地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的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),如图所示.跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落
◎ 题目
地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的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),如图所示.跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计).问: (1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大? (2)若小车在跑道上运动,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内? (3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v应满足什么条件? |
◎ 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,则 h=
解得 t=
当小车位于A点时,有 xA=vAt=L-R(2) 解(1)、(2)得vA=(L-R)
当小车位于B点时,有 xB=vBt=
解(1)、(3)得vB=
(2)若小车在跑道上运动,要使沙袋落入小车,最小的抛出速度为 v0min=vA=(L-R)
若当小车经过C点时沙袋刚好落入,抛出时的初速度最大,有 xc=v0mint=L+R (5) 解(1)、(5)得 v0min=(L+R)
所以沙袋被抛出时的初速度范围为 (L-R) |