Question

一物理課外活動(dòng)小組曾做過下述實(shí)驗(yàn)：他們將長l=1.0m的直管固定在高為h=1.25m的水平桌面上，然后在一端管口前下方、距管口水平距離x₁=2.5m的水平地面上安裝彈射器，彈射器出口離地面的高度可不計(jì)，再通過調(diào)節(jié)彈射器的仰角及彈射彈丸的初速度，使直徑略小于直管內(nèi)徑的彈丸恰好水平射入管口．取g=10m/s²，彈丸空中飛行時(shí)空氣阻力不計(jì)．求：
（1）彈射器仰角θ及彈丸初速度v．
（2）若彈丸從直管的另一管口射出，落地點(diǎn)與另一管口的水平距離為x₂=0.5m，則彈丸在直管中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力是其重力的多少倍？

Answer 1

【答案】分析：（1）彈丸由彈射器射出水平進(jìn)入管口A，逆過來看就是平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出彈射器仰角θ及彈丸初速度v．
（2）彈丸由管口B射出做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出在B點(diǎn)的速度，同時(shí)求出在A點(diǎn)的速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出彈丸的加速度，從而求出彈丸在直管中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力是其重力的倍數(shù)．
解答：解：（1）根據(jù)h=得，t=．
   v_y=gt=10×0.5m/s=5m/s
所以  
tanθ=1，則θ=45°．
故彈射器仰角θ為45°，彈丸初速度為．
（2）
勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=．
根據(jù)牛頓第二定律，a=．則f=ma=12m
所以．
故阻力為重力的1.2倍．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，以及會根據(jù)牛頓第二定律求出阻力和重力的大小關(guān)系．