《平抛运动》
基础达标
1.关于斜抛运动的受力情况,下列说法中正确的是( )
A.上升过程中,受力越来越小
B.下降过程中,受力越来越大
C.在最高点,受力为零
D.在任何位置的受力情况都一样
【解析】 抛体运动是指将物体以一定的初速度向空中抛出,物体仅在重力作用下的运动,在任何位置的受力情况都一样.选项D正确.
【答案】 D
2.一个物体以初速度v0水平抛出,经时间t,竖直方向速度大小也为v0,(不计空气阻力)则t为( )
A. B.
C. D.
【解析】 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,在竖直方向上v0=gt,故t=.A正确.
【答案】 A
3.从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子,下列说法正确的是( )
A.初速度大的先落地 B.质量大的先落地
C.两个石子同时落地 D.无法判断
【解析】 由于两个石子都做平抛运动,它们的竖直分运动都是自由落体运动,而高度相同的物体做自由落体运动的时间是相等的,与物体的质量无关,所以两个石子应同时落地,选项C正确.
【答案】 C
4.甲、乙两人站在高度不同的地方分别水平抛出一物体,初速度之比为21,若它们的水平射程相等,则它们的抛出点离落点的高度之比为(不计空气阻力作用)( )
A.12 B.1
C.14 D.41
【解析】 两物体都做平抛运动.由x=v0t,y=gt2得x=v0 ,两物体的水平位移相等,则它们的抛出点离落点的高度之比为==,C正确.
【答案】 C
5.
如图所示,从A、B、C三个不同的位置向右分别以VA、VB、VC的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中A、B在同一竖直线上,B、C在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的D点,不计空气阻力.则必须( )
A.先同时抛出A、B两球,且VAVC
C.后同时抛出A、B两球,且VA>VB>VC
D.后同时抛出B、C两球,且VAvB;故A、C、D错误,B正确.
【答案】 B
6.在高处以初速度v0水平抛出一石子,当它的速度由水平方向变化到与水平方向夹θ角的过程中,石子的水平位移的大小是( )
A.vsinθ/g B.vcosθ/g
C.vtanθ/g D.vcotθ/g
【解析】 当它的速度由水平方向变化到与水平方向夹θ角时的竖直速度:vy=v0tanθ,所用的时间t==,水平位移:x=v0t=,选项C正确.
【答案】 C
7.如图所示,在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出.两小球分别落在水平地面上的P点、Q点.已知O点是M点在地面上的竖直投影,OPPQ=13,且不考虑空气阻力的影响.下列说法中正确的是( )
A.两小球的下落时间之比为13
B.两小球的下落时间之比为14
C.两小球的初速度大小之比为13
D.两小球的初速度大小之比为14
【解析】 由平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,h=gt2,则两运动时间相等,则选项A、B均错误.平抛水平分运动为匀速直线运动,x=v0t,得v0=x ,可知==,则选项C错误、选项D正确.故选D.
【答案】 D
8.物体做平抛运动时,描述物体的速度变化Δv(选Δv方向为正)随时间变化的图线应为下图中的( )
【解析】 做平抛运动的物体只受重力作用,加速度为重力加速度g,由Δv=gt知,B项正确.
【答案】 B
9.如图所示,水平台面AB距地面高度h=0.80 m.有一滑块从A点以v0=6.0 m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动,滑块与水平台面间的动摩擦因数μ=0.25.滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出.已知AB=2.2 m,不计空气阻力,g取10 m/s2,结果保留两位有效数字.求:
(1)滑块从B点飞出时的速度大小;
(2)滑块落地点到平台边缘的水平距离.
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【解析】 (1)设滑块从B点飞出时的速度大小为v,由牛顿第二定律和运动学方程分别得-μmg=ma,v2-v=2ax,
解得v=,
代入数据得v=5.0 m/s
(2)设滑块落地点到平台边缘的水平距离为x1,由平抛运动的规律得x1=vt,h=gt2,
解得x1=v ,
代入数据得x1=2.0 m.
【答案】 (1)5.0 m/s (2)2.0 m
能力提升
1.
如图所示,在同一竖直平面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va、vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与抛出点水平距离相等的P点,若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A.ta>tb vatb va>vb
C.tatb、vavb>vc,C错误,D正确.
【答案】 BD
4.如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则( )
A.B的加速度比A的大
B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度比A在最高点的大
D.B在落地时的速度比A在落地时的大
【解析】 A、B两球均受重力,根据牛顿运动定律,知两球加速度均为重力加速度,A错误.由最大高度相同,知两球运动时间相等,B错误.因为B球的射程较远,所以B的水平分速度较大,在最高点,两球只有水平分速度,所以C正确.由落地时的速度为水平分速度与竖直分速度的合速度,可知D正确.
【答案】 CD
5.如图所示,在竖直放置的半圆形容器的中心O点分别以水平速度v1、v2抛出两个小球(可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A点和B点,已知OA与OB相互垂直且OA与竖直方向成α角,求两小球初速度之比v1v2.
【解析】 两质点抛出后都做平抛运动,设容器的半径为R,两质点运动的时间分别为tA、tB,
对A球:Rsinα=v1tA,
Rcosα=gt
对B球:Rcosα=v2tB
Rsinα=gt
联立解得=tanα
【答案】 tanα
6.
如图所示,小球A从倾角37°足够长的斜面上的顶点处开始沿斜面匀速下滑,速度大小v1=6 m/s,经过时间Δt后,从斜面顶点处以速度v2=4 m/s水平抛出一个飞镖,结果飞镖恰好在斜面上某处击中小球A.不计飞镖运动过程中的空气阻力,可将飞镖和小球视为质点.已知重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.试求:
(1)飞镖是以多大的速度击中小球的?
(2)两个物体开始运动的时间间隔Δt应为多少?
【解析】 (1)飞镖落在斜面上有tanθ=y/x=gt/(2v2t2)
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得t2=2v2tanθ/g=0.6 s
vy=gt2=6 m/s,
故v==2 m/s
(2)飞镖落在斜面上的竖直分位移为y=gt/2=1.8 m
得合位移s=y/sinθ=3 m
小球的运动时间t1=s/v1=0.5 s
故Δt=t2-t1=0.1 s.
【答案】 (1)2 m/s (2)0.1 s
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