北京市第三十五中学抛体运动单元测试卷 (word版,含解析)
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。
O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为30°,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为()A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR 【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图所示,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A.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【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.3.不可伸长的轻绳通过定滑轮,两端分别与甲、乙两物体连接,两物体分别套在水平、竖直杆上。
控制乙物体以v=2m/s的速度由C点匀速向下运动到D点,同时甲由A点向右运动到B点,四个位置绳子与杆的夹角分别如图所示,绳子一直绷直。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则下列说法正确的是()A.甲在A点的速度为2m/sB.甲在A点的速度为2.5m/sC.甲由A点向B点运动的过程,速度逐渐增大D.甲由A点向B点运动的过程,速度先增大后减小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB.将甲的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度,设该速度为v绳,根据平行四边形定则得,B 点的实际速度cos53B v v =︒绳同理,D 点的速度分解可得cos37D v v =︒绳联立解得cos53cos37B D v v ︒=︒那么,同理则有cos37cos53A C v v ︒=︒由于控制乙物体以2m s v =的速度由C 点匀速向下运动到D 点,因此甲在A 点的速度为1.5m s A v =,AB 错误;CD .设甲与悬点连线与水平夹角为α,乙与悬点连线与竖直夹角为β,由上分析可得cos cos A C v v αβ=在乙下降过程中,α角在逐渐增大,β角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C 正确,D 错误。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A .α的值B .小球的初速度v 0C .小球在空中运动时间D .小球初动能 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设初速度v 0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A 点斜抛至至最高点时,设水平位移为x 1,竖直位移为y 1,由最高点至碰撞点D 的平抛过程Ⅱ中水平位移为x 2,竖直位移y 2。
A 点抛出时:0sin x v v β=(2)10cos y v v β=(3)2112y v y g=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sin x v v β=不变,斜面倾角θ=45°,20tan 45sin y x x v v v v β===(5)2222y y y g=(6)()222012cos sin 2v y y y gββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan 90222tan y x v y x v ββ==-=(8) 由(8)变形化解:2011cos sin 2tan v x y gβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:22022sin 2tan 45v x y gβ==(10)()2012sin sin cos v x x x gβββ+=+=总(11) =tan45yx ∆总故=y x ∆总即2sin sin cos βββ-=-(12)由此得1tan 3β=19090arctan 3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出; 故选:A 。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。
O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为30°,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为()A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR 【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,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A.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【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()A6m/s22m/sv<<B.22m/s 3.5m/s<≤vC2m/s6m/s<<v<<D6m/s23m/sv【答案】A【分析】 【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2112h gt =,得 1880.4s 0.32s 10d t g ⨯=== 水平位移14x d = 则平抛的最大速度111m/s 22m/s 0.32x v t === 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2212h gt =,得 260.24s dt g== 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度222m/s 6m/s 0.24x v t === 所以速度范围6m/s 22m/s v <<故A 正确。
故选A 。
【点睛】对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。
3.如图所示,一根长木杆ab 两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO 上,已知杆与水平地面之间的夹角为θ=53°,a 点到地面的距离为12m 。
从竖直墙壁上距地面8m 的c 点以水平速度v 0射出一颗小石子,小石子运动的轨迹恰好与ab 杆相切(重力加速度g 取10m/s 2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),则小石子射出时的水平初速度为( )A .10m/sB .5C 352D 3102m/s【解析】 【分析】 【详解】将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向,如图所示在垂直于杆的运动方向上10sin 0.8v v v θ==在垂直于杆的方向的加速度1cos 0.6g g g θ==由题可知,减速到零时的,恰好与杆相碰,则211cos 2v ac g θ=整理得035m/s v =故选B 。
一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m ,一小球以水平速度v 飞出,欲打在第四台阶上,则v 的取值范围是( )A 6m/s 22m/s v <<B .22m/s 3.5m/s v <≤C 2m/s 6m/s v <<D 6m/s 23m/s v <<【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2112h gt =,得 1880.4s 0.32s 10d t g ⨯=== 水平位移14x d = 则平抛的最大速度1112m/s 0.32x v t === 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2212h gt =,得 260.24s dt g== 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度2226m/s 0.24x v t === 所以速度范围6m/s 22m/s v <<故A 正确。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan 90222tan y x v y x v ββ==-=(8) 由(8)变形化解:2011cos sin 2tan v x y gβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:22022sin 2tan 45v x y gβ==(10)()2012sin sin cos v x x x gβββ+=+=总(11) =tan45yx ∆总故=y x ∆总即2sin sin cos βββ-=-(12)由此得1tan 3β=19090arctan 3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出; 故选:A 。
2.如图所示,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A .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 【答案】A 【解析】 【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x 和v y 恒定,则v 合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A 项正确.3.一小船在静水中的速度为3m/s ,它在一条河宽150m 、水流速度为4m/s 的河流中渡河,则该小船( ) A .能到达正对岸 B .渡河的时间不少于50sC .以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD .以最短位移渡河时,位移大小为150m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
抛体运动练习题(打印版)一、选择题(每题5分,共20分)1. 在不考虑空气阻力的情况下,抛体运动的轨迹是:A. 直线B. 抛物线C. 椭圆D. 双曲线2. 抛体运动的水平分速度和竖直分速度之间的关系是:A. 相等B. 互为相反数C. 互为垂直D. 互为正比3. 抛体运动的竖直分速度在运动过程中:A. 保持不变B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 先增大后减小4. 抛体运动的射程与初速度的关系是:A. 初速度越大,射程越小B. 初速度越大,射程越大C. 初速度越大,射程不变D. 初速度越大,射程先增大后减小二、填空题(每题5分,共20分)1. 抛体运动的轨迹方程为:\( y = \frac{1}{2}gt^2 - \frac{v_0 \sin \theta}{g}t + h_0 \),其中 \( g \) 代表重力加速度,\( v_0 \) 代表初速度,\( \theta \) 代表抛射角度,\( t \) 代表时间,\( h_0 \) 代表初始高度。
2. 抛体运动的射程 \( R \) 可以通过公式 \( R = \frac{v_0^2\sin 2\theta}{g} \) 计算,其中 \( v_0 \) 代表初速度,\( \theta \) 代表抛射角度,\( g \) 代表重力加速度。
3. 当抛射角度为 \( 45^\circ \) 时,抛体运动的射程 \( R \) 达到最大值,此时 \( R = \frac{v_0^2}{g} \)。
4. 抛体运动的竖直分速度 \( v_y \) 可以通过公式 \( v_y = v_0 \sin \theta - gt \) 计算,其中 \( v_0 \) 代表初速度,\( \theta \) 代表抛射角度,\( g \) 代表重力加速度,\( t \) 代表时间。
三、计算题(每题15分,共40分)1. 假设一个物体以 \( 20 \text{ m/s} \) 的初速度,以\( 30^\circ \) 的角度抛射,求该物体的射程。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan90222tanyxvyx vββ==-=(8)由(8)变形化解:211cos sin2tanvx ygβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:2222sin2tan45vx ygβ==(10)()212sin sin cosvx x xgβββ+=+=总(11)=tan45yx∆总故=y x∆总即2sin sin cosβββ-=-(12)由此得1tan3β=19090arctan3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出;故选:A。
2.如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为30°和60°,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4【答案】C【解析】【分析】【详解】A球在空中做平抛运动,落在斜面上时,有212tan302A AA Agty gtx vt v︒===解得2tan30Avtg︒=同理对B有2tan60Bvtg︒=由此解得:tan30:tan601:3A Bt t=︒︒=故选C。
一、初二物理 物体的运动实验易错压轴题(难)1.下图为一声速测量仪器的使用说明书和实验装置图,阅读并回答问题.(1)若把铜铃放在甲、乙的中点,则液晶显示屏的示数________.(2)一同学将铜铃放到甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,则铜铃离甲越远,液晶显示屏的数值________(选填“变大”、“变小”或“不变”).(3)一同学想验证声速与气体内部压力的关系,把铜铃固定放在甲的左边,并与甲、乙在一条直线上,然后在甲、乙之间加压,发现液晶显示屏的数值变小,则声速随气体压力的增大而________.A .变大B .变小C .不变D .无法判断(4)如图中,已知s 1=20 cm ,s 2=80 cm ,液晶显示屏上显示:1.875,则此时声速约为________m/s .【来源】2018-2019学年苏科版初二物理上册 第一章 声现象 习题巩固练习【答案】为零 不变 A 320【解析】【分析】【详解】(1)液晶屏显示甲、乙接收到信号的时间差,放在中点时,声音传播的距离相等,用时相等,所以时间差为零,即液晶显示屏的示数为零.(2)设甲与铜铃的距离为s 1,甲、乙相距为s 2,铜铃放到甲的左边,则1212s s s s t v v v+=-= 因此s 1增大,△t 不变,液晶屏显示数值不变. (3)设甲与铜铃的距离为s 1,甲、乙相距为s 2.1212s s s s t v v v +=-=,增加压力时△t 变小,由于s 2不变,根据s v t=知,速度v 变大. (4)如题图中所示,显示的时间差为:21s s t v v =-,所以(8020)cm 320m /s 1.875msv -==. 【点睛】 重点是速度公式的应用,注意理解液晶屏显示数值是两接收器收到声音的时间差,利用好此差值,则题目可解.2.小明和同学取两张等大的同型号圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形如图甲所示,再将它们做成图乙所示的两个锥角不同的大小纸锥,进行纸锥下落快慢的研究。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,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A.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【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.2.某人划船横渡一条河流,已知船在静水中的速率恒为v1,水流速率恒为v2,且v1>v2.他以最短时间方式过河用时T1,以最短位移方式过河用时T2.则T1与T2的比值为()A.12vv B.21vv C12212v v-D22121v v-【答案】D【解析】【分析】【详解】河水流速处处相同大小为v2,船速大小恒为v1,且v1>v2。
设河宽为d,以最短位移过河时,所用时间为T2,则有2dT 以最短时间T 1过河时,有11dv T = 联立解得121T T 选项D 正确,ABC 错误。
故选D 。
3.在光滑水平面上,有一质量为m 的质点以速度0v 做匀速直线运动。
t =0时刻开始,质点受到水平恒力F 作用,速度大小先减小后增大,运动过程中速度最小值为012v 。
质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程经历的时间为t ,发生位移的大小为x ,则判断正确的是( )A .02mv t F=B.04t F =C.204x F=D.28x F=【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .在t =0时开始受到恒力F 作用,加速度不变,做匀变速运动,若做匀变速直线运动,则最小速度可以为零,所以质点受力F 作用后一定做匀变速曲线运动。
设恒力与初速度之间的夹角是θ,最小速度100sin 0.5v v v θ==解得sin 0.5θ=设经过t 质点的速度最小,将初速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解,故在沿恒力方向上有0cos30-0Fv t m︒= 解得2t F=故AB 错误;CD .垂直于恒力F 方向上发生的位移2 03(sin)4mvx vθtF==沿力F方向上发生的位移222003311()()228mv mvFy atm F===位移的大小为2220218mvs x yF=+=故D正确,C错误;故选D。
一、选择题1.一条船在静水中的速度为4m/s ,它要渡过一条40m 宽的大河,河水的流速为3m/s ,则下列说法错误的是( ) A .船可以垂直于河岸航行 B .船渡河的速度有可能为5m/s C .船到达对岸的最短时间为8s D .船到达对岸的最短距离为40m C解析:CA .将船在静水中速度沿着水流方向分解,若等于水流速度,则船将垂直到达对岸,所以A 正确,不符合题意;B .根据速度的合成可知,船的合速度范围为1m/s 7m/s v <<,船渡河的速度有可能为5m/s ,所以B 正确,不符合题意;C .当以静水中的速度垂直河岸过河的时候,渡河时间最短,则min 40 s 10s 4c d t v === 所以C 错误,符合题意;D .将船在静水中速度沿着水流方向分解,若等于水流速度,则船将垂直到达对岸,此时船到达对岸的位移最短,最短位移大小为河宽40m ,所以D 正确,不符合题意; 故选C 。
2.如图所示,小船船头始终垂直于河岸行驶,且船速保持不变。
从A 点出发行驶至B 点,小船轨迹如图所示。
则下列说法正确的是( )A .河岸中心水速最大B .船可能做匀速运动C .水速将影响渡河时间,水速越大,渡河时间越短D .改变船速方向不会影响渡河时间A 解析:AAB .根据轨迹,船在中心合速度方向接近水速方向,说明河中心水速较大。
因为距河岸不同水速不同,所以小船的合速度大小变化,不可能做匀速运动。
A 正确,B 错误; C .过河时间只与垂直河岸的分速度有关,而水速不影响该分速度,所以水速不影响过河时间,只影响到达对岸的位置。
C 错误;D .改变船速方向,将会改变垂直河岸的分速度大小,会影响过河时间。
D 错误。
故选A 。
3.如图所示,小球自足够长的斜面上的O 点水平抛出,落至斜面时速度与斜面方向的夹角用α表示,不计空气阻力,对小球在空中的运动过程以下说法正确的是( )A .初速度越大,α角越大B .初速度越大,α角越小C .运动时间与初速度成正比D .下落的高度与初速度成正比C 解析:CAB .根据平抛运动的推论tan 2tan αθ=由于不管初速度大小,只要小球落在斜面上即位移的夹角θ不变,则α角也保持不变,所以AB 错误; CD .由平抛运动规律有tan 2y gt x v θ== 解得02tan v t gθ=由上式可知运动时间与初速度成正比,下落高度与运动时间的平方成正比,则下落的高度与初速度平方成正比,所以C 正确;D 错误; 故选C 。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,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A.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【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.2.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90︒角),此过程中下述说法中正确的是()A.重物M做匀速直线运动B .重物M 先超重后失重C .重物M 的最大速度是L ω,此时杆水平D .重物M 的速度先减小后增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ACD .设C 点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C 点的线速度为c v L ω=该线速度在绳子方向上的分速度为1v1cos v L ωθ=θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以1v 逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL ;然后,θ又逐渐增大,1v 逐渐变小,绳子的速度变慢。
所以知重物的速度先增大后减小,且最大速度为ωL ,此时杆是与绳垂直,而不是水平的,故ACD 错误;B .上面的分析得出,重物的速度先增大后减小,所以重物M 先向上加速后向上减速,即先超重后失重,故B 正确。
故选B 。
【点睛】解决本题的关键在于掌握运动的合成与分解,把C 点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳的方向,沿绳方向的分速度等于重物的速度。
3.不可伸长的轻绳通过定滑轮,两端分别与甲、乙两物体连接,两物体分别套在水平、竖直杆上。
北京市第三十五中学期末精选单元测试卷 (word 版,含解析)一、第一章 运动的描述易错题培优(难)1.雨滴从高空由静止开始下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零(整个过程其加速度方向不变),在此过程中雨滴的运动情况是( ) A .速度一直保持不变B .速度不断增大,加速度为零时,速度最大C .速度不断减小,加速度为零时,速度最小D .速度的变化率越来越小 【答案】BD 【解析】 【分析】根据加速度的方向与速度方向的关系,判断雨滴的速度是增大还是减小,速度的变化率等于加速度,结合加速度的变化判断速度的变化率变化. 【详解】A 、B 、C 、雨滴下落过程中,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,速度仍然增大,当加速度减小为零,雨滴做匀速直线运动,此时速度达到最大,故A 错误,B 正确,C 错误.D 、速度的变化率等于加速度,加速度减小,则速度的变化率减小,故D 正确. 故选BD. 【点睛】解决本题的关键知道当加速度方向与速度方向相同,雨滴做加速运动,当加速度方向与雨滴方向相反,雨滴做减速运动.2.一个质点做变速直线运动的v-t 图像如图所示,下列说法中正确的是A .第1 s 内与第5 s 内的速度方向相反B .第1 s 内的加速度大于第5 s 内的加速度C .OA 、AB 、BC 段的加速度大小关系是BC OA AB a a a >>D .OA 段的加速度与速度方向相同,BC 段的加速度与速度方向相反 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .第1s 内与第5s 内的速度均为正值,方向相同,故A 错误;B .第1 s 内、第5 s 内的加速度分别为:2214m/s 2m/s 2a == 22504m/s 4m/s 1a -==- 1a 、5a 的符号相反,表示它们的方向相反,第1s 内的加速度小于于第5 s 内的加速度,故B 错误;C .由于AB 段的加速度为零,故三段的加速度的大小关系为:BC OA AB a a a >>故C 正确;D .OA 段的加速度与速度方向均为正值,方向相同;BC 段的加速度为负值,速度为正值,两者方向相反,故D 正确; 故选CD 。
一、选择题1.关于平抛运动的性质,以下说法正确的是( )A .变加速运动B .匀变速运动C .匀速率曲线运动D .不可能是两个直线运动的合运动 2.2021年央视春节晚会采用了无人机表演。
现通过传感器获得无人机水平方向速度x v 、竖y v (取竖直向上为正方向)与飞行时间的关系如图所示,则下列说法正确的( )A .无人机在1t 时刻上升至最高点B .无人机在2t 时刻处于超重状态C .无人机在10~t 时间内沿直线飞行D .无人机在13~t t 时间内做匀变速运动 3.如图所示,小船船头始终垂直于河岸行驶,且船速保持不变。
从A 点出发行驶至B 点,小船轨迹如图所示。
则下列说法正确的是( )A .河岸中心水速最大B .船可能做匀速运动C .水速将影响渡河时间,水速越大,渡河时间越短D .改变船速方向不会影响渡河时间4.小明在楼顶将一小铁球由静止释放,经3s 小铁球落地;然后小明将另一完全相同的小铁球以2m/s 的速度水平抛出,不计空气阻力,g =10m/s 2,下列说法正确的是( ) A .小明所在楼顶的高度约为90mB .水平抛出的小铁球落地时的速度大小为30m/sC .水平抛出的小铁球落地点到抛出点的水平距离为6mD .小铁球落地前1s 内竖直方向上的位移为50m5.如图所示,在倾角为37°足够长的斜面顶端处,一小球以与斜面成30°角的初速度v 抛出,小球最终落在斜面上。
不计空气阻力,sin37°=0.6,重力加速度为g ,则从抛出小球到小球与斜面的距离最大时,小球飞行时间t 为( )A.54vgB.23vgC.58vgD.45vg6.质量为m=3kg的质点,静止在O点,且以O点为坐标原点建立一直角坐标系,t=0时刻在质点上施加一沿x轴正方向的外力F x=6N,t1=2s时不改变外力的大小,仅将外力的方向变为沿y轴正方向,再经过t2=2s的时间撤走外力。
则在4s的时间内()A.质点的运动轨迹可能为一条直线B.4s末质点的坐标为(12m、4m)C.t2=2s的时间质点的位移大小为4m D.4s末质点的速度大小为8m/s7.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向篮板方向水平移动一小段距离,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v0,同时减小抛射角θB.减小抛射速度v0,同时减小抛射角θC.增大抛射角θ,同时减小抛出速度v0D.增大抛射角θ,同时增大抛出速度v08.河宽为420m,水流速度大小为4m/s,船在静水中的速度为3m/s,则船过河最短的时间为()A.140s B.105s C.84s D.60s9.如图所示,水平固定的半球形容器,其球心为O点,最低点为B点,A点在左边的内壁上,C点在右边的内壁上,从容器的边缘向着球心以初速度v0平抛一个小球,抛出点及O、A、B、C点在同一个竖直面内,则()A.v0大小适当时可以垂直打在A点B.v0大小适当时可以垂直打在B点C.v0大小适当时可以垂直打在C点D.一定不能垂直打在容器内任何一个位置10.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4m/s,则船从A点开出的最小速度为()A.2m/s B.2.4m/sC.3m/s D.3.5m/s11.一快艇要从岸边某一不确定位置处最快到达河中离岸边100m远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度v x图象和水流的速度v y图象如图甲、乙所示,则下列说法中正确的是A.快艇的运动轨迹为直线B.快艇应该从上游60m处出发C.最短时间为10sD.快艇的船头方向应该斜向上游12.如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B 2C.2tD.4t13.曲线运动是自然界更为普遍的运动形式,下面关于曲线运动的一些说法中,正确的是()A.物体只要受到变力的作用,就会做曲线运动B.物体在方向不变的外力作用下一定会做直线运动C.物体所受合外力方向不断变化,则一定会做曲线运动D.物体在大小不变的外力作用下必做匀变速直线运动14.同一水平线上相距L的两位置沿相同方向水平抛出相同的两小球甲和乙,两球在空中相遇,运动轨迹如图所示。
北京市第三十五中学化学化学第五章 抛体运动 的专项培优练习题(一、选择题1.关于平抛运动的性质,以下说法中正确的是( )A .变加速运动B .匀加速运动C .匀速率曲线运动D .不可能是两个直线运动的合运动2.如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M 点运动到N 点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体从M 点到N 点的运动过程中,物体的速度将( )A .不断增大B .不断减小C .先增大后减小D .先减小后增大 3.质量为2kg 的质点在x-y 平面上做曲线运动,在x 方向的速度图象和y 方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是( )A .质点的初速度为3 m/sB .2s 末质点速度大小为6 m/sC .质点做曲线运动的加速度为3m/s 2D .质点所受的合外力为3 N4.如图所示,若质点以初速度v 0正对倾角为θ=37°的斜面水平抛出,要求质点到达斜面时位移最小,则质点的飞行时间为 ( ).A .034v gB .038v gC .083v gD .043v g5.如图物体正沿一条曲线运动,此时物体受到的合力方向,下面四个图中一定错误的是()A.B.C.D.6.甲、乙、丙三船在同一河流中渡河,船头和水流方向如图所示,已知三船在静水中的速度均大于水流速度v0,则A.甲船可能垂直到达对岸B.乙船可能垂直到达对岸C.丙船可能垂直到达对岸D.都不可能垂直到达对岸7.在“探究平抛物体的运动规律”的实验中,已备有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台、还需要的器材有()A.停表B.天平C.重垂线D.弹簧测力计8.从O点抛出A、B、C三个物体,它们做平抛运动的轨迹分别如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度v A、v B、v C的关系和三个物体在空中运动的时间t A.、t B、t C的关系分别是()A.v A.>v B>v C,t A.>t B>t C B.v A.<v B<v C,t A.=t B=t CC.v A.<v B<v C,t A.>t B>t C D.v A.>v B>v C,t A.<t B<t C9.如图所示的曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹,质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等,已知曲线AB段长度大于BC段长度,则下列判断正确的是()A.该质点做非匀变速运动B.该质点在这段时间内可能做加速运动C .两段时间内该质点的速度变化量相等D .两段时间内该质点的速度变化量不等10.如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P 处,其速度方向恰好沿斜面方向,然后沿斜面无摩擦滑下,下列选项中的图象是描述物体沿x 方向和y 方向运动的速度-时间图象,其中正确的是( )A .B .C .D .11.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,小球A 可视为质点,装置静止时轻质细线AB 水平,轻质细线AC 与竖直方向的夹角37θ︒=,已知小球的质量为m ,细线AC 长L ,B 点距C 点的水平和竖直距离相等。
装置BO 'O 能以任意角速度绕竖直轴O 'O 转动,且小球始终在BO 'O 平面内,那么在ω从零缓慢增大的过程中( )(g 取10m/s 2,sin370.6︒=,cos370.8︒=)A .两细线张力均增大B .细线AB 中张力先变小,后为零,再增大C .细线AC 中张力先不变,后增大D .当AB 中张力为零时,角速度可能为54g L【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】AB .当静止时,受力分析如图所示由平衡条件得T AB =mg tan37°=0.75mg T AC =cos37mg=1.25mg若AB 中的拉力为0,当ω最小时绳AC 与竖直方向夹角θ1=37°,受力分析如图mg tan θ1=m (l sinθ1)ωmin 2得ωmin 54g l当ω最大时,由几何关系可知,绳AC 与竖直方向夹角θ2=53°mg tan θ2=mωmax 2l sin θ2得ωmax =53g l所以ω取值范围为54g l ≤ω≤53g l绳子AB 的拉力都是0。
由以上的分析可知,开始时AB 是拉力不为0,当转速在54g l ≤ω≤53gl时,AB 的拉力为0,角速度再增大时,AB 的拉力又会增大,故A 错误;B 正确;C .当绳子AC 与竖直方向之间的夹角不变时,AC 绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力,所以绳子的拉力绳子等于1.25mg ;当转速大于54gl后,绳子与竖直方向之间的夹角增大,拉力开始增大;当转速大于53gl后,绳子与竖直方向之间的夹角不变,AC 上竖直方向的拉力不变,水平方向的拉力增大,则AC 的拉力继续增大;故C 正确; D .由开始时的分析可知,当ω取值范围为54g l ≤ω≤53g l时,绳子AB 的拉力都是0,故D 正确。
北京市第三十五中学化学化学第五章抛体运动的专项培优练习题(及答案一、选择题1.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下,当小车匀速向右运动时,绳中拉力().A.大于A所受的重力B.等于A所受的重力C.小于A所受的重力D.先大于A所受的重力,后等于A所受的重力2.小船横渡一条河,船头开行方向始终与河岸垂直.若小船相对水的速度大小不变时,小船的一段运动轨迹如图所示,则河水的流速()A.由A到B水速一直增大B.由A到B水速一直减小C.由A到B水速先增大后减小D.由A到B水速先减小后增大3.如图物体正沿一条曲线运动,此时物体受到的合力方向,下面四个图中一定错误的是()A.B.C.D.4.如图所示,一个物体在O点以初速度v开始作曲线运动,已知物体只受到沿x轴方向的恒力F的作用,则物体速度大小变化情况是()A.先减小后增大B.先增大后减小C.不断增大D.不断减小5.下列四个选项的图中实线为河岸,河水的流速u方向如图中箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,已知船在静水中速度大于水速,则其中正确是()A.B.C.D.6.在“探究平抛物体的运动规律”的实验中,已备有下列器材:有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台、还需要的器材有()A.停表B.天平C.重垂线D.弹簧测力计7.如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮.现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀加速向右运动,则蜡块的轨迹可能是( )A.直线P B.曲线Q C.曲线R D.无法确定8.光滑水平面上有一直角坐标系,质量m=4 kg的质点静止在坐标原点O处.先用沿x 轴正方向的力F1=8 N作用了2 s;然后撤去F1,并立即用沿y轴正方向的力F2=24 N作用1 s,则质点在这3 s内的轨迹为图中的( ).A .B .C .D .9.如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M 点运动到N 点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体从M 点到N 点的运动过程中,物体的速度将( )A .不断增大B .不断减小C .先增大后减小D .先减小后增大10.如图,斜面与水平面之间的夹角为45°,在斜面底端A 点正上方高度为6 m 处的O 点,以1 m/s 的速度水平抛出一个小球,飞行一段时间后撞在斜面上,这段飞行所用的时间为(210/g m s ) ( )A .0.1 sB .1 sC .1.2 sD .2 s11.如图所示,半径为R 的半球形碗竖直固定,直径AB 水平,一质量为m 的小球(可视为质点)由直径AB 上的某点以初速度v 0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR ,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g ,则初速度v 0大小应为( )A gRB 2gRC 3gRD .gR12.如图所示,水平固定半球形的碗的球心为O点,最低点为B点.在碗的边缘向着球心以速度v0水平抛出一个小球,抛出点及 O、B点在同一个竖直面内,下列说法正确的是()A.v0大小适当时小球可以垂直打在B点左侧内壁上B.v0大小适当时小球可以垂直打在B点C.v0大小适当时小球可以垂直打在B点右侧内壁上D.小球不能垂直打在碗内任何一个位置13.如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动,当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球A.竖直方向速度大小为cosvθB.竖直方向速度大小为sinvθC.竖直方向速度大小为tanvθD.相对于地面速度大小为v14.如图是一种创新设计的“空气伞”,它的原理是从伞柄下方吸入空气,然后将空气加速并从顶部呈环状喷出形成气流,从而改变周围雨水的运动轨迹,形成一个无雨区,起到传统雨伞遮挡雨水的作用。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A .α的值B .小球的初速度v 0C .小球在空中运动时间D .小球初动能 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设初速度v 0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A 点斜抛至至最高点时,设水平位移为x 1,竖直位移为y 1,由最高点至碰撞点D 的平抛过程Ⅱ中水平位移为x 2,竖直位移y 2。
A 点抛出时:0sin x v v β=(2)10cos y v v β=(3)2112y v y g=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sin x v v β=不变,斜面倾角θ=45°,20tan 45sin y x x v v v v β===(5)2222y y y g=(6)()222012cos sin 2v y y y gββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan 90222tan y x v y x v ββ==-=(8) 由(8)变形化解:2011cos sin 2tan v x y gβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:22022sin 2tan 45v x y gβ==(10)()2012sin sin cos v x x x gβββ+=+=总(11) =tan45yx ∆总故=y x ∆总即2sin sin cos βββ-=-(12)由此得1tan 3β=19090arctan 3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出; 故选:A 。
一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M ,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O 点处,在杆的中点C 处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M ,C 点与O 点距离为L ,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90︒角),此过程中下述说法中正确的是( )A .重物M 做匀速直线运动B .重物M 先超重后失重C .重物M 的最大速度是L ω,此时杆水平D .重物M 的速度先减小后增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ACD .设C 点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C 点的线速度为c v L ω=该线速度在绳子方向上的分速度为1v1cos v L ωθ=θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以1v 逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL ;然后,θ又逐渐增大,1v 逐渐变小,绳子的速度变慢。
所以知重物的速度先增大后减小,且最大速度为ωL ,此时杆是与绳垂直,而不是水平的,故ACD 错误;B .上面的分析得出,重物的速度先增大后减小,所以重物M 先向上加速后向上减速,即先超重后失重,故B 正确。
故选B 。
【点睛】解决本题的关键在于掌握运动的合成与分解,把C 点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳的方向,沿绳方向的分速度等于重物的速度。
3.一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型,以水平速度v 1从O 点抛出小球,正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,洞口处于斜面上的P 点,OP 的连线正好与斜面垂直;当以水平速度v 2从O 点抛出小球,小球正好与斜面在Q 点垂直相碰。
不计空气阻力,重力加速度为g ,下列说法正确的是( )A .小球落在P 点的时间是1tan v g θB .Q 点在P 点的下方C .v 1>v 2D .落在P 点的时间与落在Q 点的时间之比是122v v【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .以水平速度v 1从O 点抛出小球,正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,此时位移垂直于斜面,由几何关系可知1112112tan 12v t vgt gt θ== 所以112tan v t g θ=A 错误;BC .当以水平速度v 2从O 点抛出小球,小球正好与斜面在Q 点垂直相碰,此时速度与斜面垂直,根据几何关系可知22tan v gt θ=即22tan v t g θ=根据速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍,可知Q 点在P 点的上方,21t t <,水平位移21x x >,所以21v v >,BC 错误;D .落在P 点的时间与落在Q 点的时间之比是11222t v t v =,D 正确。
故选D 。
4.如图所示,在固定的斜面上A 、B 、C 、D 四点,AB=BC=CD 。
三个相同的小球分别从A 、B、C三点以v1、v2、v3的水平速度抛出,不计空气阻力,它们同时落在斜面的D点,则下列判断正确的是()A.A球最后才抛出B.C球的初速度最大C.A球离斜面最远距离是C球的三倍D.三个小球落在斜面上速度方向与斜面成30︒斜向右下方【答案】C【解析】【详解】A.设球在竖直方向下降的距离为h,三球水平抛出后,均做平抛运动,据212h gt=可得,球在空中飞行的时间2htg=所以A球在空中飞行时间最长,三球同时落在斜面的D点,所以A球最先抛出,故A项错误;B.设球飞行的水平距离为x,三球水平抛出后,球在水平方向做匀速直线运动,则球的初速度3tan302hx ghvt t︒===C球竖直下降的高度最小,则C球的初速度最小,故B项错误;C.将球的运动分解成垂直于斜面和平行于斜面可得,球在垂直斜面方向的初速度和加速度分别为sin30v v⊥=︒,cos30a g⊥=︒当球离斜面距离最远时,球垂直于斜面的分速度为零,球距离斜面的最远距离222sin30322cos30vvd ha g⊥⊥︒===︒A球在竖直方向下降的距离是C球的三倍,则A球离斜面最远距离是C球的三倍,故C项正确;D.三球水平抛出,最终落在斜面上,则2012tan30gt v t=︒ 设球落在斜面上速度方向与水平面成α角,则tan y v gt v v α==解得2tan 2tan3033α=︒=所以球落在斜面上速度方向与水平面夹角不是60︒,即球落在斜面上速度方向与斜面不是成30︒斜向右下方,故D 项错误。
5.如图所示,从倾角θ=37°的斜面上方P 点,以初速度v 0水平抛出一个小球,小球以10m/s 的速度垂直撞击到斜面上,过P 点作一条竖直线,交斜面于Q 点,则P 、Q 间的距离为(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g =10m/s 2)( )A .5.4mB .6.8mC .6mD .7.2m【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设小球垂直撞击到斜面上的速度为v ,竖直速度为v y ,由几何关系得0sin 37cos37y v v v v︒=︒=解得0sin 376m/s cos378m/sy v v v v =︒==︒=设小球下落的时间为t ,竖直位移为y ,水平位移为x ,由运动学规律得,竖直分速度y gt =v解得t =0.8s212y gt=水平方向x v t=设P、Q间的距离为h,由几何关系得tan37h y x=+︒解得h=6.8m选项B正确,ACD错误。
故选B。
6.某人划船横渡一条河流,已知船在静水中的速率恒为v1,水流速率恒为v2,且v1>v2.他以最短时间方式过河用时T1,以最短位移方式过河用时T2.则T1与T2的比值为()A.12vv B.21vv C12212v v-D22121v v-【答案】D【解析】【分析】【详解】河水流速处处相同大小为v2,船速大小恒为v1,且v1>v2。
设河宽为d,以最短位移过河时,所用时间为T2,则有22122dv vT-以最短时间T1过河时,有11dvT=联立解得2212121v vTT-选项D正确,ABC错误。
7.一群小孩在山坡上玩投掷游戏时,有一小石块从坡顶水平飞出,恰好击中山坡上的目标物。
若抛出点和击中点的连线与水平面成角α,该小石块在距连线最远处的速度大小为v ,重力加速度为g ,空气阻力不计,则( )A .小石块初速度的大小为cos vαB .小石块从抛出点到击中点的飞行时间为sin v gαC .抛出点与击中点间的位移大小为22sin v gαD .小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角也为α 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .石块做的是平抛运动,当石块与连线的距离最远时,石块的速度与山坡斜面平行,所以把石块的速度沿水平和竖直方向分解,水平方向上可得0cos vv α=即为平抛运动的初速度的大小,选项A 正确;BC .设抛出点与击中点间的距离为L ,则由平抛运动的规律得 水平方向上0cos L v t α=竖直方向上21sin 2L gt α=由以上两个方程可以解得232sin cos v L g αα=22sin cos v t g αα=选项BC 错误;D .小石块击中目标时,竖直分速度22sin cos y v v gt αα==则击中目标时速度方向与水平方向的夹角22sintan2tancosyv vvαβαα===所以小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角不等于α,选项D错误。
故选A。
8.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下,当小车匀速向右运动时,绳中拉力().A.大于A所受的重力B.等于A所受的重力C.小于A所受的重力D.先大于A所受的重力,后等于A所受的重力【答案】A【解析】【详解】绳与小车的结点向右匀速运动,此为合运动,可把它按如图所示进行分解.其中v1为绳被拉伸的速度,v1=v cos θA上升的速度v A与v1大小相等,即v A=v1=v cos θ随着车往右运动,θ角减小,故v A增大,即A物体加速上升,加速度竖直向上,由牛顿第二定律得,绳中拉力T=mg+ma>mg故A正确,BCD错误。
故选A.9.如图所示,固定斜面AO、BO与水平面夹角均为45°。
现从A点以某一初速度水平抛出一个小球(可视为质点),小球恰能垂直于BO落在C点,若OA=6m,则O、C的距离为()A.22m B2mC.2m D.3m【答案】C【解析】【详解】ABCD.以A点为坐标原点,AO为y轴,垂直于AO为x轴建立坐标系,x轴正方向斜向上,y轴正方向斜向下,分解速度和加速度,则小球在x轴上做初速度为22v,加速度为22g的匀减速直线运动,末速度刚好为零,运动时间0vtg=;在y轴上做初速度为022g的匀加速直线运动,末速度0022222Cyv v gt v=+=利用平均速度公式得位移关系00022(2)22::3:122v t tOA OC==则12m3OC OA==综上所述,ABD错误C正确。
故选C。
10.如图所示,水平面上有一汽车A,通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B,使物体B 匀速向右运动,物体B与地面的动摩擦因数为0.6,当拉至图示位置时,两绳子与水平面的夹角分别为α、β,二者速度分别为A v和B v,则()A .汽车向右做减速运动B .若图示位置αβ<,则A B v v <C .β从30°到60°的过程中组子对B 的拉力越来越小D .β从30°到60°的过程中绳子对B 的拉力的功率越来越小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A. A 、B 两物体的速度分解如图:由图可知,A A v v cos α=绳B B v v cos β=绳 A B v v =绳绳物体B 匀速向右运动,所以β增大,A B v v =绳绳减小,又α减小,cos α增大,所以A v 减小,即汽车向右做减速运动,选项A 正确; B.若图示位置αβ<,则A B v v <,选项B 正确;C.β从30°到60°的过程中绳子对B 的拉力先减小后增大,选项C 错误;D.因为β从30°到60°的过程中B 的摩擦力减小,故绳子对B 的拉力的功率减小。