时速度方向与斜面夹角恒定。
例2:如图所示,将一物体从倾角为θ的固定斜面顶端以初速度v0沿水平方向抛出,物体与斜面接触时速度与斜面之间的夹角为α1.若只将物体抛出的初速度变成v0/2,其他条件不变,物体与斜面接触时速度与斜面之间的夹角为α2,则下列关于α1与α2的关系正确的是( )
A.α2=α1/2
B.α2=α1
C.tanα2=tanα1/2
D.tanα2=2tanα1
【答案】B
【解析】设某个时刻速度与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,有
知tanθ=2tanα.小球落在斜面上位移与水平方向的夹角不变,则速度与水平方向的夹角也不变,物体与斜面接触时速度与斜面之间的夹角等于速度与水平方向夹角和位移与水平方向夹角之差,则知α
2=α
1.故B正确,A,C,D错误
例3:电影《智取威虎山》中有精彩而又刺激的解放军战士滑雪的镜头.假设某战士从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到倾斜的雪坡上,如图所示,若倾斜的雪坡倾角为θ,战士飞出时的水平速度大小为v0,且他飞出后在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,重力加速度为g,则( )
A.如果v0不同,该战士落到雪坡时的位置不同,速度方向也不同
B.如果v0不同,该战士落到雪坡时的位置不同,但空中运动时间相同
C.该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是v0/cosθ
D.该战士在空中经历的时间是2v0tanθ/g
【答案】D
【解析】
例4:如图所示,横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出,最后落在斜面上.其中有三次的落点分别是a、b、c,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. 落点b、c比较,小球落在b点的飞行时间短
B. 小球落在a点和b点的飞行时间均与初速度v0成正比
C. 三个落点比较,小球落在c点,飞行过程中速度变化最快
D. 三个落点比较,小球落在c点,飞行过程中速度变化最大
【答案】B
【解析】
例5