一探险队在探险时遇到一山沟,山沟的一侧OA竖直,另一侧的坡面OB呈抛物线形状,与一平台BC相连,如图所示.已知山沟竖直一侧OA的高度为2h,平台离沟底h高处,C点离竖直OA的水

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一探险队在探险时遇到一山沟,山沟的一侧OA竖直,另一侧的坡面OB呈抛物线形状,与一平台BC相连,如图所示.已知山沟竖直一侧OA的高度为2h,平台离沟底h高处,C点离竖直OA的水平距离为2h.以沟底的O点为原点建立坐标系xOy,坡面的抛物线方程为y=x2/2h.质量为m的探险队员从山沟的竖直一侧,沿水平方向跳向平台.人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)若探险队员以速度v0水平跳出时,掉在坡面OB的某处,则他在空中运动的时间为多少?
(2)为了能跳在平台上,他的初速度应满足什么条件?请计算说明.
(3)若已知探险队员水平跳出,刚到达OBC面的动能Ek=1.55mgh,则他跳出时的水平速度可能为多大?
魔方格

◎ 答案

(1)设探险队员跳到坡面上时水平位移为x,竖直位移为H,
由平抛运动规律有:
x=v0t     ①
H=
1
2
gt2
        ②
根据几何关系有:
y=2h-H
由于落在OB上满足抛物体线方程即
y=
x2
2h

2h-H=
x2
2h
               ③
由①②③可解得H=
2gh2
v20
+gh

即运动时间t=

4h2
v20
+gh

(2)若探险员掉在C处,根据题意应该满足几何关系有:
h=
1
2
gt2

t=

2h
g

又∵x=2h=v0t
v0=

2gh

若探险员掉在B 处,有:
h=
x2
2h

x=
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