如图所示,b球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,BC为圆周运动的直径,竖直平台与b球运动轨迹相切于B点且高度为R。当b球运动到切点B时,将a球从切点正上方的A点水平抛出,重力加速度大小为g,从a球水平抛出开始计时,为使b球在运动一周的时间内与a球相遇(a球与水平面接触后不反弹),则下列说法正确的是( )
A.a球在C点与b球相遇时,a球的运动时间最短
B.a球在C点与b球相遇时,a球的初始速度最小
C.若a球在C点与b球相遇,则a球抛出时的速率为
D.若a球在C点与b球相遇,则b球做匀速圆周运动的周期为
C
【详解】
A.平抛时间只取决于竖直高度,高度 R 不变,时间均为;故A错误。
BC.平抛的初速度为
时间相等,在C点相遇时,水平位移最大
则初始速度最大为:
故B错误,C正确。
D.在 C点相遇时,b球运动半个周期,故 b球做匀速圆周运动的周期为
故D错误。
故选C。
圆周运动的定义:
做圆周运动的物体,在任意相同的时间内通过的弧长都相等。在任意相同的时间内物体与圆心的连线转过的角度都相等。
匀速圆周运动的特性:
(1)运动特点:线速度的大小不变,方向时刻改变。
(2)受力特点:合外力全部提供向心力。
(3)运动性质:有雨加速度的方向时刻变化,所以匀速圆周运动是非匀变速运动。
物体做匀速圆周运动的条件:
合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
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