解题思路:(1)由机械能守恒定律可以求出小球到达A点的速度.
(2)小球离开A后在竖直方向上先做匀减速直线运动,后做自由落体运动,小球在水平方向做匀速直线运动,应用运动学公式求出小球的运动时间.
(3)先求出小球落在AB上时速度方向与水平方向间的夹角,然后再求出速度与AB面的夹角θ的正切值.
(1)小球从C到A过程机械能守恒,
由机械能守恒定律得:[1/2]mv02=mgh+[1/2]mvA2,
代入数据解得:vA=1m/s;
(2)小球到达A点时的水平分速度:
vx=vAcos53°=1×0.6=0.6m/s,
竖直分速度:vy=vAsin53°=1×0.8=0.8m/s,
小球竖直向上做减速运动的时间:t1=
vy
g=[0.8/10]=0.08s,
小球竖直向上运动的位移:h=
v2y
2g=
0.82
2×10=0.032m,
小球在竖直方向做自由落体运动时的位移:y=[1/2]gt22,
在整个过程中,小球的水平位移:x=vx(t1+t2),
小球落到AB面上时:tanα=[y−h/x],代入数据解得:t2=0.17s,
小球离开A到第一次落到AB上的时间:t=t1+t2=0.25s;
(3)小球落到AB面上时竖直分速度:vy′=gt2=10×0.17=1.7m/s,
小球落到AB上时速度方向与水平方向夹角的正切值:tanβ=
vy′
vx=[1.7/0.6]=[17/6],
小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角θ的正切值:
tanθ=tan(β-α),代入数据解得:tanθ≈0.66;
答:(1)小球到达A点的速度大小为1m/s;
(2)小球由A点飞出至第一次落到AB面所用时间为0.25s;
(3)小球第一次落到AB面时速度与AB面的夹角θ的正切值为0.66.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律.
考点点评: 本题考查了求速度、运动时间、夹角正切值问题,分析清楚小球的运动过程、应用机械能守恒定律、运动学公式、运动的合成与分解即可正确解题.