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《愤怒的小鸟》是时下一款很流行的游戏.为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒.某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:
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《愤怒的小鸟》是时下一款很流行的游戏.为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒.某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设:视小鸟为质点,小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图所示.其中h1=0.8m,l1=2m,h2=2.4m,l2=1m,取g=10m/s2,则:
(1)小鸟以多大速度水平弹出刚好擦着台面草地边缘落在地面上?
(2)小鸟被弹出后能否直接打中肥猪?请用计算结果进行说明;
(3)如果小鸟以速度v0水平弹出后,先掉到台面的草地上,接触台面瞬间竖直速度变为零,水平速度不变,小鸟在草地上滑行一段距离后飞出,若要打中肥猪,小鸟和草地间的动摩擦因数μ应为多少(用题中所给的符号v0、h1、l1、h2、l2、g表示)?
(1)小鸟以多大速度水平弹出刚好擦着台面草地边缘落在地面上?
(2)小鸟被弹出后能否直接打中肥猪?请用计算结果进行说明;
(3)如果小鸟以速度v0水平弹出后,先掉到台面的草地上,接触台面瞬间竖直速度变为零,水平速度不变,小鸟在草地上滑行一段距离后飞出,若要打中肥猪,小鸟和草地间的动摩擦因数μ应为多少(用题中所给的符号v0、h1、l1、h2、l2、g表示)?
▼优质解答
答案和解析
(1)小鸟做平抛运动由竖直方向:h=
gt2
得:t1=
=
=0.4s
代入水平方向x=v0t,解得v0=
=
=5m/s.
(2)设小鸟以v0的速度弹出能直接击中肥猪堡垒,真个过程小鸟做平抛运动有:h=
gt2
得:t=
=
=0.8s
带入水平方向x=v0t,解得:v0=
=
=3.75m/s,
考虑上述初速度的情况下,小鸟下落h1高度时的水平射程为:x=v0t1,
得:x=1.5m<l1.小鸟先落到台面的草地上,不能直接击中堡垒.
(3)设小鸟落在台面上时的水平射程为x,由平抛运动公式有:
解得:x=v0
…①;
飞出台面并击中堡垒的速度为v,由平抛运动公式有:
解得:v=l2
…②;
在草地上运动,由动能定理得:−μmg(l1−x)=
mv2−
m
…③;
联立①②③式可得:μ=
答:(1)小鸟恰好擦着台面草地边缘落在地面上,初速度为5m/s
(2)不能,小鸟能击中堡垒的初速度求出的水平位移为1.5m,小于草地的长度l1=2m.
(3)小鸟和草地间的动摩擦因数μ=
1 |
2 |
得:t1=
|
|
代入水平方向x=v0t,解得v0=
l1 |
t1 |
2m |
0.4s |
(2)设小鸟以v0的速度弹出能直接击中肥猪堡垒,真个过程小鸟做平抛运动有:h=
1 |
2 |
得:t=
|
|
带入水平方向x=v0t,解得:v0=
l1+l2 |
t |
2m+1m |
0.8s |
考虑上述初速度的情况下,小鸟下落h1高度时的水平射程为:x=v0t1,
得:x=1.5m<l1.小鸟先落到台面的草地上,不能直接击中堡垒.
(3)设小鸟落在台面上时的水平射程为x,由平抛运动公式有:
|
解得:x=v0
|
飞出台面并击中堡垒的速度为v,由平抛运动公式有:
|
解得:v=l2
|
在草地上运动,由动能定理得:−μmg(l1−x)=
1 |
2 |
1 |
2 |
v | 20 |
联立①②③式可得:μ=
| ||||||
2g(l1−v0
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答:(1)小鸟恰好擦着台面草地边缘落在地面上,初速度为5m/s
(2)不能,小鸟能击中堡垒的初速度求出的水平位移为1.5m,小于草地的长度l1=2m.
(3)小鸟和草地间的动摩擦因数μ=
| ||||||
2g(l1−v0
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