2019年高中物理第1章怎样研究抛体运动章末检测试卷沪科版必修2
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第1章怎样研究抛体运动单元测试(沪科版必修2)第1章章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.关于运动的合成与分解,以下说法正确的是()A.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的B.由合运动分解为两个分运动,可以有不同的分解方法C.物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动D.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替2.如图1所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是()图1A.质点经过C点的速率比D点的大B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小3.做匀变速曲线运动的物体,随着时间的延续,其加速度方向与速度方向间的夹角将() A.可能增大B.一定减小C.一定增大D.先减小后增大4.某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体的运动将是()A.直线运动且是匀变速直线运动B.曲线运动,但加速度方向不变,大小不变,是匀变速曲线运动C.曲线运动,但加速度方向改变,大小不变,是非匀变速曲线运动D.曲线运动,加速度方向和大小均改变,是非匀变速曲线运动5.在高度为h的同一位置沿水平方向同时同向抛出两个小球A和B,若A球的初速度v A 大于B球的初速度v B,则下列说法中正确的是()A.A球比B球先落地B.在飞行过程中的任一段时间内,A球的水平位移总是大于B球的水平位移C.若两球在飞行中遇到一堵墙,A球击中墙的高度大于B球击中墙的高度D.在空中飞行的任意时刻,A球总在B球的水平正前方,且A球的速率总是大于B球的速率6.一小球以10 m/s的初速度从地面斜向上抛出,速度方向与地面间的夹角为30°,则小球的水平射程为()A.7.5 m B.8.0 mC.8.7 m D.9.0 m7.如图2所示,质量为m=0.10 kg的小钢球以v0=10 m/s的水平速度抛出,下落h=5.0 m时撞击一钢板,撞后速度恰好反向,g取10 m/s2,则钢板与水平面的夹角θ是()图2A.30°B.45°C.60°D.90°8.在交通事故中,测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用.《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式:v= 4.9ΔLh1-h2,其中ΔL是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离,h1、h2分别是散落物A、B在车上时的离地高度.只要用米尺测量出事故现场的ΔL、h1、h2三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度.则下列叙述正确的是() A.A、B落地时间相同B.A、B落地时间差与车辆速度无关C.A、B落地时间差与车辆速度成正比D.A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于ΔL9.如图3所示,三名滑雪运动员从同一平台上的O点先后以速度v A、v B、v C沿水平方向跃出并分别落在A、B、C三点,所用时间分别为t A、t B、t C,则以下关系正确的是()图3A.v A>v B>v C,t A>t B>t CB.跃出时的速度关系无法确定,t A<t B<t CC.跃出时的速度关系无法确定,t A>t B>t CD.v A>v B>v C,t A<t B<t C10.如图4所示,在一次军事演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一枚炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截,设拦截系统与炮弹的水平距离为s,不计空气阻力,若拦截成功,则()图4A .v 1=v 2B .v 1=Hs v 2C .v 1= Hs v 2D .v 1=sHv 2二、填空题(本题共2小题,共12分)11.(4分)如图5所示,在高15 m 的平台上,有一个小球被细线拴在墙上(细线未画出),球与墙之间有一被压缩的轻弹簧,当细线烧断后,小球被弹出,小球在空中运动的时间是________s .已知小球落地时速度方向与水平成60°角,不计一切阻力,则小球被弹簧弹出时的速度大小为________m /s.(g 取10 m/s 2)图512.(8分)在“研究平抛运动”的实验中,可以用斜面小槽描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:A .让小球多次从________位置滚下,记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置;B.安装器材,注意________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线;C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上;(2)上述实验步骤的合理顺序是________.三、计算题(本题共4小题,共48分)13.(8分)如图6所示,船从A处出发,横渡一条河,如果船头保持沿与河岸垂直的方向匀速航行,那么出发后经10 min到达对岸C处,C位于A的正对岸B处下游100 m 处.如果保持船速不变,船头沿与AB连线成α角匀速航行,那么经过12.5 min到达B 处.求:图6(1)船在静水中的速度;(2)河宽.14.(14分)一位同学站在距地面20 m的高台上,以与水平方向成45°角的方向斜向上抛出一粒石子,石子出手时的速度为12 m/s,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:(1)石子达到的最大高度;(2)石子的水平射程;(3)石子落地时的速度大小.15.(12分)在某次篮球比赛中,球打到篮板上后垂直反弹,运动员甲跳起来去抢篮板,刚好没有碰到球,球从站在他身后的乙的头顶擦过,落到了地面上(如图7所示).已知甲跳起的摸高是h1,起跳时距篮板的水平距离为s1,乙的身高是h2,站立处距离甲的水平距离为s2,请根据这些数据求出篮球垂直反弹的速度v0.图716.(14分)如图8所示,一个小球从楼梯顶部以v0=2 m/s的水平速度抛出,所有的台阶都是高h=0.2 m、宽L=0.25 m.问小球从楼梯顶部水平抛出后首先撞到哪一级台阶上?(g取10 m/s2)图8答案1.ABD2.A3.B4.B5.BCD6.C7.B8.BD9.A10.D 11.31012.(1)斜槽上的同一斜槽末端切线水平(2)BAC13.(1)16.7 m/min(2)166.7 m14.(1)23.6 m(2)25.5 m(3)23.3 m/s15.gs2(h1-h2)(s1+s22)16.第三级。
高中物理学习材料第1章 怎样研究抛体运动 单元练习1.一物体做平抛运动,在时间间隔为Δt的两个不同时刻的速度分别为v 1和v 2,那么A.v 1和v 2的方向一定不同B.若v 2是后一时刻的速度,则有可能v 2< v 1C.由v 1到v 2的速度变化量Δv 的方向一定竖直向下D.由v 1到v 2的速度变化量Δv 的大小为t g ∆⋅2. 从高H 处以水平速度v 1平抛一个小球1,同时从地面以速度v 2竖直向上抛出一个小球2,两小球在空中相遇,不计空气阻力,则A .从抛出到相遇所用时间为H / v 1B .从抛出到相遇所用时间为H / v 2C .抛出时两球的水平距离是H v 1/ v 2D .相遇时小球2上升高度是H (1-gH /2 v 12)3.用30m/s 的初速度水平抛出一个物体,经过一段时间后,物体速度方向与水平成30°角,(g 取10m/s 2)求:(1)此时物体相对于抛出点的水平位移和竖直位移。
(2)该物体再经多长时间,其速度和水平方向夹角为60°?4.在胶东半岛的某个小岛上,建有炮台,炮台高出海面45m 。
在一次战役中,水平射击一个以36km/h 的速度沿射击方向直线逃离的日舰。
如果炮弹的出膛速度是610m/s ,问日舰离炮台水平距离多大时开炮才能将其命中?(不计空气阻力,g 取10 m/s 2)5、如果日舰距离我炮台的距离小于上题求得的值,应如何处理?难道只有等待时机才能干掉它吗?6.在A 卷第11题中,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?最大距离是多少?7.如图为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分,背景标尺每小格表示5cm ,则由照片求得的平抛初速度为 m/s 。
8.一个物体做平抛运动,某时刻它的位移方向与水平方向之间的夹角为α,速度方向与水平方向之间的夹角为β,如上右图所示,请证明βαtan tan 2=v 0Sv tαβA B v o v o 37o53o9.一个物体在多个力的作用下处于平衡状态,现撤去其中的一个力,请分析讨论该物体在撤去这个力后将做什么运动?10.在距地面高h处有甲、乙两物体,甲物体以速率v0水平飞出,乙物体同时以速率v0沿一倾角45°的光滑斜面滑下,如果两物体能同时到达地面,则速率v0的大小为多少?11.如图两个斜面的倾角分别为37o和53o,在顶点把两个小球A、B以相同的速度分别向左、右水平抛出,小球都落在斜面上,若不计空气阻力,求A、B两个小球运动的时间之比为多少?参考答案1.ACD2. BC3. 303,15m , 234. 18005. 斜射6.θtan 0gv θθcos 2sin 220g v 7.1m/s 8.略 9.匀变速直线运动或匀变速曲线运动 10.2gh 11.9:16。
第一章《怎样研究抛体运动》1.关于曲线运动,下列说法正确的是() A.曲线运动一定是变速运动,速度方向时刻在变化B.曲线运动中的加速度一定不为零C.曲线运动中的物体,不可能受恒力作用D.做曲线运动的物体,其加速度a=ΔvΔt,其速度v=v0+at答案AB2.下列关于运动和力的叙述中,正确的是() A.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的B.物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心C.物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动D.物体运动的速率在增加,所受合力方向一定与运动方向相同解析曲线运动时,速度方向一定是变化的,而加速度(合外力)方向不一定变化,选项A错.只有匀速圆周运动,合力才指向圆心,而非匀速圆周运动,合力并不指向圆心,选项B错.合力方向与运动方向相反,即二者在同一直线上,一定为直线运动.选项C正确.物体速率增加,则合力与速度方向夹角小于90°,并不能说明合力与运动方向相同,选项D错误.答案 C3.船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为()答案 C4.小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动后,受到磁极的侧向作用力而做如图所示的曲线运动到D点,从图可知磁极的位置及极性可能是() A.磁极在A位置,极性一定是N极B.磁极在B位置,极性一定是S极C.磁极在C位置,极性一定是N极D.磁极在B位置,极性无法确定解析小钢球受磁极的吸引力而做曲线运动,运动方向只会向受吸引力的方向偏转,因而磁极位置只可能在B点.又磁极的N极或S极对小钢球都有吸引力,故极性无法确定.答案 D5.一小船在静水中的速度为3 m/s,它在一条河宽150 m,水流速度为4 m/s 的河流中渡河,则该小船() A.能到达正对岸B.渡河的时间可能少于50 sC.以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为200 mD.以最短位移渡河时,位移大小为150 m解析要到达正对岸,合运动的速度方向应与河岸垂直,因船在静水中速度3 m/s小于水流速度4 m/s,合速度方向不会指向对岸,选项A错.船头指向对岸渡河,所需时间最短为1503s=50 s,选项B错.50 s渡河时间为最短时间,水流方向位移x=v水t=200 m.选项C正确.最短位移150 m渡河,合速度应垂直河岸,是不会发生的,选项D错误.答案 C6.2010年7月东北三省遭受的特大暴雨袭击,给老百姓的生命安全带来巨大威胁,也对人民财产造成了严重损失.某部队战士驾驶快艇要从岸上某一不确定位置处到达河中离岸边100 m 远的一棵大树处,营救树上的一位被困群众.已知快艇在静水中的速度v x 和流水的速度v y 随时间t 变化的图像分别如图甲、乙所示,则 ( )A .快艇的运动轨迹为直线B .快艇的运动轨迹为曲线C .能找到某一位置使最快到达大树处的时间为20 sD .最快到达大树处经过的位移为100 m解析 互成角度的匀速运动和匀加速运动的合运动是曲线运动,最快到达大树处的方式是使快艇船头垂直河岸,保持图甲所示的加速度a =0.5 m/s 2匀加速运动,则12at 2=x x ,代入x x =100 m ,得t =20 s .实际位移为x =x 2x +x 2y =116.6 m ,选项D 错.答案 BC 7.(2012·黑龙江大庆期中)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为0、加速度为a 的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v 0水平匀速移动,经过时间t ,猴子沿杆向上移动的高度为h ,人顶杆沿水平地面移动的距离为x ,如图所示.关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( )A .相对地面的运动轨迹为直线B .相对地面做变加速曲线运动C .t 时刻猴子对地速度的大小为v 0+atD .t 时间内猴子对地的位移大小为x 2+h 2解析 猴子在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,猴子的实际运动可以看做类平抛运动,其运动轨迹为抛物线;因为猴子受到的合外力恒定(因为加速度恒定),所以相对地面猴子做的是匀变速曲线运动;t 时刻猴子对地速度的大小为v 1=v 20+(at )2;t 时间内猴子对地的位移大小为s =x 2+h 2,选项D 对. 答案 D 8.如图所示,某人游珠江,他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去.江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是 ( )A .水速大时,路程长,时间长B .水速大时,路程长,时间短C .水速大时,路程长,时间不变D .路程、时间与水速无关解析根据题意,人划水的速度v 人方向跟河岸垂直,而水流速v 水沿河岸,过河的时间t =dv 人,由划水的分速度决定,与水速v 水无关,但水速v 水越大,v 合越大,与v 水夹角越小,路程越长,选项C 正确.答案 C9.一质量为2 kg 的物体在如图甲所示的xOy 平面上运动,在x 轴方向上的v -t 图像和在y 轴方向上的s -t 图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )A .前2 s 内物体做匀变速曲线运动B .物体的初速度为8 m/sC .2 s 末物体的速度大小为8 m/sD .前2 s 内物体所受的合外力为16 N解析物体在x 轴方向上做初速度v x =8 m/s ,加速度a =-4 m/s 的匀减速直线运动,在y 轴方向上做速度v y =-4 m/s 的匀速直线运动,运动轨迹如图中AP 曲线所示,为一个抛物线,抛物线的顶点在P 处.物体所受合外力恒为8 N(方向为x 轴负方向),初速度大小为82+42 m/s =4 5 m/s ,方向与合外力方向不在同一条直线上,故物体做匀变速曲线运动,选项A 对,选项B 、D 错;2 s 末,v x =0,v y =-4 m/s ,则合速度为-4 m/s ,选项C 错.答案 A10.(2011·江苏)如图所示,甲、乙两人从河中O 点出发,分别沿直线游到A 点和B 点后,立即沿原路线返回到O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且OA =OB .若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为 ( )A .t 甲<t 乙B .t 甲=t 乙C .t 甲>t 乙D .无法确定解析 设他们在静水中的游速为v ,水速为v 0,OA =OB =s ,对甲:t 甲=sv +v 0+s v -v 0=2v s v 2-v 20;对乙:t 乙=2s v 2-v 20,所以t 甲>t 乙,C 选项正确.答案 C 11.如图甲所示,在一端封闭、长约1 m 的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动.假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s 上升的距离都是10 cm ,玻璃管向右匀加速平移,每1 s 通过的水平位移依次是s 1=2.5 cm 、s 2=7.5 cm 、s 3=12.5 cm 、s 4=17.5 cm.图乙中,y 表示蜡块竖直方向的位移,x 表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t =0时蜡块位于坐标原点.(1)请在图乙中描述出蜡块4 s 内的轨迹;(2)求出玻璃管向右平移的加速度a ;(3)求t =2 s 时蜡块的速度v .解析 (1)如图所示(2)经过相同时间T =1 s 的两段相邻位移之差Δs =5 cm ,由运动学知识Δs =aT 2,得a =0.05 m/s 2(3)因为s 1∶s 2∶s 3∶s 4=1∶3∶5∶7,由匀变速运动规律可知,t =0时水平速度v x 0=0故t =2 s 时水平速度v x =at =0.05×2 m/s =0.1 m/s竖直速度v y =h /T =0.1 m/s合速度v =v 2x +v 2y =0.1 2 m/s =0.14 m/s方向:在竖直平面内与y 轴成45°斜向上.答案 (1)略 (2)0.05 m/s 2 (3)0.14 m/s12.质量m =2 kg 的物体在光滑的平面上运动,其分速度v x 和v y 随时间变化的图线如图所示.求:(1)物体受的合力;(2)物体的初速度;(3)t =8 s 时物体的速度;(4)t =4 s 时物体的位移;(5)轨迹方程.解析(1)由图得a x =0a y =Δv t =48 m/s 2=0.5 m/s 2所以合运动加速度a 合=a y =0.5 m/s 2根据牛顿第二定律,得F合=ma合=2×0.5 N=1 N(2)由图知两个分运动的初速度分别是v x=3 m/s,v y=0所以合运动初速度v0=3 m/s(3)t=8 s时物体的两个分速度分别是v x′=3 m/s,v y′=4 m/s则物体的速度v合=v x′2+v y′2=5 m/s (4)t=4 s时物体两个分位移分别为s x=v x t=3×4 m=12 ms y=12a y t2=12×12×42 m=4 m则物体的位移s=s2x+s2y=410 m(5)设两个分运动的位移分别为x,y,则有x=v x t ①y=12a y t2 ②①②两式联立,得y=a y 2v2x x2又因为a y=0.5 m/s2,v x=3 m/s所以y=1 36x2答案(1)1 N(2)3 m/s(3)5 m/s(4)410 m(5)y=1 36x2。
研究平抛运动的规律1.关于运动的合成和分解,以下说法中正确的是( )A .合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和B .合运动的速度一定大于两个分运动的速度C .合运动和分运动具有等时性D .若合运动是曲线运动,则其分运动中至少有一个是曲线运动解析:选C .速度是矢量,合运动速度与分运动速度遵循平行四边形定则,故合运动的速度大小不一定等于分运动的速度大小之和,故选项A 错误;速度是矢量,合运动速度与分运动速度遵循平行四边形定则,合速度可以等于、大于、小于分速度,故选项B 错误;合运动和分运动同时发生,具有等时性,故选项C 正确;合运动是曲线运动,分运动可能都是直线运动,如平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,竖直分运动是自由落体运动,都是直线运动,故选项D 错误.2.某船在静水中的航行速度v 1=5 m/s ,要渡过d =50 m 宽的河,河水的流速v 2=3 m/s .下列说法正确的是( )A .该船不可能沿垂直于河岸的航线抵达对岸B .该船渡河最小速率是4 m/sC .河水的流速越大,渡河的时间越长D .该船渡河所用时间至少是10 s解析:选D .由于船在静水中的速度大于水流速度,只要船头偏向上游,船在静水中速度的平行河岸分量等于3 m/s ,船就沿垂直于河岸的航线抵达对岸,选项A 错误;船参与了两个分运动,相对于水的速度和顺着水流的速度,两个分速度的夹角越大,合速度越小,故最小合速度为v =(5-3)m/s =2 m/s ,选项B 错误;渡河时间取决于船垂直河岸方向的分速度,与水流速度无关,选项C 错误;当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,为t =d v 1=10 s ,选项D 正确.3.(多选)对于做平抛运动的物体,不计空气阻力,g 为已知,下列条件中可确定做平抛运动物体的飞行时间的是( )A .已知物体的水平速度B .已知下落的高度C .已知物体的水平位移D .已知物体的竖直速度解析:选BD .平抛运动其竖直方向是自由落体运动,由基本规律可知,h =12gt 2及v y =gt ,故若已知下落的高度h 或物体的竖直速度v y 都能求得平抛运动物体的飞行时间.选项B 、D 正确.4.(多选)正在高空水平匀速飞行的飞机,每隔1 s 释放一个小球,先后共释放了5个,不计空气阻力,则( )A .这5个小球在空中处在同一条竖直线上B .这5个小球在空中处在同一条抛物线上C .在空中,第1、2两球间的距离保持不变D .相邻两球的落地间距相等解析:选AD .释放的每个小球都做平抛运动,水平速度与飞机的飞行速度相等,每个小球落地前都位于飞机的正下方,即处在同一条竖直线上.第1、2两球在空中的间距为h =12g (t +1)2-12gt 2=12g (2t +1),可见,h 随时间的增大而增大.相邻两球落地时的距离为x =v 0(t +1)-v 0t =v 0.可见,x 与下落时间无关.综上所述,正确选项为A 、D .5.如图所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台且倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑.已知斜面顶端与平台的高度差h =0.8 m ,g 取10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.则:(1)小球水平抛出的初速度v 0是多少? (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s 是多少?(3)若斜面顶端高H =20.8 m ,则小球离开平台后经过多长时间到达斜面底端? 解析:(1)由题意可知,小球落到斜面顶端时刚好沿斜面下滑,说明此时小球的速度方向与斜面平行,否则小球会弹起.所以小球在斜面顶端时的竖直分速度v y =v 0tan 53°,又v 2y =2gh ,代入数据解得v y =4 m/s ,v 0=3 m/s .(2)由v y =gt 1得t 1=0.4 s 故s =v 0t 1=3×0.4 m =1.2 m .(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度为a =mg sin 53°m=8 m/s 2初速度v =v 20+v 2y =5 m/s 又Hsin 53°=vt 2+12at 22代入数据解得t 2=2 s ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ′2=-134 s ,不合题意,舍去所以t =t 1+t 2=2.4 s .答案:(1)3 m/s (2)1.2 m (3)2.4 s[课时作业][学生用书P87(单独成册)]一、单项选择题1.对于两个分运动,下列说法正确的是( ) A .合运动的速度一定大于两分运动的速度 B .合运动的速度一定大于其中一个运动的速度 C .合运动的方向就是物体实际运动的方向 D .由两分速度的大小就可确定合速度的大小解析:选C .速度是矢量,速度的合成遵循平行四边形定则,合速度是平行四边形的对角线,故合速度可大于两分运动的速度,也可小于两分运动的速度,故A 、B 均错.速度既然是矢量,那么只有已知两分速度的大小和方向时,才能作出平行四边形,故D 错.2.关于平抛运动,下列说法正确的是( )A .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其水平位移一定越大B .不论抛出位置多高,抛出速度越大的物体,其飞行时间一定越长C .不论抛出速度多大,抛出位置越高,其飞行时间一定越长D .不论抛出速度多大,抛出位置越高,其水平位移一定越大解析:选C .由h =12gt 2知下落时间由下落高度决定,与初速度大小无关,选项B 错误、C 正确;由x =v 0t =v 02hg可知,水平位移与初速度大小和高度有关,选项A 、D 错误.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:选C .做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动均为自由落体运动,由h =12gt2可知,平抛物体落地的时间与物体的质量和初速度均无关,故选项C 正确.4.人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v 1,落地时速度为v 2,不计空气阻力,图中能表示出速度矢量的演变过程的是( )解析:选C .做平抛运动的小球,水平方向速度不变,即无论在哪一时刻,v 2在x 轴上的分量始终为v 1,故C 正确.5.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )A .tan θB .2tan θC .1tan θD .12tan θ解析:选D .小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比即为平抛运动合位移与水平方向夹角的正切值.小球落在斜面上速度方向与斜面垂直,故速度方向与水平方向夹角为π2-θ,由平抛运动结论:平抛运动速度方向与水平方向夹角正切值为位移方向与水平方向夹角正切值的2倍,可知:小球在竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为12tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-θ=12tan θ,D 项正确. 6.小球以6 m/s 的速度水平抛出,落到水平地面时的速度为10 m/s ,取g =10 m/s 2,小球从抛出到落地的时间及水平位移分别是( )A .1 s 3.2 mB .1 s 4.8 mC .0.8 s 3.2 mD .0.8 s 4.8 m解析:选D .v 0=6 m/s ,v =10 m/s ,则v y =v 2-v 20=8 m/s ,又因v y =gt ,所以t =v yg=0.8 s ,水平位移x =v 0t =4.8 m ,所以D 正确.7.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )A .kvk 2-1 B .v1-k2C .kv1-k2D .vk 2-1解析:选B .设大河宽度为d ,小船在静水中的速度为v 0,则去程渡河所用时间t 1=d v 0,回程渡河所用时间t 2=d v 20-v2.由题意知t 1t 2=k ,联立以上各式得v 0=v1-k2,选项B 正确,选项A 、C 、D 错误.二、多项选择题 8.如图所示,某一小球以v 0=10 m/s 的速度水平抛出,在落地之前经过空中A 、B 两点,在A 点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B 点小球速度方向与水平方向的夹角为60°,空气阻力忽略不计,g 取10 m/s 2.以下判断中正确的是( )A .小球经过A 、B 两点间的时间差为t =(3-1) s B .小球经过A 、B 两点间的时间差为t = 3 sC .A 、B 两点间的高度差h =10 mD .A 、B 两点间的高度差h =15 m解析:选AC .小球在A 点的竖直分速度v Ay =v 0tan 45°=v 0,在B 点的竖直分速度v By=v 0tan 60°=3v 0,由v y =gt 得小球从抛出到A 点的时间为t 1=v Ay g =1010s =1 s .小球从抛出到B 点的时间为t 2=3v 0g =3×1010s = 3 s . 故小球经过A 、B 两点的时间差为Δt =t 2-t 1=(3-1) s ,故A 正确,小球从抛出点到A 、B 两位置的过程中,在竖直方向下落的高度分别为h A =12gt 21=12g ×12m =5 m .h B =12gt 22=12g ×(3)2m =15 m ,故A 、B 两位置的高度差h =h B -h A =10 m ,因此选项C 正确. 9.如图所示,相距l 的两小球A 、B 位于同一高度h (l ,h 均为定值).将A 向B 水平抛出的同时,B 自由下落.A 、B 与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则( )A .A 、B 在第一次落地前能否相碰,取决于A 的初速度 B .A 、B 在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C .A 、B 不可能运动到最高处相碰D .A 、B 一定能相碰解析:选AD .由题意知A 做平抛运动,即水平方向做匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动;B 为自由落体运动,A 、B 竖直方向的运动相同,二者与地面碰撞前运动时间t 1相同,且t 1=2hg,若第一次落地前相碰,只要满足A 运动时间t =l v <t 1,即v >l t 1,所以选项A 正确;因为A 、B 在竖直方向的运动同步,始终处于同一高度,且A 与地面相碰后水平速度不变,所以A 一定会经过B 所在的竖直线与B 相碰.碰撞位置由A 球的初速度决定,故选项B 、C 错误.选项D 正确.10.横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起,固定在水平面上,它们的竖直边长都是底边长的一半.三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其中三个小球的落点分别是a 、b 、c .图中三小球比较,下列判断正确的是( )A .落在c 点的小球飞行时间最短B .落在a 点的小球飞行过程速度的变化量最大C .落在c 点的小球飞行过程速度变化最快D .无论小球抛出时初速度多大,落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直 解析:选ABD .根据t =2yg及y c <y b <y a 可知,t c <t b <t a ,所以落在c 点的小球飞行时间最短,A 正确;小球速度的变化量Δv =gt ,因为t c <t b <t a ,所以落在a 点的小球飞行时间最长,其速度的变化量最大,B 正确;三个小球均做平抛运动,它们的加速度相同,所以它们在飞行过程中速度变化快慢相同,C 错误;设两斜面的倾角均为θ,小球落在左边斜面时速度方向与水平方向间的夹角为α,则tan θ=y x =12v y t v 0t =v y 2v 0=12,tan α=v yv 0=1,显然小球落在左边斜面时的瞬时速度不可能与斜面垂直,假设小球落在右边斜面时的瞬时速度与斜面垂直,那么可以求出此时应满足v yv 0=2,小球的位移与水平方向间的夹角θ ′满足tanθ ′=y x =12v y t v0t =v y 2v 0=1,可实际上,小球落在右边斜面时tan θ ′=12,所以小球落在右边斜面时的瞬时速度也不可能与斜面垂直,D 正确.三、非选择题11.在20 m 高的楼顶以20 m/s 的水平速度抛出一个小球,求它落地时速度的大小和方向以及落地点与抛出点之间的水平距离.(g 取10 m/s 2)解析:设小球在空中运动的时间为t ,下落高度为h ,则h =12gt 2,t =2hg=2×2010s =2 s落地时竖直分速度v y =gt =10×2 m/s =20 m/s 水平分速度v x =v 0=20 m/s 落地时的合速度v =v 2x +v 2y =202+202m/s ≈28.3 m/s设v 与水平方向的夹角为α,则tan α=v y v x =2020=1,α=45°落地点与抛出点之间的水平距离x =v 0t =20×2 m =40 m .答案:28.3 m/s 与水平方向成45°斜向下 40 m12.如图所示,排球场总长为18 m ,设网高为2 m ,运动员在离网3 m 远的线上,正对球网向上起跳将球垂直于网水平击出.(球可视为质点,g =10 m/s 2)(1)若击球点的高度为2.5 m ,则击球的速度符合什么条件时,才能使球既不触网又不出界?(2)当击球高度小于多少时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是出界? 解析:(1)如图所示,排球恰不触网时,其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其运动轨迹为Ⅱ,根据平抛运动的规律可得,当排球恰不触网时有竖直方向:2.5 m -2 m =12gt 21水平方向:3 m =v 1t 1由以上两式解得v 1=310 m/s 同理可得排球恰不出界时,有 竖直方向:2.5 m =12gt 22水平方向:12 m =v 2t 2 由以上两式解得v 2=12 2 m/s根据题意,球既不触网又不出界的条件是 310 m/s <v ≤12 2 m/s .(2)设击球点的高度为h ,当h 较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,临界状态是球刚好擦网而过,落地时又恰压在底线上(如图所示).设球网的高度为H ,刚好不触网时有x =v 0t ,即3 m =v 0th -H =12gt 2,即h -2 m =12gt 2同理,当排球落在界线上时有12 m =v 0t ′,h =12gt ′2可得击球点高度h ≈2.13 m .答案:(1)310 m/s <v ≤12 2 m/s (2)2.13 m。
第一章《怎样研究抛体运动》1.(2012·郑州质量预测)在一次体育活动中,两个同学一前一后在同一水平直线上,分别抛出两个小球A和B,两个小球的运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两个小球在空气中发生碰撞,必须()A.先抛出A小球,后抛出B小球B.同时抛出两小球C.A小球抛出速度大于B小球抛出速度D.使两小球质量相等解析要使两个小球在空中发生碰撞,如题图所示,可知A、B两小球下落高度一样,因此A、B两小球下落时间应相同,所以选项A错误,选项B正确;还知A小球的水平位移大于B小球的水平位移,因此A小球的抛出速度应大于B 小球的抛出速度,选项C正确;而整个过程与质量无关,因此选项D错误.答案BC2.(2012·南京模拟)某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示.已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是() A.D点的速度比C点的速率大B.D点的加速度比C点的加速度大C.从B到D加速度与速度始终垂直D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小解析铅球做斜抛运动,根据曲线运动的条件和题设中在B点的速度与加速度相互垂直可知,竖直方向上的分速度为零,可判断B 点是轨迹的最高点,根据动能定理可知选项A 正确;D 点和C 点的加速度一样大,都等于重力加速度,选项B 错误;过了B 点后,在D 点加速度与速度不可能再垂直,选项C 错误;根据曲线运动的特点,可判断从B 点到D 点加速度与速度的夹角一直减小,选项D 错误.答案 A 3.在一次投球游戏中,小刚同学调整好力度,将球水平抛向放在地面的小桶中,结果球沿如图所示的一条弧线飞到小桶的右方.不计空气阻力,则下次再投时,他可能作出的调整为( )A .减小初速度,抛出点高度不变B .增大初速度,抛出点高度不变C .初速度大小不变,提高抛出点高度D .初速度大小不变,降低抛出点高度解析 由h =12gt 2,x =v 0t ,得x =v 02h g ,要使水平位移减小,可以在高度不变时减小平抛的初速度或者在初速度不变时减小抛出的高度,故选项A 、D 正确. 答案 AD4.(2012·上海)如图,斜面上a 、b 、c 三点等距,小球从a 点正上方O 点抛出,做初速度为v 0的平抛运动,恰落在b 点.若小球初速度变为v ,其落点位于c ,则( )A .v 0<v <2v 0B .v =2v 0C .2v 0<v <3v 0D .v >3v 0 解析如图所示,M 点和b 点在同一水平线上,M 点在c 点的正上方.根据平抛运动的规律,若v =2v 0,则小球落到M 点.可见以初速度2v 0平抛小球不能落在c 点,只能落在c 点右边的斜面上,故只有选项A 正确.答案 A5.在操场上,一同学从距地面h 处的A 点,以水平速度v 0抛出一个小球,小球落地时的速度为v t ,竖直速度为v y ,不计空气阻力.关于小球在空中运动时间的表达式正确的是( ) A.v 2t -v 20gB.v t -v 0gC.2h gD.2h v y答案 ACD6.(2012·银川一中一模)中国女排享誉世界排坛,曾经取得辉煌的成就.在某次比赛中,我国女排名将冯坤将排球从底线A 点的正上方以某一速度水平发出,排球正好擦着球网落在对方底线的B 点上,且AB 平行于边界CD .已知网高为h ,球场的长度为s ,不计空气阻力且排球可看成质点,则排球被发出时,击球点的高度H 和水平初速度v 分别为 ( )A .H =43hB .H =32hC .v =s 3h 3ghD .v =s 4h 6gh 解析 由平抛知识,可知12gt 2=H ,H -h =12g (t 2)2得H =43h ,选项A 正确,选项B 错误.由v t =s ,得v =s 4h 6ht ,选项D 正确,选项C 错误.答案 AD7.A 、B 两质点以相同的水平速度v 0抛出,A 在竖直平面内运动,落地点为P 1,B 沿光滑斜面运动,落地点为P 2,不计阻力,如图所示,比较P 1、P 2在x 轴方向上远近关系是( )A .P 1较远B .P 2较远C .P 1、P 2等远D .A 、B 两项都有可能 解析 A 做平抛运动,设下落高度为H ,则A 在水平方向的位移s 1=v 0t A 由竖直方向的自由落体运动可得运动时间t A =2H g则s 1=v 0·2Hg B 做类平抛运动,加速度a =g ·sin θ 沿斜面向下的位移s =H sin θ则类平抛运动时间t B =2sa =2Hg ·sin 2θv 0方向上的位移s 2=v 0t B =v 0·2H g ·1sin 2θ 因为1sin 2θ>1,则s 2>s 1,故选项B 正确.答案 B8.(2011·山东青岛)跳台滑雪运动员的动作惊险而优美,其实滑雪运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动.如图所示,设可视为质点的滑雪运动员,从倾角为θ的斜坡顶端P 处,以初速度v 0水平飞出,运动员最后又落到斜坡上A 点处,AP 之间距离为L ,在空中运动时间为t ,改变初速度v 0的大小,L 和t 都随之改变.关于L 、t 与v 0的关系,下列说法中正确的是( ) A .L 与v 0成正比B .L 与v 20成正比C .t 与v 0成正比D .t 与v 20成正比解析 物体落在斜面上,则位移与水平方向的夹角就等于斜面的倾角θ,因此有tan θ=y x ,其中y =12gt 2,x =v 0t ,则t =2v 0tan θg ,选项C 正确;L =x cos θ=v 0t cos θ=2v 20tan θg cos θ,选项B 正确.答案 BC9.(2012·山东潍坊市模拟)如图所示,将一篮球从地面上方B 点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A 点,不计空气阻力.若抛射点B 向篮板方向移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A 点,则可行的是( ) A .增大抛射速度v 0,同时减小抛射角θB .减小抛射速度v 0,同时减小抛射角θC .增大抛射角θ,同时减小抛出速度v 0D .增大抛射角θ,同时增大抛出速度v 0解析 可以把斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动.若抛射点B 向篮板方向移动一小段距离,将一篮球从地面上方B 点斜向上抛出,选项可行的是增大抛射角,同时减小抛出速度,才能击中A 点.答案 C10.如图所示,水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练,飞机沿水平方向做匀加速直线运动.当飞机飞经观察点B 点正上方A 点时投下一颗炸弹,经时间T 炸弹落在观察点B 正前方L 1处的C 点,与此同时飞机投放出第二颗炸弹,最终落在距观察点B 正前方L 2处的D 点,且L 2=3L 1,空气阻力不计.以下说法正确的有 ( )A .飞机第一次投弹时的速度为L 1/TB .飞机第二次投弹时的速度为2L 1/TC .飞机水平飞行的加速度为L 1/T 2D .两次投弹时间间隔T 内飞机飞行距离为4L 1/3解析 由运动学规律可知第一次投弹时的速度v 1=L 1T ,故选项A 正确.设飞行加速度为a ,第二次投弹时的速度为v 2,由匀变速运动规律可知,v 1T +12aT2=L 2-(v 1+aT )T ,而L 2=3L 1,得a =2L 13T 2,故选项C 错误.v 2=v 1+aT =5L 13T ,故选项B 错误.两次投弹间隔T 内飞机飞行距离s =v 1·T +12aT 2=4L 13,故选项D 正确.答案 AD 11.国家飞碟射击队用如图所示装置进行模拟训练,训练的队员在高H =20 m 的塔顶,在地面上距塔水平距离为s 处有一个电子抛靶装置,圆形靶可被以速度v 2竖直抛出,当靶被抛出的同时立即用特制手枪沿水平射击,子弹速度v 1=100 m/s.不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间,且忽略空气阻力及靶的大小(g 取10 m/s 2).(1)当s 取值在什么范围时,无论v 2为何值都不能击中靶?(2)若s =100 m ,v 2=20 m/s.试通过计算说明靶能否被击中?解析 (1)H =20 m =12gt 21,t 1=2 s ,s =v 1t 1=100 m/s ×2 s =200 m所以当s >200 m ,无论v 2为何值靶都不能被击中.(2)H =20 m =12gt 22+v 2t 2-12gt 22,t 2=H v 2=20 m 20 m/s =1 s s 水=v 1t 2=100 m/s ×1 s =100 m =s所以靶恰好被击中.答案 (1)s >200 m (2)靶恰好被击中12.如图所示,水平屋顶高H =5 m ,墙高h =3.2 m ,墙到房子的距离L =3 m ,墙外马路宽x =10 m ,小球从房顶水平飞出,落在墙外的马路上,求小球离开房顶时的速度v 0.(取g =10 m/s 2)解析 小球若落到马路最右边,速度v 0有最大值,则v 01=L +x t 1又H =12gt 21联立以上两式代入数据得t 1=1 s ,v 01=13 m/s当小球以最小速度v 02平抛,越过墙的上边缘才能落到马路上.H -h =12gt 22t 2=0.6 s则v 02=L t 2=5 m/s 所以小球能落到马路上的水平速度为5 m/s ≤v 0≤13 m/s答案 5 m/s ≤v 0≤13 m/s13.(2012·安徽合肥市第二次质检)跳台滑雪是一种极为壮观的运动,运动员穿着滑雪板,从跳台水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,如图所示.设运动员连同滑雪板的总质量m =50 kg ,从倾角θ=37°的坡顶A 点以速度v 0=20 m/s 沿水平方向飞出,恰落到山坡底的水平面上的B 处.(g =10 m/s 2,sin70°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)运动员在空中飞行的时间t 和AB 间的距离s ;(2)运动员落到水平面上的B 处时顺势屈腿以缓冲,使他垂直于水平面的分速度在Δt =0.20 s 的时间内减小为零.试求缓冲过程中滑雪板对水平面的平均压力.解析 (1)运动员由A 到B 做平抛运动,水平方向的位移为x =v 0t竖直方向的位移为y =12gt 2且y x =tan37°联立上式解得t =2v 0tan37°g=3 s 又y s =sin37°故s=ysin37°=g2sin37°t2=75 m(2)运动员落地前的瞬间竖直分速度v y=gt=30 m/s 运动员落地过程中竖直方向平均加速度大小a y=v yΔt=150 m/s2设地面对滑雪板作用力为N,由牛顿第二定律,得N-mg=m a-y,a-y=8×103 N由牛顿第三定律,得滑雪板对水平面的平均压力N′=N=8×103 N答案(1)75 m(2)8×103 N。
2019-2020学年高中物理 基础知识篇 第一章 怎样研究抛体运动+本章检测同步练测 沪教版必修2建议用时 实际用时满分实际得分90分钟100分 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.物体在做平抛运动的过程中,以下物理量不.变的 是( )A .物体的速度B .物体位移的方向C .物体竖直向下的分速度D .物体的加速度 2.如图1所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )图1A .大小和方向均不变B .大小不变,方向改变C .大小改变,方向不变D .大小和方向均改变3.如图2所示,人站在平台上平抛一小球,球离手时速度为v 1,落地时速度为v 2,不计空气阻力,图中能正确表示出速度矢量的演变过程的是( )图24.下列关于运动的分解的说法中不.正确的是( )A .初速度不为零的匀加速直线运动,可以分解成一个匀速直线运动与一个初速度为零的匀加速直线运动B .一个在平面上的曲线运动可以分解成两个直线运动C .沿斜面向上的运动可以分解为一个水平方向的运动和一个竖直向上的运动D .可以将斜向下速度为9 m/s 的运动分解成两个速度分别为3 m/s 和5 m/s 的匀速运动 5.斜抛物体运动的轨迹在射高两侧对称分布(抛出点与落地点在同一水平面上),则( ) A .位移大小相等的位置有两处 B .速度大小相等的位置仅有两处C .从抛出点到最高点的时间一定等于从最高点到落地点的时间D .整个过程中速度方向时刻改变,速率也越来 越大6.如图3所示,一架战斗机在距地面高度一定的空中,由东向西沿水平方向匀速飞行,发现地面目标P 后,开始瞄准并投掷炸弹.若炸弹恰好击中目标P ,假设投弹后飞机仍以原速度水平匀速飞行,则(空气阻力不计)( )图3A .飞机投弹时在P 点的正上方B .炸弹落在P 点时,飞机在P 点的正上方C .飞机飞行速度越大,投弹时飞机到P 点的距离应越小D .无论飞机飞行速度多大,从投弹到击中目标经历的时间是一定的7.河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图4甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( )图4A .船渡河的最短时间是100 sB .船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C .船在河水中航行的轨迹是一条直线D .船在河水中的最大速度是5 m/s 8.在无风的情况下,跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞,下落过程中受到空气阻力,下列描绘下落速度的水平分量大小、竖直分量大小与时间关系的图像,可能正确的是( )图59.如图6所示.离地面高处有甲、乙两个物体,甲以初速度水平射出,同时乙以初速度沿倾角为45°的光滑斜面滑下.若甲、乙同时到达地面,则的大小是( )图6A. B.C. D.10.将一个小球以速度水平抛出,要使小球垂直打到一个斜面上,斜面与水平方向的夹角为,下列说法中正确的是( )A.若保持水平速度不变,斜面与水平方向的夹角越大,小球的飞行时间越长B.若保持水平速度不变,斜面与水平方向的夹角越大,小球的飞行时间越短C.若保持斜面倾角不变,水平速度越大,小球的飞行时间越长D.若保持斜面倾角不变,水平速度越大,小球的飞行时间越短二、填空题(本题共2小题,共18分,把答案填在题中的横线上)11.(10分) 试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供实验器材:弹射器(含弹丸,如图7所示)、铁架台(带有夹具)、米尺,试按要求作答:图7(1)在安装弹射器时应注意________.(2)实验中需要测量的量是________.(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的办法是________.12.(8分)如图8所示,在高为的平台边缘水平抛出小球,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为处竖直上抛小球,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度为.若两球能在空中相遇,则小球的初速度应大于________,、两球初速度之比为________.图8三、计算题(本题共3小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(12分)如图9所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经3.0 s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点.斜坡与水平面的夹角°,运动员的质量.不计空气阻力.(取,;取)求:图9(1)点与点的距离;(2)运动员离开点时的速度大小.14.(15分)在“研究平抛物体运动”的实验中,某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C,如图10所示,以A为坐标原点,建立坐标系,各点坐标值已在图中标出.求:图10(1)小球平抛初速度的大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标.15.(15分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长、网高,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为)图11(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出,落在球台的P1点(如图11实线所示),求P1点距O点的距离x1.(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图11虚线所示),求v2的大小.第一章怎样研究抛体运动得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.第一章怎样研究抛体运动参考答案一、选择题1.D 解析:平抛运动只受重力作用,运动过程中加速度不变,故D正确;因竖直方向做匀加速直线运动,故物体的速度、位移随时间变化,故A、B、C错误.2.A 解析:由于橡皮参与两个分运动,一个是竖直向上的运动.由绳收缩的量决定;一个是水平的分运动,由铅笔的运动决定,这两个分运动都是匀速直线运动,所以橡皮的合运动也是匀速直线运动,A正确.3.C 解析:做平抛运动的小球,水平方向的速度不变,即无论在哪一时刻,在x轴上的分量始终为,故C正确.4.D 解析:由匀变速直线运动的位移公式可以看出初速度不为零的匀加速直线运动可分解成一个匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动,A正确.平面上的曲线运动可以分解成两个直线运动,沿斜面向上的运动可以分解成一个水平方向和一个竖直方向向上的运动,B、C正确.两个分别为3 m/s和5 m/s 的匀速运动其合运动速度不可能为9 m/s.D项错.5.BC 解析:斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,水平方向速度不变,由竖直上抛运动的对称性可得速度大小相等的点有两个,上升和下落时间相等,因此B、C对.A选项中竖直位移相等的时刻有两个,但水平位移不相等,因此位移大小处处不等.整个过程中速度方向时刻改变,在上升过程中速率越来越小,下落过程中速率越来越大,D错.6.BD 解析:炸弹离开飞机时以和飞机相同的水平初速度做平抛运动,炸弹在水平方向做匀速直线运动,落地时与飞机的水平位移相等,此时飞机在P点的正上方,A错误,B正确;炸弹的飞行时间由竖直高度决定,即,与飞机的飞行速度无关,D正确;由知飞行速度越大,水平位移越大,飞机到P点的距离应越大,C错误.7.ABD 解析:由图甲、乙可知,河宽,水流最大速度,船在静水中的速度,要使船以最短时间过河,船头必须与河岸垂直,且最短时间,故A、B正确;由于水流速度不恒定,故船的轨迹是一条曲线,C错误;船在河水中的最大速度,D正确.8.B 解析:运动员下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,随下落速度的减小而减小.水平方向运动员仅受空气阻力,,减小,减小,减小,故B对、A错,竖直方向运动员受重力(向下)和空气阻力,则有:,增大,增大,减小,C、D均错.9.A 解析:甲做平抛运动①乙做初速度为的匀加速直线运动②联立①②得.10.BC 解析:如图12所示,小球垂直打到斜面上的情况由图示知:①②又③由①②③式得所以,恒定,越大,越小,选项B正确;恒定,越大,越大,选项C正确.图12二、填空题11.(1)弹射器保持水平,保证弹丸初速度沿水平方向(2)弹丸下降的高度和水平射程(3)在不改变高度的条件下,进行多次实验,测量水平射程,求出的平均值,以减小误差12.解析:设A、B球经过时间相遇,A平抛,有,,解得.对A有:,对B有:,两式相比得,.三、计算题13.(1) (2)解析:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有A点与O点的距离.(2)设运动员离开O点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动,即解得.14.(1) (2)解析:(1)如题图所示,小球在AB段、BC段水平位移相等,而小球在水平方向做匀速运动,因此小球在这两段的运动时间.小球在竖直方向做匀加速运动,由得,小球在水平方向上做匀速运动,有.(2)由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动,小球在B点的竖直分速度大小等于在AC段竖直方向平均速度的大小.设小球从抛出点O到B点历时为,有小球从抛出点O到A点历时:因此,,故点坐标值为.15.(1) (2)解析:(1)如图13所示,设发球时飞行时间为,根据平抛运动解得:(2)设发球高度为,飞行时间为,同时根据平抛运动图13且得:.。
点囤市安抚阳光实验学校第一章怎样研究抛体运动章末综合检测(沪科必修2)(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内.选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(高一考试)物体在做平抛运动的过程中,以下物理量不.变的是( )A.物体的速度B.物体位移的方向C.物体竖直向下的分速度D.物体的加速度解析:选D.平抛运动只受重力作用,运动过程中加速度不变,故D正确;因竖直方向做匀加速直线运动,故物体的速度、位移随时间变化,故A、B、C错误.2.(高考卷)如图1-8所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )图1-8A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变解析:选A.由于橡皮参与两个分运动,一个是竖直向上的运动.由绳收缩的量决;一个是水平的分运动,由铅笔的运动决,这两个分运动都是匀速直线运动,所以橡皮的合运动也是匀速直线运动,A正确.3.(东城区模拟)如图1-9所示,人站在平台上平抛一小球,球离手时速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,图中能正确表示出速度矢量的演变过程的是( )图1-9解析:选C.做平抛运动的小球,水平方向的速度不变,即无论在哪一时刻,v2在x轴上的分量始终为v1,故C正确.4.下列关于运动的分解的说法中不.正确的是( )A.初速度不为零的匀加速直线运动,可以分解成一个匀速直线运动与一个初速度为零的匀加速直线运动B.一个在平面上的曲线运动可以分解成两个直线运动C.沿斜面向上的运动可以分解为一个水平方向的运动和一个竖直向上的运动D.可以将斜向下速度为9 m/s的运动分解成两个速度分别为3 m/s和5 m/s的匀速运动解析:选D.由匀变速直线运动的位移公式s=v0t+12at2可以看出初速度不为零的匀加速直线运动,可分解成一个匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动,A正确.平面上的曲线运动可以分解成两个直线运动,沿斜面向上的运动可以分解成一个水平方向和一个竖直方向向上的运动,B、C正确.两个分别为3 m/s和5 m/s的匀速运动其合运动速度不可能为9 m/s.D项错.5.斜抛物体运动的轨迹在射高两侧对称分布(抛出点与落地点在同一水平面上),则( )A.位移大小相的位置有两处B.速度大小相的位置仅有两处C.从抛出点到最高点的时间一于从最高点到落地点的时间D.整个过程中速度方向时刻改变,速率也越来越大解析:选BC.斜抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,水平方向速度不变,由竖直上抛运动的对称性可得速度大小相的点有两个,上升和下落时间相,因此B、C对.A选项中竖直位移相的时刻有两个,但水平位移不相,因此位移大小处处不.整个过程中速度方向时刻改变,在上升过程中速率越来越小,下落过程中速率越来越大,D错.6. (菏高一检测)如图1-10所示,一架战斗机在距地面高度一的空中,由东向西沿水平方向匀速飞行,发现地面目标P后,开始瞄准并投掷炸弹.若炸弹恰好击中目标P,假设投弹后飞机仍以原速度水平匀速飞行,则(空气阻力不计)( )图1-10A.飞机投弹时在P点的正上方B.炸弹落在P点时,飞机在P点的正上方C.飞机飞行速度越大,投弹时飞机到P点的距离越小D.无论飞机飞行速度多大,从投弹到击中目标经历的时间是一的解析:选BD.炸弹离开飞机时以和飞机相同的水平初速度做平抛运动,炸弹在水平方向做匀速直线运动,落地时与飞机的水平位移相,此时飞机在P点的正上方,A错误,B正确;炸弹的飞行时间由竖直高度决,即t=2hg.与飞机的飞行速度无关,D正确;由x=v0t知飞行速度越大,水平位移越大,飞机到P 点的距离越大,C错误.7.河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图1-11甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( )图1-11A.船渡河的最短时间是100 sB.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中的最大速度是5 m/s解析:选ABD.由图甲、乙可知,河宽d=300 m,水流最大速度v m水=4 m/s,船在静水中的速度v船=3 m/s,要使船以最短时间过河,船头必须与河岸垂直,且最短时间t min=dv船=3003s=100 s,故A、B正确;由于水流速度不恒,故船的轨迹是一条曲线,C错误;船在河水中的最大速度v m=v2m水+v2船=42+32 m/s =5 m/s,D正确.8.在无风的情况下,跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞,下落过程中受到空气阻力,下列描绘下落速度的水平分量大小v x、竖直分量大小v y与时间t的图像,可能正确的是( )图1-12解析:选B.运动员下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,随下落速度的减小而减小.水平方向运动员仅受空气阻力,f x=ma x,v x减小,f x减小,a x减小,故B对、A错,竖直方向运动员受重力(向下)和空气阻力f y,则有:mg-f y=ma y,v y增大,f y增大,a y减小,C、D均错.9.如图1-13所示.离地面高h处有甲、乙两个物体,甲以初速度v0水平射出,同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下.若甲、乙同时到达地面,则v0的大小是( )图1-13A.gh2B.ghC.2gh2D.2gh解析:选A.甲做平抛运动h=12gt2①乙做初速度为v0的匀加速直线运动2h=v0t+12gt2sin45°②联立①②得v0=gh/2.10.将一个小球以速度v0水平抛出,要使小球垂直打到一个斜面上,斜面与水平方向的夹角为α,下列说法中正确的是( )A.若保持水平速度v0不变,斜面与水平方向的夹角α越大,小球的飞行时间越长B.若保持水平速度v0不变,斜面与水平方向的夹角α越大,小球的飞行时间越短C.若保持斜面倾角α不变,水平速度v0越大,小球的飞行时间越长D.若保持斜面倾角α不变,水平速度v0越大,小球的飞行时间越短解析:选BC.如图所示,小球垂直打到斜面上的情况由图示知:v y=v cosα①v0=v sinα②又v y=gt③由①②③式得t=v0cotαg所以,v0恒,α越大,t越小,选项B正确;α恒,v0越大,t越大,选项C 正确.二、填空题(本题共2小题,共18分,把答案填在题中的横线上)11.(10分) 试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的方法,提供器材:弹射器(含弹丸,如图1-14所示)、铁架台(带有夹具)、米尺,试按要求作答:图1-14(1)在安装弹射器时注意________.(2)中需要测量的量是________.(3)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相,在中采取的办法是________.答案:(1)弹射器保持水平,保证弹丸初速度沿水平方向(2)弹丸下降的高度h和水平射程x(3)在不改变高度h的条件下,进行多次测量水平射程x,求出x的平均值x,以减小误差12. (8分)(高考卷)如图1-15所示,在高为h的平台边缘水平抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度为g.若两球能在空中相遇,则小球A的初速度v A大于________,A、B两球初速度之比v Av B为________.图1-15解析:设A、B球经过时间t相遇,A平抛,有v A t>s,h>gt22,解得v A>sg2h.对A有:v A t=s,对B有:v B t-gt22=h-gt22,两式相比得,v Av B=sh.答案:sg2hsh图1-1613.(10分)(高考卷)如图1-16所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经3.0 s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点.斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50 kg.不计空气阻力.(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10m/s2)求:(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度大小.解析:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有L sin37°=12gt2A点与O点的距离L=gt22sin37°=75 m.(2)设运动员离开O 点的速度为v 0,运动员在水平方向做匀速直线运动, 即L cos37°=v 0t解得v 0=L cos37°t=20 m/s.答案:(1)75 m (2)20 m/s14.(10分)打高尔夫球的人在发球处(该处比球洞所在处低15 m)击球,该球初速度为36 m/s ,与水平方向成30°角.问他会把球向球洞处打多远?(忽略空气阻力,g 取9.8 m/s 2)解析:如图所示.球初速度的水平分量和竖直分量分别是:v 0x =v 0cos θ=36cos30° m/s=31.2 m/s ,v 0y =v 0sin θ=36sin30° m/s=18 m/s.由y =CD ,可得CD =v 0y t -12gt 2,代入已知量,整理后可得t =2.40 s 或t =1.28 s.其中t =1.28 s 是对于B 点的解(如图所示),表示了该球自由飞行至B 点处所需的时间,因此在本题中,t 取2.40 s .在此飞行时间内,球的水平分速度不变,于是最后可得:x =v 0x t =31.2×2.40 m=74.9 m.答案:74.9 m15. (10分)(固原高一考试)在“研究平抛物体运动”的中,某同学记录了运动轨迹上三点A 、B 、C ,如图1-17所示,以A 为坐标原点,建立坐标系,各点坐标值已在图中标出.求: 图1-17(1)小球平抛初速度的大小;(2)小球做平抛运动的初始位置坐标.解析:(1)如题图所示,小球在AB 段、BC 段水平位移相,而小球在水平方向做匀速运动,因此小球在这两段的运动时间t AB =t BC =T .小球在竖直方向做匀加速运动,由Δy =aT 2得(0.25-0.15)cm =10 m/s 2T 2,T =0.1 s小球在水平方向上做匀速运动,有v 0=Δx T =0.10.1m/s =1 m/s.(2)由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动,小球在B 点的竖直分速度大小于在AC 段竖直方向平均速度的大小.v By =0.40.2m/s =2 m/s设小球从抛出点O 到B 点历时为t OB ,有 t OB =v By g =210s =0.2 s小球从抛出点O 到A 点历时:t OA =t OB -T =0.1 s因此,x OA =v 0t OA =10 cm ,y OA =12gt 2OA =5 cm故O 点坐标值为(-10 cm ,-5 cm).答案:(1)1 m/s (2)(-10 cm ,-5 cm)16.(12分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L 、高h ,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g )图1-18(1)若球在球台边缘O 点正上方高度为h 1处以速度v 1水平发出,落在球台的P 1点(如图1-18实线所示),求P 1点距O 点的距离x 1.(2)若球在O 点正上方以速度v 2水平发出,恰好在最高点时越过球落在球台的P 2点(如图1-18虚线所示),求v 2的大小.解析:(1)如图所示,设发球时飞行时间为t 1,根据平抛运动 h 1=12gt 21①x 1=v 1t 1②解得:x 1=v 12h 1g③(2)设发球高度为h 2,飞行时间为t 2,同时根据平抛运动h 2=12gt 22④x 2=v 2t 2⑤且h 2=h ⑥2x 2=L ⑦得:v 2=L2g 2h.⑧ 答案:(1)v 12h 1g(2)L2g 2h。
第一章怎样研究抛体运动章末综合检测(沪科版必修2)(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.质点做匀速圆周运动,哪些物理量不变?[ ]A.速度 B.速率 C.相对圆心的位移 D.加速度2.下列哪个物理量为标量[ ]A.线速度B.角速度C.周期D.向心力3.甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v1、v2则[ ]A.ω1>ω2,v1>v2 B.ω1<ω2,v1<v2C.ω1=ω2,v1<v2 D.ω1=ω2,v1=v24、如图所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于A的受力情况说法正确的是A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、摩擦力和向心力D.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力5.下列关于运动的分解的说法中不.正确的是( )A.初速度不为零的匀加速直线运动,可以分解成一个匀速直线运动与一个初速度为零的匀加速直线运动B.一个在平面上的曲线运动可以分解成两个直线运动C.沿斜面向上的运动可以分解为一个水平方向的运动和一个竖直向上的运动D.可以将斜向下速度为9 m/s的运动分解成两个速度分别为3 m/s和5 m/s的匀速运动6.用绳子拴着一个物体,使物体在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,绳子断了以后,物体将[]A.仍维持圆周运动B.沿切线方向做直线运动C.沿半径方向接近圆心D.沿半径方向远离圆心7.如图所示.离地面高h处有甲、乙两个物体,甲以初速度v0水平射出,同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下.若甲、乙同时到达地面,则v0的大小是( )A.gh2B.ghC.2gh2D.2gh8.甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3:1,线速度之比为2:3,那么,下列说法中正确的是 [ ]A .它们的半径比是9:2B .它们的半径比是1:2C .它们的周期比为2:3D .它们的周期比为1:3 9、 一物体从某高度以初速度水平抛出,落地时速度大小为,则它的运动时间为:A B C D10 如图所示,为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A 的受力情况,下列说法中正确的是:A.摆球A 受重力、拉力和向心力的作用B .摆球A 受拉力和向心力的作用C .摆球A 受拉力和重力的作用D .摆球A 受重力和向心力的作用11.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A 和B ,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两球在空中相遇,则必须( ) A .先抛出A 球 B .先抛出B 球C .同时抛出两球D .A 球的初速度大于B 球的初速度12.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。
第1章怎样研究抛体运动章末检测试卷(一)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内()A.速度一定在不断改变,加速度也一定不断改变B.速度可以不变,但加速度一定不断改变C.质点不可能在做匀变速运动D.质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向答案D 解析物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一直线上,故速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,其加速度不为零,但加速度可以不变,例如平抛运动,就是匀变速运动.故A、B、C错误.曲线运动的速度方向时刻改变,质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向,故D正确.2.斜抛运动与平抛运动相比较,相同的是()A.都是匀变速曲线运动B.平抛是匀变速曲线运动,而斜抛是非匀变速曲线运动C.都是加速度逐渐增大的曲线运动D.平抛运动是速度一直增大的运动,而斜抛是速度一直减小的曲线运动答案A 解析平抛运动与斜抛运动的共同特点是它们都以一定的初速度抛出后,只受重力作用.合外力为G=mg,根据牛顿第二定律可以知道平抛运动和斜抛运动的加速度都是恒定不变的,大小为g,方向竖直向下,都是匀变速运动.它们不同的地方就是平抛运动是水平抛出、初速度的方向是水平的,斜抛运动有一定的抛射角,可以将它分解成水平分速度和竖直分速度,也可以将平抛运动看成是特殊的斜抛运动(抛射角为0°).平抛运动和斜抛运动初速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上,所以它们都是匀变速曲线运动,B、C错,A正确.平抛运动的速率一直在增大,斜抛运动的速率可能先减小后增大,也可能一直增大,D错.3.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示.关于物体的运动,下列说法正确的是()图1A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C 解析由题图知,x方向的初速度沿x轴正方向,y方向的初速度沿y轴负方向,则合运动的初速度方向不在y轴方向上;x轴方向的分运动是匀速直线运动,加速度为零,y轴方向的分运动是匀变速直线运动,加速度沿y轴方向,所以合运动的加速度沿y轴方向,与合初速度方向不在同一直线上,因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知,物体的速度先减小后增大,故A错误.物体运动的加速度等于y轴方向的加速度,保持不变,故B错误;根据题图可知物体的初速度为:v0=vx02+vy02=302+402 m/s=50 m/s,故C正确,D错误,故选C.4.如图2所示,细绳一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一张CD光盘的中央光滑小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度v匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球上升的速度大小为()图2A.v sin θB.v cos θC.v tan θD.v cot θ答案A 解析由题意可知,悬线与光盘交点参与两个运动,一是逆着线的方向运动,二是垂直于线的方向运动,则合运动的速度大小为v,由数学三角函数关系有:v线=v sin θ,而线的速度大小即为小球上升的速度大小,故A正确,B、C、D错误.5.如图3所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环,他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面的高度为1.2 m,当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛,球刚好沿水平方向进入吊环,他将球竖直向上抛出的速度是(g取10 m/s2)()图3A.2.8 m/s B.4.8 m/sC.6.8 m/s D.8.8 m/s答案C解析 小球的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动,题中球恰好沿水平方向进入吊环,说明小球进入吊环时竖直上抛分运动恰好到达最高点,则运动时间为t =x 水平v 水平,由上升高度Δh =v 竖t -12gt 2,得v 竖=6.8m/s ,选项C 正确.6.如图4所示为足球球门,球门宽为L .一个球员在球门中心正前方距离球门s 处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点).球员顶球点的高度为h ,足球做平抛运动(足球可看成质点),则()图4A .足球位移的大小x =L24+s2 B .足球初速度的大小v 0=错误! C .足球初速度的大小v 0=错误!D .足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ=L 2s答案B解析 足球位移大小为x =错误!=错误!,A 错误;根据平抛运动规律有:h =错误!gt 2,错误!=v 0t ,解得v 0=错误!,B 正确,C 错误;足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ=s L 2=2sL ,D 错误.7.(多选)以初速度v 0=20 m/s 从100 m 高台上水平抛出一个物体(g 取10 m/s 2,不计空气阻力),则()A .2 s 后物体的水平速度为20 m/sB .2 s 后物体的速度方向与水平方向成45°角C .每1 s 内物体的速度变化量的大小为10 m/sD .每1 s 内物体的速度大小的变化量为10 m/s答案ABC解析 水平抛出的物体做平抛运动,水平方向速度不变,v x =v 0=20 m/s ,A 项正确;2 s 后,竖直方向的速度v y =gt =20 m/s ,所以tan θ=vyvx=1,则θ=45°,B 项正确;每1 s 内物体的速度的变化量的大小为Δv =g Δt =10m/s ,所以C 项正确;物体的运动速度大小为vx2+vy2,相同时间内,其变化量不同,D 项错误.8.(多选)一条船要在最短时间内渡过宽为100 m 的河,已知河水的流速v 1与船离河岸的距离x 变化的关系如图5甲所示,船在静水中的速度v 2与时间t 的关系如图乙所示,则以下判断中正确的是()图5A .船渡河的最短时间是20 sB .船运动的轨迹可能是直线C .船在河水中的加速度大小为0.4 m/s 2D .船在河水中的最大速度是5 m/s答案AC解析 船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直时渡河时间最短,即t =1005s =20 s ,A 正确;由于水流速度变化,所以合速度变化,船头始终与河岸垂直时,运动的轨迹不可能是直线,B 错误;船在最短时间内渡河t =20 s ,则船运动到河的中央时所用时间为10 s ,水的流速在x =0到x =50 m 之间均匀增加,则a 1=4-010m/s 2=0.4 m/s 2,同理x =50 m 到x =100 m 之间a 2=0-410m/s 2=-0.4 m/s 2,则船在河水中的加速度大小为0.4 m/s 2,C 正确;船在河水中的最大速度为v =52+42 m/s =41 m/s ,D 错误.9.(多选)物体做平抛运动的轨迹如图6所示,O 为抛出点,物体经过点P (x 1,y 1)时的速度方向与水平方向的夹角为θ,则下列结论正确的是()图6A .tan θ=y12x1 B .tan θ=2y1x1C .物体抛出时的速度为v 0=x 1g 2y1D .物体经过P 点时的速度v P =gx122y1+2gy1答案BCD解析tan θ=vy vx =gt v0,竖直位移y 1=12gt 2,水平位移x 1=v 0t ,则gt =2y1t ,v 0=x1t ,所以tan θ=vy vx =gt v0=2y1t x1t=2y1x1,度为v y =2gy1,所以经过P 点时的速度v P =v02+vy2=gx122y1+2gy1,D 正确.10.(多选)跳台滑雪是奥运比赛项目之一,利用自然山形建成的跳台进行,某运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图7所示,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v 0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g ,则()图7A .如果v 0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,速度方向也不同B .如果v 0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,但速度方向相同C .运动员在空中经历的时间是2v0tan θg D .运动员落到雪坡时的速度大小是v0cos θ答案BC解析 运动员落到雪坡上时,初速度越大,落点越远;位移与水平方向的夹角为θ,设速度与水平方向的夹角为α,则有tan α=2tan θ,所以初速度不同时,落点不同,但速度方向与水平方向的夹角相同,故选项A 错误,B 正确;由平抛运动规律可知x =v 0t ,y =12gt 2,且tan θ=y x ,可解得t =2v0tan θg,故选项C 正确;运动员落到雪坡上时,速度v =错误!=v 0错误!,故选项D 错误.故本题选B 、C.二、实验题(本题共8分)11.(8分)未来在一个未知星球上用如图8甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示.a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:图8(1)由以上信息,可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点. (2)由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2.(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s. (4)由以上及图信息可以算出小球在b 点时的速度是________m/s.答案(1)是(2)8(3)0.8(4)425解析(1)竖直方向上,由初速度为零的匀加速直线运动经过连续相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知,a 点为抛出点.(2)由ab 、bc 、cd 水平距离相同可知,a 到b 、b 到c 运动时间相同,设为T ,在竖直方向有Δh =gT 2,T =0.10 s ,可求得g =8 m/s 2.(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s ,水平距离为8 cm ,x =v 0t ,得小球平抛的初速度v 0=0.8 m/s.(4)b 点竖直分速度为ac 间的竖直平均速度,根据速度的合成求b 点的合速度,v yb =4×4×10-22×0.10m/s =0.8 m/s ,所以v b =v02+vyb2=425m/s.三、计算题(本题共4小题,共52分,解答时应写出必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)12.(12分)如图9所示,斜面体ABC 固定在地面上,小球p 从A 点静止下滑.当小球p 开始下滑时,另一小球q 从A 点正上方的D 点水平抛出,两球同时到达斜面底端的B 处.已知斜面AB 光滑,长度l =2.5 m ,斜面倾角θ=30°.不计空气阻力,g 取10 m/s 2,求:图9(1)小球p 从A 点滑到B 点的时间. (2)小球q 抛出时初速度的大小.答案(1)1 s(2)534m/s解析(1)设小球p 从斜面上下滑的加速度为a ,由牛顿第二定律得:a =mgsin θm=g sin θ①设下滑所需时间为t 1,根据运动学公式得l =12at 12②由①②得t 1=2lgsin θ③解得t 1=1 s④(2)对小球q :水平方向位移x =l cos θ=v 0t 2⑤依题意得t 2=t 1⑥由④⑤⑥得v 0=lcos θt1=534m/s.【考点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题 【题点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题13.(12分)在一定高度处把一个小球以v 0=30 m/s 的速度水平抛出,它落地时的速度大小v t =50 m/s ,如果空气阻力不计,重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)小球在空中运动的时间t ;(2)小球在平抛运动过程中通过的水平位移大小x 和竖直位移大小y ;(3)小球在平抛运动过程中的平均速度大小v .答案(1)4 s(2)120 m80 m(3)1013 m/s解析(1)设小球落地时的竖直分速度为v y ,由运动的合成可得v t =v02+vy2,解得v y =vt2-v02=502-302 m/s=40 m/s小球在竖直方向上做自由落体运动,有v y =gt ,解得t =vy g =4010s =4 s(2)小球在水平方向上的位移为x =v 0t =30×4 m=120 m小球的竖直位移为y =12gt 2=12×10×42m =80 m(3)小球位移的大小为s =x2+y2=1202+802m =4013 m由平均速度公式可得v =s t =40134m/s =1013 m/s.14.(12分)如图10所示,斜面倾角为θ=45°,从斜面上方A 点处由静止释放一个质量为m 的弹性小球(可视为质点),在B 点处和斜面碰撞,碰撞后速度大小不变,方向变为水平,经过一段时间在C 点再次与斜面碰撞.已知A 、B 两点的高度差为h ,重力加速度为g ,不考虑空气阻力.求:图10 (1)小球在AB 段运动过程中,落到B 点的速度大小;(2)小球落到C 点时速度的大小.答案(1)2gh(2)10gh解析(1)小球下落过程中,做自由落体运动,设落到斜面B 点的速度为v ,满足:v 2=2gh ,解得:v =2gh(2)小球从B 到C 做平抛运动,设从B 到C 的时间为t ,竖直方向:BC sin θ=12gt2水平方向:BC cos θ=vt解得:t =22h g所以C 点的速度为v C =v2+g2t2=10gh15.(16分)如图11所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m =1.0 kg 的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25,且与台阶边缘O 点的距离s =5 m .在台阶右侧固定了一个14圆弧挡板,圆弧半径R =52m ,今以圆弧圆心O 点为原点建立平面直角坐标系.现用F =5 N 的水平恒力拉动小物块,已知重力加速度g =10 m/s 2.图11(1)为使小物块不能击中挡板,求水平恒力F 作用的最长时间;(2)若小物块在水平台阶上运动时,水平恒力F 一直作用在小物块上,当小物块过O 点时撤去水平恒力,求小物块击中挡板上的位置.答案(1)2s(2)x =5 m ,y =5 m解析(1)为使小物块不会击中挡板,设拉力F 作用最长时间t 1时,小物块刚好运动到O 点.由牛顿第二定律得:F -μmg =ma 1解得:a 1=2.5 m/s2匀减速运动时的加速度大小为:a 2=μg =2.5 m/s2由运动学公式得:s =12a 1t 12+12a 2t 22而a 1t 1=a 2t 2解得:t 1=t 2= 2 s(2)水平恒力一直作用在小物块上,由运动学公式有:v 02=2a 1s解得小物块到达O 点时的速度为:v 0=5 m/s小物块过O 点后做平抛运动.水平方向:x =v 0t 竖直方向:y =12gt2又x 2+y 2=R2解得位置为:x=5 m,y=5 m。
物理:第1章《如何研究抛体运动》测试(沪科版必修2)温馨提示:测试时间100分钟,满分100分。
一、选择题(每题4分,共48分)每题只有一个正确答案,请将符合题意的答案字母代号填在答题卡上。
1、如图1所示,小球从P点到Q点做曲线运动,当小球经过曲线上 E点时,几个同学画出了此时的运动方向,此中正确是A、aC、cBD 、b、d图1翱翔员为了练习空投技术,驾驶教练飞机在空中做向右水平匀速直线运动。
教练机上有好多小球,每隔1秒自动开释一个小球,忽视空气作用力,假定地面水平。
依据这些信息,作答以下2--4题。
2、你也是翱翔员,驾驶另一架飞机与教练机同步翱翔,从侧边能够拍摄到小球在空中的分布状况。
你获得的是以下哪幅图片A B C D图23、你站在地面上,看到小球在空中分布图是图2中的4、你是技术员,检查小球的落点状况。
假定每个小球落地时不反弹,小球落点的哪幅图片符合你的观察A B C D图35、物体从距地面必定高度的地点水平抛出,在空中做平抛运动。
在物体马上落地的瞬时,物体的运动方向A、竖直向下B、斜向下C、假如抛出点距地面的高度较小,或抛出速度较大,则落地瞬时运动方向斜向下D、假如抛出点距地面的高度较大,或抛出速度较小,则落地瞬时运动方向竖直向下6、对于合运动、分运动,有以下几种说法,正确的选项是①合运动是物体表现出来的运动②合运动、分运动拥有等时性③分运动之间互相独立,互不影响;但分运动影响合运动④运动的合成与分解依据平行四边形定章A、①④B、②③C、①②③D、①②③④7、小球两次从同一地点水平抛出,运动轨迹如图4所示。
轨迹上a、b两点在同一水平线上。
设小球从抛出到运动到a、b两点运动的时间分别为t1、t2,则A、t1>t2B、t1=t2C、t1<t2D、没法判断8、运动员将标枪以速度v0斜向上投出,标枪出手时与水平方向图4间的夹角为θ,忽视空气阻力。
则标枪在空中成水平方向时的速度大小为A、v0B、v0sinθC、v0cosθD、没法确立9、物块以速度v0水平抛出,不计空气的阻力,经过时间t小球的速度大小为A、v0B、v02g2t2C、v02g2t2D、v0gt10、对于物体在空中做平抛运动的时间,同学们有以下几种见解,你以为正确的选项是A、由抛出的速度大小决定。
2019年高中物理第1章怎样研究抛体运动章末检测试卷沪科版必修2章末检测试卷(一)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )A.速度一定在不断改变,加速度也一定不断改变B.速度可以不变,但加速度一定不断改变C.质点不可能在做匀变速运动D.质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向答案D解析物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一直线上,故速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,其加速度不为零,但加速度可以不变,例如平抛运动,就是匀变速运动.故A、B、C 错误.曲线运动的速度方向时刻改变,质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向,故D正确.2.斜抛运动与平抛运动相比较,相同的是( )A.都是匀变速曲线运动B.平抛是匀变速曲线运动,而斜抛是非匀变速曲线运动C.都是加速度逐渐增大的曲线运动D.平抛运动是速度一直增大的运动,而斜抛是速度一直减小的曲线运动答案A解析平抛运动与斜抛运动的共同特点是它们都以一定的初速度抛出后,只受重力作用.合外力为G=mg,根据牛顿第二定律可以知道平抛运动和斜抛运动的加速度都是恒定不变的,大小为g,方向竖直向下,都是匀变速运动.它们不同的地方就是平抛运动是水平抛出、初速度的方向是水平的,斜抛运动有一定的抛射角,可以将它分解成水平分速度和竖直分速度,也可以将平抛运动看成是特殊的斜抛运动(抛射角为0°).平抛运动和斜抛运动初速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上,所以它们都是匀变速曲线运动,B、C错,A正确.平抛运动的速率一直在增大,斜抛运动的速率可能先减小后增大,也可能一直增大,D错.3.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示.关于物体的运动,下列说法正确的是( )图1A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C解析由题图知,x方向的初速度沿x轴正方向,y方向的初速度沿y 轴负方向,则合运动的初速度方向不在y轴方向上;x轴方向的分运动是匀速直线运动,加速度为零,y轴方向的分运动是匀变速直线运动,加速度沿y轴方向,所以合运动的加速度沿y轴方向,与合初速度方向不在同一直线上,因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知,物体的速度先减小后增大,故A错误.物体运动的加速度等于y轴方向的加速度,保持不变,故B错误;根据题图可知物体的初速度为:v0== m/s=50 m/s,故C正确,D错误,故选C.4. 如图2所示,细绳一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一张CD 光盘的中央光滑小孔后拴着一个橡胶球,橡胶球静止时,竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿.现将CD光盘按在桌面上,并沿桌面边缘以速度v匀速移动,移动过程中,CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球上升的速度大小为( )图2A.vsin θ B.vcos θ C.vtan θ D.vcot θ答案A解析由题意可知,悬线与光盘交点参与两个运动,一是逆着线的方向运动,二是垂直于线的方向运动,则合运动的速度大小为v,由数学三角函数关系有:v线=vsin θ,而线的速度大小即为小球上升的速度大小,故A正确,B、C、D错误.5.如图3所示,小朋友在玩一种运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环,他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动,小朋友抛球时手离地面的高度为1.2 m,当他在离吊环的水平距离为 2 m时将球相对于自己竖直上抛,球刚好沿水平方向进入吊环,他将球竖直向上抛出的速度是(g取10 m/s2)( )图3A.2.8 m/s B.4.8 m/s C.6.8 m/s D.8.8 m/s答案C解析小球的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动,题中球恰好沿水平方向进入吊环,说明小球进入吊环时竖直上抛分运动恰好到达最高点,则运动时间为t=,由上升高度Δh=v竖t -gt2,得v竖=6.8 m/s,选项C正确.6.如图4所示为足球球门,球门宽为L.一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P点).球员顶球点的高度为h,足球做平抛运动(足球可看成质点),则( )图4A.足球位移的大小x=L2+s24B.足球初速度的大小v0=错误!C.足球初速度的大小v0=错误!D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ=L2s解析足球位移大小为x==,A错误;根据平抛运动规律有:h=gt2,=v0t,解得v0=,B正确,C错误;足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ==,D错误.7.(多选)以初速度v0=20 m/s从100 m高台上水平抛出一个物体(g 取10 m/s2,不计空气阻力),则( )A.2 s后物体的水平速度为20 m/sB.2 s后物体的速度方向与水平方向成45°角C.每1 s内物体的速度变化量的大小为10 m/sD.每1 s内物体的速度大小的变化量为10 m/s答案ABC解析水平抛出的物体做平抛运动,水平方向速度不变,vx=v0=20 m/s,A项正确;2 s后,竖直方向的速度vy=gt=20 m/s,所以tan θ==1,则θ=45°,B项正确;每1 s内物体的速度的变化量的大小为Δv=gΔt=10 m/s,所以C项正确;物体的运动速度大小为,相同时间内,其变化量不同,D项错误.8.(多选)一条船要在最短时间内渡过宽为100 m的河,已知河水的流速v1与船离河岸的距离x变化的关系如图5甲所示,船在静水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示,则以下判断中正确的是( )图5A.船渡河的最短时间是20 sB.船运动的轨迹可能是直线C.船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2D.船在河水中的最大速度是5 m/s解析船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直时渡河时间最短,即t=s=20 s,A正确;由于水流速度变化,所以合速度变化,船头始终与河岸垂直时,运动的轨迹不可能是直线,B错误;船在最短时间内渡河t=20 s,则船运动到河的中央时所用时间为10 s,水的流速在x=0到x=50 m之间均匀增加,则a1= m/s2=0.4 m/s2,同理x=50 m到x=100 m之间a2= m/s2=-0.4 m/s2,则船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2,C正确;船在河水中的最大速度为v= m/s= m/s,D错误.9.(多选)物体做平抛运动的轨迹如图6所示,O为抛出点,物体经过点P(x1,y1)时的速度方向与水平方向的夹角为θ,则下列结论正确的是( )图6A.tan θ=y12x1B.tan θ=2y1x1C.物体抛出时的速度为v0=x1g2y1D.物体经过P点时的速度vP=gx12+2gy12y1答案BCD解析tan θ==,竖直位移y1=gt2,水平位移x1=v0t,则gt=,v0=,所以tan θ====,B正确,A错误;物体抛出时的速度v0=,而t=,所以v0==x1,C正确;物体竖直方向上的速度为vy =,所以经过P点时的速度vP==,D正确.10.(多选)跳台滑雪是奥运比赛项目之一,利用自然山形建成的跳台进行,某运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图7所示,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则( )图7A.如果v0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,速度方向也不同B.如果v0不同,该运动员落到雪坡时的位置不同,但速度方向相同C.运动员在空中经历的时间是2v0tan θgD.运动员落到雪坡时的速度大小是v0cos θ答案BC解析运动员落到雪坡上时,初速度越大,落点越远;位移与水平方向的夹角为θ,设速度与水平方向的夹角为α,则有tan α=2tan θ,所以初速度不同时,落点不同,但速度方向与水平方向的夹角相同,故选项A错误,B正确;由平抛运动规律可知x=v0t,y=gt2,且tan θ=,可解得t=,故选项C正确;运动员落到雪坡上时,速度v==v0,故选项D错误.故本题选B、C.二、实验题(本题共8分)11.(8分)未来在一个未知星球上用如图8甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图乙所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:图8(1)由以上信息,可知a点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点.(2)由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2.(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s.(4)由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是________m/s.答案(1)是(2)8 (3)0.8 (4)425解析(1)竖直方向上,由初速度为零的匀加速直线运动经过连续相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知,a点为抛出点.(2)由ab、bc、cd水平距离相同可知,a到b、b到c运动时间相同,设为T,在竖直方向有Δh=gT2,T=0.10 s,可求得g=8 m/s2. (3)由两位置间的时间间隔为0.10 s,水平距离为8 cm,x=v0t,得小球平抛的初速度v0=0.8 m/s.(4)b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度,根据速度的合成求b点的合速度,vyb= m/s=0.8 m/s,所以vb== m/s.三、计算题(本题共4小题,共52分,解答时应写出必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)12.(12分)如图9所示,斜面体ABC固定在地面上,小球p从A点静止下滑.当小球p开始下滑时,另一小球q从A点正上方的D点水平抛出,两球同时到达斜面底端的B处.已知斜面AB光滑,长度l=2.5 m,斜面倾角θ=30°.不计空气阻力,g取10 m/s2,求:图9(1)小球p从A点滑到B点的时间.(2)小球q抛出时初速度的大小.答案(1)1 s (2) m/s解析(1)设小球p从斜面上下滑的加速度为a,由牛顿第二定律得:a ==gsin θ①设下滑所需时间为t1,根据运动学公式得l=at12②由①②得t1=③解得t1=1 s④(2)对小球q:水平方向位移x=lcos θ=v0t2⑤依题意得t2=t1⑥由④⑤⑥得v0== m/s.【考点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题【题点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题13.(12分)在一定高度处把一个小球以v0=30 m/s的速度水平抛出,它落地时的速度大小vt=50 m/s,如果空气阻力不计,重力加速度g 取10 m/s2.求:(1)小球在空中运动的时间t;(2)小球在平抛运动过程中通过的水平位移大小x和竖直位移大小y;(3)小球在平抛运动过程中的平均速度大小.答案(1)4 s (2)120 m 80 m (3)10 m/s解析(1)设小球落地时的竖直分速度为vy,由运动的合成可得vt =,解得vy== m/s=40 m/s小球在竖直方向上做自由落体运动,有vy=gt,解得t== s=4 s (2)小球在水平方向上的位移为x=v0t=30×4 m=120 m小球的竖直位移为y=gt2=×10×42 m=80 m(3)小球位移的大小为s== m=40 m由平均速度公式可得== m/s=10 m/s.14.(12分)如图10所示,斜面倾角为θ=45°,从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球(可视为质点),在B点处和斜面碰撞,碰撞后速度大小不变,方向变为水平,经过一段时间在C点再次与斜面碰撞.已知A、B两点的高度差为h,重力加速度为g,不考虑空气阻力.求:图10(1)小球在AB段运动过程中,落到B点的速度大小;(2)小球落到C点时速度的大小.答案(1) (2)10gh解析(1)小球下落过程中,做自由落体运动,设落到斜面B点的速度为v,满足:v2=2gh,解得:v=2gh(2)小球从B到C做平抛运动,设从B到C的时间为t,竖直方向:BCsin θ=gt2水平方向:BCcos θ=vt解得:t=22hg所以C点的速度为vC==10gh15.(16分)如图11所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=1.0 kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25,且与台阶边缘O点的距离s=5 m.在台阶右侧固定了一个圆弧挡板,圆弧半径R =5 m,今以圆弧圆心O点为原点建立平面直角坐标系.现用F=5 N 的水平恒力拉动小物块,已知重力加速度g=10 m/s2.图11(1)为使小物块不能击中挡板,求水平恒力F作用的最长时间;(2)若小物块在水平台阶上运动时,水平恒力F一直作用在小物块上,当小物块过O点时撤去水平恒力,求小物块击中挡板上的位置.答案(1) s (2)x=5 m,y=5 m解析(1)为使小物块不会击中挡板,设拉力F作用最长时间t1时,小物块刚好运动到O点.由牛顿第二定律得:F-μmg=ma1解得:a1=2.5 m/s2匀减速运动时的加速度大小为:a2=μg=2.5 m/s2由运动学公式得:s=a1t12+a2t22而a1t1=a2t2解得:t1=t2= s(2)水平恒力一直作用在小物块上,由运动学公式有:v02=2a1s解得小物块到达O点时的速度为:v0=5 m/s小物块过O点后做平抛运动.水平方向:x=v0t竖直方向:y=gt2又x2+y2=R2解得位置为:x=5 m,y=5 m。