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牛顿运动定律的应用
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如图所示，在足够高的竖直墙面上A点，以水平速度v0向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为F，经过一段时间小球将再次到达墙面
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，在足够高的竖直墙面上A点，以水平速度v
0
向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为F，经过一段时间小球将再次到达墙面上的B点处，重力加速度为g，则在此过程中：
（1）小球在水平方向和竖直方向各作何种运动？
（2）小球水平方向的速度为零时距墙面的距离？
（3）墙面上A、B两点间的距离？
（4）小球的最大速率v
max
？
（5）小球的最小速率v
min
？
◎ 答案
（1）小球在水平方向先向左做匀减速运动而后向右做匀加速运动，小球在竖直方向上做自由落体运动．
（2）将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解
水平方向：F=ma
x
，得
a
x
=
F
m
则x=
v
0
2
2
a
x
=
m
v
0
2
2F
．
（3）水平方向速度减小为零所需的时间
t
1
=
v
0
a
x
所以t=
2
t
1
=
2
v
0
a
x
=
2m
v
0
F
．
竖直方向上：y=
1
2
g
t
2
=
2
m
2
g
v
0
2
F
2
．
（4）小球运动到B点的速度最大．
v
x
=v
0
v
y
=gt=
2mg
v
0
F
v
max
=
v
x
2
+
v
y
2
=
v
0
F
F
2
+4
m
2
g
2
．
（5）将运动沿图示方向分解．
当v
⊥
=0时，小球速度最小．
此时v
min
=v
∥
=v
0
cosθ
根据力的关系知
cosθ=
mg
F
2
+
m
2
g
2
．
解得
v
min
=
mg
v
0
F
2
+
m
2
g
2
．
答：（1）小球在水平方向先向左做匀减速运动而后向右做匀加速运动，小球在竖直方向上做自由落体运动．
（2）小球水平方向的速度为零时距墙面的距离为
m
v
0
2
2F
．
（3）墙面上A、B两点间的距离为
2
m
2
g
v
0
2
F
2
．
（4）小球的最大速率为
v
max
=
v
0
F
F
2
+4
m
2
g
2
．
（5）小球的最小速率为
v
min
=
mg
v
0
F
2
+
m
2
g
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，在足够高的竖直墙面上A点，以水平速度v0向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为F，经过一段时间小球将再次到达墙面…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/348830.html
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