(6分)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出…——2014 高考物理第 2 题答案解析

2014_新课标II卷

2014 全国 第 2 题 解答题 区分题
2014_新课标II卷

2.(6分)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(  )A $\frac { \pi } { 6 }$ B $\frac { \pi } { 4 }$ C $\frac { \pi } { 3 }$ D $\frac { 5 \pi } { 1 2 }$

参考答案

B

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【考点】43:平抛运动;6C:机械能守恒定律

【专题】518:平抛运动专题

【分析】根据机械能守恒定律,以及已知条件:抛出时动能与重力势能恰好相等,分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系,从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角

【解答】解:设抛出时物体的初速度为 $\mathsf { v } _ { 0 }$ ,高度为h,物块落地时的速度大小为v,方向与水平方向的夹角为α.根据机械能守恒定律得:

$$ \frac {1}{2} \mathrm{mv} _ {0} ^ {2 +} \mathrm{mgh} = \frac {1}{2} \mathrm{mv} ^ {2}, $$

据题有: $\scriptstyle { \frac { 1 } { 2 } } { \mathrm { m v } _ { 0 } ^ { 2 } } = { \mathrm { m g h } }$

联立解得: $\mathsf { v } { = } \sqrt { 2 } \mathsf { v } _ { \mathsf { D } }$

则 $\cos \alpha = { \frac { v _ { 0 } } { v } } = { \frac { \sqrt { 2 } } { 2 } }$

得: $\alpha = \frac { \pi } { 4 }$

故选:B。

【点评】解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动,并要掌握平抛运动的研究方法:运动的分解

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