Question

13．如圖所示，在豎直平面的xOy坐標系中，Oy豎直向上，Ox水平．設平面內存在沿x軸正方向的恒定風力．一物體從坐標原點沿Oy方向豎直向上拋出，初速度為v₀=4m/s．不計空氣阻力，到達最高點的位置如圖中M點所示（正方形，取g=10m/s²）．求：
（1）小球在M點的速度v₁．
（2）在圖中定性畫出小球的運動軌跡并計算小球落回x軸時的位置N的坐標．

Answer 1

分析 （1）根據運動的分解，結合運動學公式，即可求解；
（2）根據豎直方向的對稱性，結合水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，從而即可求解．

解答 解：（1）設正方形的邊長為s₀．
豎直方向做豎直上拋運動，v₀=gt₁，2s₀=$\frac{{v}_{0}}{2}$t₁
水平方向做勻加速直線運動，有：3s₀=$\frac{{v}_{1}}{2}$t₁．
解得：v₁=6 m/s．
（2）由豎直方向的對稱性可知，小球再經過t₁到x軸，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，所以回到x軸時落到x=12m處，位置N的坐標為（12，0）．

答：（1）小球在M點的速度6 m/s．
（2）如上圖所示．

點評 考查運動學公式，掌握運動的合成與分解的應用，注意豎直上拋的對稱性，理解牛頓第二定律的應用．