
(2022·河南郑州·模拟预测)如图甲,小球从M点对准圆盘的最高点A水平抛出,圆盘竖直放置且与MA垂直,圆盘绕圆心匀速转动,小球抛出的同时,B正好处于圆盘的最低点,经过一段时间小球正好击中B点;如图乙,小球从N点对准竖直放置的圆盘的上边缘C点水平抛出,圆盘的半径为r,绕圆心
匀速转动,小球的平抛运动正好经过圆盘的边缘E点,在E点,小球平抛运动速度与圆盘的线速度相同,D是圆盘的最低点,
;M、B之间与N、E之间两个平抛运动完全相同,重力加速度为g,
,不计空气阻力。求:
(1)甲图圆盘的角速度大小;
(2)乙图圆盘的角速度大小以及平抛运动的水平位移大小。
【答案】(1)
(2)
【知识点】周期、角速度、转速、频率与线速度之间的关系式
【详解】(1)由题意可知两个平抛运动相同,平抛运动的竖直位移均为
由
可得平抛运动的时间
设甲图圆盘的角速度为,则其周期
在时间t内,甲图圆盘转n转,则有
综合可得
(2)设乙图圆盘的角速度为,平抛运动在E点的速度
,圆盘在E点的线速度等于
,则有
把分别沿水平和竖直方向分解
平抛运动在竖直方向做自由落体运动
结合,解得
,
,
,
平抛运动的水平位移
结合,解得
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