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 $\frac { 5 \pi } { 1 2 }$
B
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 $\frac { 5 \pi } { 1 2 }$
B
【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