Question

16．如圖所示，半圓形凹槽的半徑為R，O點(diǎn)為其圓心．在與O點(diǎn)等高的邊緣A、B兩點(diǎn)，分別以速度v₁、v₂水平相向同時(shí)拋出兩個(gè)小球，已知v₁：v₂=1：3，兩小球恰好落在弧面上的P點(diǎn)．則以下說(shuō)法中正確的是（　　）

• A． 兩小球質(zhì)量之比m₁：m₂一定為3：1
• B． 若要使兩小球落在P點(diǎn)右側(cè)的弧面上同一點(diǎn)，則應(yīng)使v₁、v₂都增大
• C． 若只增大v₁，兩小球可能在空中相遇
• D． ∠APO=60°

Answer 1

分析 平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系可以求得∠AOP的角度，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律逐項(xiàng)分析即可求解．

解答 解：A、平拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以不能確定兩球的質(zhì)量關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B、若要使兩小球落在P點(diǎn)右側(cè)的弧面上同一點(diǎn)，則A球水平方向位移增大，B球水平位移減小，而兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，所以應(yīng)使v₁增大，v₂減小，故B錯(cuò)誤；
C、若只增大v₁，而v₂不變，則兩球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖1可知，兩小球在空中一定相遇，不是可能相遇，故C錯(cuò)誤；                 
D、連接OP，過(guò)P點(diǎn)作AB的垂線，垂足為D，如圖2所示：
兩球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的位移相等，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，
兩球水平方向做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，所以$\frac{AD}{BD}=\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{1}{3}$，
而AD+BD=2R，
所以AD=$\frac{1}{2}R$，
所以O(shè)D=$\frac{1}{2}R$
所以cos∠AOP=$\frac{OD}{OP}=\frac{1}{2}$，即∠AOP=60°，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，物體在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于豎直高度，水平位移取決于初速度及豎直高度，難度適中．