题目
如图所示,在水平放置的半径为R的圆柱体轴线的正上方的P点,将一个小球以水平速度v0垂直圆柱体的轴线抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过,测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是( ) A. t=((v)_(0))/(gtanθ) B. t=(gtanθ)/((v)_{0)} C. t=(Rsinθ)/((v)_{0)} D. t=(Rcosθ)/((v)_{0)}
如图所示,在水平放置的半径为R的圆柱体轴线的正上方的P点,将一个小球以水平速度v0垂直圆柱体的轴线抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过,测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是( )- A. t=$\frac{{v}_{0}}{gtanθ}$
- B. t=$\frac{gtanθ}{{v}_{0}}$
- C. t=$\frac{Rsinθ}{{v}_{0}}$
- D. t=$\frac{Rcosθ}{{v}_{0}}$
题目解答
答案
C. $t=\frac{Rsinθ}{{v}_{0}}$
解析
步骤 1:确定小球的水平位移
小球从P点水平抛出,水平位移为Rsinθ,因为小球在水平方向上做匀速直线运动,所以水平位移等于水平速度乘以时间,即Rsinθ = v_0t。
步骤 2:求解时间t
根据步骤1中的水平位移公式,可以解出时间t,即$t=\frac{Rsinθ}{v_0}$。
步骤 3:验证竖直方向的速度
小球在竖直方向上做自由落体运动,竖直方向的速度v_y = gt。根据题意,小球在Q点的切线方向与竖直方向的夹角为θ,所以有$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=tanθ,即v_y = v_0tanθ。将v_y = gt代入,得到t=$\frac{{v}_{0}tanθ}{g}$。
小球从P点水平抛出,水平位移为Rsinθ,因为小球在水平方向上做匀速直线运动,所以水平位移等于水平速度乘以时间,即Rsinθ = v_0t。
步骤 2:求解时间t
根据步骤1中的水平位移公式,可以解出时间t,即$t=\frac{Rsinθ}{v_0}$。
步骤 3:验证竖直方向的速度
小球在竖直方向上做自由落体运动,竖直方向的速度v_y = gt。根据题意,小球在Q点的切线方向与竖直方向的夹角为θ,所以有$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=tanθ,即v_y = v_0tanθ。将v_y = gt代入,得到t=$\frac{{v}_{0}tanθ}{g}$。