平抛运动基础篇(答案版)
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高一物理必修二第五章平抛运动及其规律基础练习题(带参考答案)高一物理第五章一、研究要点平抛运动及其规律1.会用运动合成和分解的方法分析平抛运动。
2.掌握平抛运动的规律,会分析解决生活中的平抛运动问题。
二、研究内容一)平抛运动基本知识1.平抛运动的特征初速度方向,只受重力,属于抛体曲线运动。
2.平抛运动的分解水平方向:匀速直线运动,竖直方向:自由落体运动。
问题1:平抛运动是什么性质的运动?例1:(多选题)关于平抛运动,下列说法正确的是()A.是匀变速运动 B.是变加速运动C.任意两段时间内速度改变不一定相等 D.任意相等时间内的速度改变一定相等练1:(多选题)物体在做平抛运动的过程中,以下的物理量不变的是()A.物体的速度 B.物体的加速度C.物体竖直方向的分速度 D.物体水平方向的分速度问题2:如何研究平抛运动?例2:为了研究平抛物体的运动,可以概括为两点:①水平方向作匀速运动;②竖直方向作自由落体运动。
为了研究平抛物体的运动,可以进行如图1所示的实验。
1)把两个小铁球分别吸在电磁铁C、D上,切断电源,使两个小铁球以相同的初速度从轨道A、B射出,两小铁球能够在轨道B上相碰,这可以说明水平方向作匀速运动。
2)把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上,切断电磁铁C的电源,使一只小球从轨道A射出时碰撞开关S,使电磁铁E断电释放它吸着的小球,两个小球可以在空中相碰。
这可以说明竖直方向作自由落体运动。
练2:如图2所示,在光滑的水平面上有一小球a以初速度v运动,同时刻在它的正上方有小球b也以初速度水平v抛出,并落于c点,则()A.小球a先到达c点B.小球b先到达c点C.两小球同时到达c点D.不能确定二)平抛运动规律1.平抛运动的速度及其方向水平速度vx初速度vx竖直速度vy初速度vygt;合速度v=√(vx²+vy²),速度与水平方向的夹角θ,tanθ=v yvxgt/vx2.平抛运动的位移及其方向水平位移x=vxt;竖直位移y=vyt-1/2gt²;合位移s=√(x²+y²),运动方向与初速度方向相同。
高二物理平抛运动试题答案及解析1.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为2.5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么:(1)照片的闪光频率为________Hz。
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s。
【答案】(1)10 ;(2)0.75【解析】(1)根据,则,则照片的闪光频率为f=1/T=10Hz;(2)小球做平抛运动的初速度的大小为:【考点】研究平抛物体的运动试验。
2.如图所示,质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg,设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s,g取10 m/s2,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是()A.m/s B.5m/sC.4 m/s D.m/s【答案】B【解析】据题意,小球从20m高出向走抛出做平抛运动,落到车上时数值分速度为:,即,此时水平分速度为:,当小球和车相对静止时,据动量守恒定律有:,则小车的速度为:,故选项B正确。
【考点】本题考查动量守恒定律和平抛运动的应用。
3.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A 点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如右图所示.由此可见()A.电场力为2mgB.小球带正电C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等【答案】D【解析】小球在水平方向不受力,所以沿水平方向做匀速直线运动,小球从A到B的运动时间是从B到C的运动时间的2倍,C错;在竖直方向,小球在AB受到的重力是小球在BC所受合力的一半,所以电场力,AB错;小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等,D正确。
【考点】平抛运动电场力4.质量为m=3kg的物体在离地面高度为h=20m处,正以水平速度v=20m/s运动时,突然炸裂成两块,其中一块质量为m1=1kg.仍沿原运动方向以v1=40m/s的速度飞行,炸裂后的另一块的速度大小为______m/s.两块落到水平地面上的距离为______m(小计空气阻力,g取10m/s2).【答案】10 60【解析】物体爆炸前后,由动量守恒定律可知:,代入数据可得:,方向不变.由可知两块物体的下落时间,所以两块物体落地点间的距离为..【考点】考查动量守恒定律和平抛运动规律的应用.5.分如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q,斜坡的倾角为θ,已知该星球的半径为R,引力常量为G。
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.21与抛体运动相关的功能问题(基础篇)一.选择题1.(2020安徽阜阳期末)如图所示,a、b、c分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点,Oa为水平半径,c点和圆心O的连线与竖直方向的夹角a=53°,现从a点正上方的P点由静止释放一质量m=1kg的小球(可视为质点),小球经圆弧轨道飞出后以水平速度v=3m/s通过Q点,已知圆弧轨道的半径R=1m,取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计空气阻力,下列分析正确的是()A. 小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为4.5JB. P、a两点的高度差为0.8mC. 小球运动到c点时的速度大小为4m/sD. 小球运动到b点时对轨道的压力大小为43N【参考答案】AD【名师解析】小球c到Q的逆过程做平抛运动,在c点,则有:小球运动到c点时的速度大小v c==m/s=5m/s,小球运动到c点时竖直分速度大小v cy=v tanα=3×m/s=4m/s 则Q、c两点的高度差h==m=0.8m。
设P、a两点的高度差为H,从P到c,由机械能守恒得mg(H+R cosα)=,解得H =0.65m小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为W =mg[(H+R cosα)-h]=1×10×[(0.65+1×0.6)-0.8]J=4.5J,故A正确,BC错误。
从P到b,由机械能守恒定律得mg(H+R)=小球在b点时,有N-mg=m联立解得N =43N ,根据牛顿第三定律知,小球运动到b 点时对轨道的压力大小为43N ,故D 正确。
【关键点拨】。
采用逆向思维,小球c 到Q 的逆过程做平抛运动,结合平行四边形定则得出小球在c 点的速度和竖直分速度,从而求得Q 、c 两点的高度差。
从P 到c ,由机械能守恒定律求出P 、a 两点的高度差,即可求得小球从P 点运动到Q 点的过程中重力所做的功。
平抛运动实验练习及答案(含三份专题练习)(1)如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球松开,自由下落,A、B两球同时开始运动。
观察到两球同时落地,多次改变小球距地面的高度和打击力度,重复实验,观察到两球落地,这说明了小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动。
(2)如图,将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处由静止同时释放,滑道2与光滑水平板吻接,则将观察到的现象是A、B两个小球在水平面上相遇,改变释放点的高度和上面滑道对地的高度,重复实验,A、B两球仍会在水平面上相遇,这说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
21.[2014·安徽卷] (18分)Ⅰ.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________.a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中yx2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.a bc d图2图3(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0 cm,y2为45.0 cm,A、B两点水平间距Δx为40.0 cm.则平抛小球的初速度v0为________m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0 cm,则小球在C点的速度v C为________m/s(结果保留两位有效数字,g取10 m/s2).21.Ⅰ.D3(1)ac (2)c (3)2.0 4.0[解析] Ⅰ.本题考查“研究平抛物体的运动”实验原理、理解能力与推理计算能力.(1)要保证初速度水平而且大小相等,必须从同一位置释放,因此选项a 、c 正确.(2)根据平抛位移公式x =v 0t 与y =12gt 2,可得y =gx 22v 20,因此选项c 正确. (3)将公式y =gx 22v 20变形可得x =2y g v 0,AB 水平距离Δx =⎝⎛⎭⎫2y 2g -2y 1g v 0,可得v 0=2.0 m/s ,C 点竖直速度v y =2gy 3,根据速度合成可得v c =2gy 3+v 20=4.0 m/s.平抛运动训练1一.不定项选择题1.平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速运动;②竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验,如图所示,用小锤打击弹性金属片,A 球就水平飞出,同时B 球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面.这个实验( )A.只能说明上述规律中的第①条B.只能说明上述规律中的第②条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律2.平抛运动可以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,在同一坐标系中作出两分运动的v-t 图线,如图所示.则以下说法正确的是( ) A.图线1表示水平分运动的v-t 图线B.图线2表示竖直分运动的v-t 图线C.t 1时刻物体的速度方向与初速度方向夹角为45°D.若图线2倾角为θ,当地重力加速度为g ,则一定有tan θ=g3.在研究平抛物体的运动的实验中,为了求平抛物体的初速度,需直接测的数据有( )A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C.运动轨迹上某点P 的水平坐标D.运动轨迹上某点P 的竖直坐标4.如图所示,在研究平抛运动时,小球A 沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落.改变整个装置的高度H 做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地.该实验现象说明了A 球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动5.下列哪些因素会使“研究物体平抛运动”实验的误差增大( )A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端不水平C.建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离点O 较远 6.如右图所示是物体做平抛运动的x-y 图象,物体从O 点抛出,A 、B 、C 分别为其轨迹上的三点,A 、B 、C 三点的水平距离相等,则A 、B 、C 三点的竖直距离之比为()xA .1:1:1B .1:3:5C .1:4:9D .不能确定7.一同学做“研究平抛物体的运动”的实验,只在纸上记下重锤线y 方向,忘记在纸上记下斜槽末端位置,并只在坐标纸上描出如图所示曲线。
平抛运动一、抛体运动1.定义:以一定的速度将物体抛出,物体只受_______作用的运动.2.平抛运动:初速度沿________方向的抛体运动.3.平抛运动的特点(1)初速度沿______方向.(2)只受_______作用.4.平抛运动的性质:加速度为g的_________运动.二、平抛运动的速度和位移1.平抛运动的速度(1)水平方向:不受力,为________运动,v x=v0.(2)竖直方向:只受重力,为__________运动,v y=_________.(3)合速度:大小:v=v x2+v y2=v02+(gt)2;方向:tan θ=vyvx=gtv(θ是v与水平方向的夹角).2.平抛运动的位移(1)水平位移:x=_________.(2)竖直位移:y=12gt2.(3)轨迹:平抛运动的轨迹是一条_________线.【例1】一架装载救援物资的飞机,在距地面500 m的高处,以80 m/s的水平速度飞行.为了使救援物资准确地投中地面目标,飞行员应在距目标水平距离多远的地方投出物资?(不计空气阻力)【答案】800 m【解析】如题图所示,在地面上的观察者看来,从飞机上落下的物资在离开飞机前具有与飞机相同的水平速度. 由于不计空气阻力,物资在离开水平飞行的飞机后做平抛运动.由H=12gt2得物资在空中飞行的时间t=2Hg=2×50010s=10 s设投出物资处距目标的水平距离为x,由于物资在水平方向做匀速运动,则x=vt=80×10 m=800 m即飞行员应在距目标的水平距离为800 m远的地方投出救援物资.【规律总结】研究平抛运动的一般思路(1)把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动.(2)分别运用两个分运动的运动规律去求分速度、分位移等,再合成得到平抛运动的速度、位移等.这种处理问题的方法可以变曲线运动为直线运动,变复杂运动为简单运动,使问题的解决过程得到简化.【例2】如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是( )A.小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长 D.若小球初速度增大,则θ减小【思路点拨】:①通过对落地点的速度分解,分析A、D两个选项.②通过该过程中位移的分解,分析B、C两个选项.【答案】D【解析】如图所示,小球竖直方向的速度为v y=gt,则初速度为v0=gttan θ,选项A错误;平抛运动的时间t=2yg,由高度决定,与初速度无关,选项C错误;位移方向与水平方向的夹角为α,tan α=yx=12gt2vt=gt2v0,tan θ=vyv=gtv,则tan θ=2tan α,但α≠θ2,选项B错误;由于tan θ=gtv,若小球的初速度增大,则θ减小,选项D正确.【规律总结】对两个推论的理解1.推论一:某时刻速度、位移与初速度方向的夹角θ、α的关系为tan θ=2tan α.2.推论二:平抛运动的物体在任意时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点. 【真题链接】【2018·新课标全国III 卷】在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v 和2v的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。
平抛运动(附答案)1.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则()A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定2.质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.质量越大,水平位移越大B.初速度越大,落地时竖直方向速度越大C.初速度越大,空中运动时间越长D.初速度越大,落地速度越大3.一个人水平抛出一小球,球离手时的初速度为v0,落地时的速度是v t,空气阻力忽略不计,下列哪个图象正确表示了速度矢量变化的过程()图4-2-194.(高考广东卷)某同学对着墙壁练习打网球,假定球在墙面上以25m/s的速度沿水平方向反弹,落地点到墙面的距离在10m至15m之间,忽略空气阻力,取g=10m/s2,球在墙面上反弹点的高度范围是()A.0.8m至1.8mB.0.8m至1.6mC.1.0m至1.6mD.1.0m至1.8m5.在高处水平抛出一物体,平抛的初速度为v0,当它的速度方向与水平方向成θ角时,物体的水平位移x与竖直位移y的关系是()A.x=y tanθB.x=2y tanθC.x=y cotθD.x=2y cotθ6.(黄冈第二次模拟)如图4-2-20所示,在一次演习中,离地H 高处的飞机以水平速度v 1发射一颗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v 2竖直向上发射炮弹拦截.设拦截系统与飞机的水平距离为s ,若拦截成功,不计空气阻力,则v 1、v 2的关系应满足()A .v 1=v 2B .v 1=H s v 2C .v 1=H s v 2D .v 1=s H v 27.(江南十校模拟)如图4-2-21所示,某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系,用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板,O 与A 在同一高度,小球的水平初速度分别是v 1、v 2、v 3,打在挡板上的位置分别是B 、C 、D ,且AB ∶BC ∶CD =1∶3∶5,则v 1、v 2、v 3之间的正确关系是()A .v 1∶v 2∶v 3=3∶2∶1B .v 1∶v 2∶v 3=5∶3∶1C .v 1∶v 2∶v 3=6∶3∶2D .v 1∶v 2∶v 3=9∶4∶18.(温州模拟)如图4-2-22所示,从倾角为θ的斜面上的M 点水平抛出一个小球,小球的初速度为v 0,最后小球落在斜面上的N 点,则(重力加速度为g )()A .可求M 、N 之间的距离B .可求小球落到N 点时速度的大小和方向C .可求小球到达N 点时的动能D .可以断定,当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大9.如图4-2-23所示,高为h =1.25m 的平台上,覆盖一层薄冰.现有一质量为60kg 的滑雪爱好者,以一定的初速度v 向平台边缘滑去,着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(重力加速度g 取10m/s 2).由此可知下列各项中错误的是()A .滑雪者离开平台边缘时速度的大小是5.0m/sB .滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC .滑雪者在空中运动的时间为0.5sD .着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W10.如图4-2-24所示,O 点离地面高度为H ,以O 点为圆心,制作一四分之一光滑圆弧轨道,小球从与O 点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出,试求:(1)小球落地点到O 点的水平距离;(2)要使这一距离最大,R 应满足什么条件?最大距离为多少?图4-2-20图4-2-21图4-2-22图4-2-23答案:(1)2R (H -R )(2)R =H 2时,最大距离为H 11.如图4-2-25所示,从H =45m 高处水平抛出的小球,除受重力外,还受到水平风力作用,假设风力大小恒为小球重力的0.2倍,g 取10m/s 2.问:(1)有水平风力与无风时相比较,小球在空中的飞行时间是否相同?如不相同,说明理由;如果相同,求出这段时间?(2)为使小球能垂直于地面着地,水平抛出的初速度v 0为多少?图4-2-25答案:(1)相同3s (2)6m/s12.(广州、肇庆、珠海部分重点中学调研)如图4-2-26所示,在距地面高为H =45m 处,有一小球A 以初速度v 0=10m/s 水平抛出,与此同时,在A 的正下方有一物块B 也以相同的初速度v 0同方向滑出,B 与地面间的动摩擦因数为μ=0.5.A 、B 均可看作质点,空气阻力不计,重力加速度g 取10m/s 2,求:(1)A 球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移;(2)A 球落地时,A 、B 之间的距离.答案:(1)3s30m(2)20m 答案:1D2D3B4A5D6D7C8ABD9D图4-2-24图4-2-26。
高二物理平抛运动试题答案及解析1.一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.则此时小球水平速度与竖直速度之比、小球水平方向通过的距离与在竖直方向下落的距离之比分别为()A.水平速度与竖直速度之比为tanθB.水平速度与竖直速度之比为C.水平位移与竖直位移之比为2tanθD.水平位移与竖直位移之比为【答案】AC【解析】小球撞在斜面上,速度方向与斜面垂直,则速度方向与竖直方向的夹角为θ,则水平速度与竖直速度之比为,故A正确,B错误.水平位移与竖直位移之比,故C正确,D错误。
【考点】考查了平抛运动2.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的前方(如图所示)。
不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛时,他可能作出的调整为()A.增大初速度,抛出点高度变大B.增大初速度,抛出点高度不变C.初速度大小不变,降低抛出点高度D.初速度大小不变,提高抛出点高度【答案】 C,抛出点离桶的高度为h,水平位移为,则平抛【解析】试题分析: 设小球平抛运动的初速度为v运动的时间,水平位移,由上式分析可知,提高抛出点高度h,增大初速度v0.将会增大,不可以把小球抛进小桶中,故A、B错误;速度不变,减小h,水平位移将减小,可以把小球抛进小桶中,故C正确;初速度大小不变,提高抛出点高度,水平位移将增大,不可以把小球抛进小桶中,故D错误。
【考点】平抛运动时,小球3.如图所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端向右平抛一只小球,当初速度为v。
现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球,恰好落到斜面底端,小球的飞行时间为t以下哪个图象能正确表示小球的飞行时间t随v变化的函数关系【答案】C【解析】据题意,设斜面倾角为,小球做平抛运动,运动过程中水平位移为:,竖直位移为:,由于斜面倾角不变,则有:,整理得:,当增加速度,时间与平抛速度成正比;小球落地后,由于高度不变,则小球的平抛运动时间不变;故选项C正确。
曲线运动概念和平抛运动基础训练班级姓名成绩1.关于运动的性质,以下说法中正确的是()A 曲线运动一定是变速运动B 变速运动一定是曲线运动C 曲线运动一定是变加速运动D 运动物体加速度数值和速度数值都不变的运动一定是直线运动2.下列说法正确的是()A 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B 物体在变力作用下有可能做曲线运动C 做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向不在同一直线上D 物体在变力作用下不可能做直线运动3.某物体在足够大的光滑平面上向东运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体将做()A 曲线运动,但加速度方向不变,大小不变,是匀变速运动B 匀变速直线运动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,加速度的大小和方向均改变,是非匀变速曲线运动4.物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动,如果撤去其中的一个力而保持其余的力不变,则物体可能做()A 匀速直线运动B 匀加速直线运动C 匀减速直线运动D 曲线运动5.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是()A 速率B 速度C 加速度D 合外力6.物体在力F1、F2、F3共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去力F1,则物体的运动情况是()A 必沿着F1的方向做匀加速直线运动 B 必沿着F1的方向做匀减速直线运动C 不可能继续做直线运动D 可能做直线运动,也可能做曲线运动7.运动物体所受的合外力为零时,物体做运动;如果合外力不为零,合外力的方向与速度方向在同一直线上,物体就做运动;如果合外力不为零,合外力的方向与速度方向不在同一直线上,物体就做运动。
8.关于运动的合成,下列说法中正确的是()A 合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B 两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动C 只要两个分运动是直线运动,那么合运动也一定是直线运动D 两个分运动的时间一定与它们合运动的时间相等9.火车站内的自动扶梯用30s时间可把站在梯上的人由地面送到楼上,若电梯不开动,人沿梯上楼需60s,则此人仍按原速沿着开动的扶梯向上走,则从地面到楼上所需时间为()A 45sB 20sC 15sD 30s10.关于不共线的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说法正确的是 ( ) A 一定是直线运动 B. 一定是曲线运动 C. 可能是直线,也可能是曲线运动 D .以上答案都不对 11..某人以一定速率垂直河岸向对岸游去,当水流运动是匀速时,他所游过的路程、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 12.如图所示,木块在水平桌面上移动的速度是v ,跨过滑轮的绳子向下移动的速度是___ ___(绳与水平方向之间的夹角为α)13.河宽420m ,船在静水中的速度为4m/s ,水流速度是3m/s ,则过河的最短时间为 s ,最小位移是 m 。
第4节 抛体运动的规律【知识要点】1、分解平抛运动的理论依据上节的实验探究得到了这样的结论:平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动,水平方向的分运动是匀速直线运动。
这个结论还可从理论上得到论证:物体以一定初速度v 水平抛出后,物体只受到重力的作用,方向竖直向下,根据牛顿第二定律,物体的加速度方向与所受合外力方向一致,大小为a =mg/m =g ,方向竖直向下;由于物体是被水平抛出的,在竖直方向的初速度为零。
所以,平抛运动的竖直分运动就是自由落体运动。
而水平方向上物体不受任何外力作用,加速度为零,所以水平方向的分运动是匀速直线运动,速度大小就等于物体抛出时的速度v 。
2、平抛物体的规律如图4-1所示,以物体水平抛出时的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x 轴的正方向,竖直向下的方向为y 轴的正方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时。
(1)位移:水平方向的分运动x =vt竖直方向的分运动y =12 gt 2(2)轨迹:从以上两式中消去t ,可得y =22vg x 2y =22v g x 2是平抛运动物体在任意时刻的位置坐标x 和y 所满足的方程,我们称之为平抛运动的轨迹方程。
(3)速度:水平分速度v x =v ,竖直分速度v y =gt根据运动的合成规律可知物体在这个时刻的速度(即合速度)大小v =22222t g v v v y x +=+设这个时刻物体的速度与竖直方向的夹角为θ,则有tan?θ=xy v v =vgt 。
3、对平抛运动的进一步讨论(1)飞行时间:由于平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动,有221gt h =,gh t 2=即平抛物体在空中的飞行时间取决于下落高度h ,与初速度v 0无关。
(2)水平射程:由于平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动,故平抛物体的水平射程即落地点与抛出点间的水平距离x =v t =vgh 2 即水平射程与初速度v 和下落高度h 有关,与其他因素无关。
平抛运动试题一、选择题:1.如图1所示,在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动,同时刻在它的正上方有小球b也以v0初速度水平抛出,并落于c点,则( )A .小球a先到达c点B .小球b先到达c点C .两球同时到达c点D .不能确定2.一个物体从某一确定的高度以v0的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为vt, 那么它的运动时间是( )A .g v v t 0-B .g v v t 20-C .gv v t 222- D .g v v t 202-3.如图2所示,为物体做平抛运动的x-y图象.此曲线上任意一点P (x ,y )的 速度方向的反向延长线交于x 轴上的A 点,则A 点的横坐标为( ) A.0.6xB.0.5xC.0.3xD.无法确定4.下列关于平抛运动的说法正确的是( )A. 平抛运动是非匀变速运动B. 平抛运动是匀速运动 图2C. 平抛运动是匀变速曲线运动D. 平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的5.将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出后落在同一水平面上,已知甲和乙抛射点的高度相同,乙和丙抛射速度相同。
下列判断中正确的是( )A. 甲和乙一定同时落地B. 乙和丙一定同时落地C. 甲和乙水平射程一定相同D. 乙和丙水平射程一定相同6.对平抛运动的物体,若g 已知,再给出下列哪组条件,可确定其初速度大小( ) A .水平位移 B .下落高度C .落地时速度大小和方向D .落地位移大小和方向7. 关于物体的平抛运动,下列说法正确的是( )A. 由于物体受力的大小和方向不变, 因此平抛运动是匀变速运动;B. 由于物体速度的方向不断变化, 因此平抛运动不是匀变速运动;C. 物体的运动时间只由抛出时的初速度决定,与高度无关;D.平抛运动的水平距离由抛出点的高度和初速度共同决定.8. 把甲物体从2h 高处以速度V 水平抛出,落地点的水平距离为L,把乙物体从h 高处以速度2V 水平抛出,落地点的水平距离为S,比较L 与S,可知( )A.L=S/2 ;B. L=2S;C.L S =12; D.L S =2 . 9.以速度v 0水平抛出一小球,如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等,以下判断正确的是( )A .此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小B .此时小球的速度大小为2 v 0C .小球运动的时间为2 v 0/gD .此时小球速度的方向与位移的方向相同10.物体在平抛运动过程中,在相等的时间内,下列哪个量是相等的( ) A.位移 B.加速度C.平均速度D.速度的增量图1二、填空题:11.如图3所示的演示实验中,A 、B 两球同时落地,说明 。
1、如图所示是乒乓球发射器示意图,发射口距桌面高度为0.45 m,假定乒乓球水平射出,落在桌面上与发射口水平距离为2.4 m的P点,飞行过程中未触网,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则( )A.球下落的加速度逐渐变大B.球从发射口到桌面的时间为0.3 sC.球从发射口射出后速度不变 D.球从发射口射出的速率为8 m/s2、如图所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度v a和v b沿水平方向抛出,经时间t a和t b后落到与两抛出点水平距离相等的P点,若不计空气阻力,则( )A.t a>t b,v a<v b B.t a>t b,v a>v b C.t a<t b,v a<v b D.t a<t b,v a>v b3、如图所示,在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟,壕沟两侧的高度差为0.8 m,水平距离为8 m,则运动员跨过壕沟的初速度至少为(取g=10 m/s2)( )A.0.5 m/s B.2 m/s C.10 m/s D.20 m/s4、如图所示,一质点做平抛运动先后经过A、B两点,到达A点时速度方向与水平方向的夹角为30°,到达B点时速度方向与水平方向的夹角为60°.(1)求质点在A、B位置的竖直分速度大小之比;(2)设质点的位移AB与水平方向的夹角为θ,求tan θ的值.1:33325、“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏,游戏规则是:游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈,落下后套中前方的物体,所套即所得。
如图1所示,小孩站在界外抛出圈圈并套取前方一物体,若大人也抛出圈圈并套取前方同一物体,则( )A.大人站在小孩同样的位置,以小点的速度抛出圈圈B.大人站在小孩同样的位置,以大点的速度抛出圈圈C.大人退后并下蹲至与小孩等高,以大点的速度抛出圈圈D.大人退后并下蹲至与小孩等高,以小点的速度抛出圈圈6、平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动,在同一坐标系中作出这两个分运动的vt图线,如图4所示。
若平抛运动的时间大于2t1,下列说法中正确的是( )A.图线2表示水平分运动的vt图线B.t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为30°C.t1时间内的竖直位移与水平位移之比为1∶2D.2t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为60°7、在地球表面某高度处以一定的初速度水平抛出一个小球,测得水平射程为x,在另一星球表面以相同的水平速度抛出该小球,需将高度降低一半才可以获得相同的水平射程。
忽略一切阻力。
设地球表面重力加速度为g,该星球表面的重力加速度为g′,则g/g′为( )A.1/2 B.2)2 C.2 D.28、物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切tan θ随时间t的变化图象是图甲中的( B )。
9、从某一高度处水平抛出一物体,它着地时速度是50 m/s,方向与水平方向成53°。
取g=10 m/s2,cos 53°=0.6,sin 53°=0.8,求:(1)抛出点的高度和水平射程。
80 120(2)抛出后3 s末的速度大小。
30跟2(3)抛出后3 s内的位移大小。
45跟510、如图所示,某轰炸机在一次对敌作战中执行作战任务时,在某一高度沿直线匀速飞行,一共释放3颗炸弹。
若相邻两颗炸弹释放的时间间隔相同,不计空气阻力,则某一时刻在飞行员看来这3颗炸弹在空中分布的情形为下图中的( C )。
11、在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地。
若不计空气阻力,则()。
A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定12、一个物体以速度v0水平抛出,落地时速度的大小为2v0,不计空气的阻力,重力加速度为g,则物体在空中飞行的时间为( 跟3倍v0/g )。
13、如图所示,水平屋顶高H=5 m,围墙高h=3.2 m,围墙到房子的水平距离L=3 m,围墙外空地宽x =10 m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上,g取10 m/s2.求:(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围;(2)小球落在空地上的最小速度.(1)5 m/s≤v0≤13 m/s (2)5跟5m/s14、光滑水平面上,一个质量为2 kg的物体从静止开始运动,在前5 s受到一个沿正东方向、大小为4 N的水平恒力作用;从第5 s末开始改为正北方向、大小为2 N的水平恒力作用了10 s,求物体在15 s 内的位移和15 s末的速度大小及方向.10根号2m/s,方向东北 25根号下29m15、如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( )A.a的飞行时间比b的长 B.b和c的飞行时间相同C.a的水平初速度比b的小 D.b的水平初速度比c的大16、水平抛出的小球,t 秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1,t +t 0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2,忽略空气阻力,重力加速度为g ,则小球初速度的大小为( ) A .gt 0(cos θ1-cos θ2) B.gt0(cos θ1-cos θ2) C .gt 0(tan θ1-tan θ2) D.gt0/(tan θ2-tan θ1)17、做平抛运动的物体,在落地前的最后1 s 内,其速度方向由跟竖直方向成60°角变为跟竖直方向成45°角,求物体抛出时的速度大小和高度。
23.2 m/s 27.5 m18、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,运动轨迹如图甲中虚线所示。
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 .θtan 21 D .θtan 119、如图所示,小球以v 0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t 为(重力加速度为g )( )A .v 0tan θ B.2v0/tan θg C.v0/cot θg D.2v0/cot θg20、如图所示,以10 m/s 的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,g 取10 m/s 2,这段飞行所用的时间为( ) A.2)3 s B.3)3 s C.跟3 s D .2 s22、如图所示,一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O 点水平飞出,经过3 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(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8;g 取10 m/s 2).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;(3)运动员从O 点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间. (1)A 点与O 点的距离L 为75m .(2)运动员离开O 点时的水平速度大小为20m/s . (3)1.5s .23、如图所示,小球从离地h =5 m 高,离竖直墙水平距离x =4 m 处水平抛出,不计空气阻力,(取g =10 m/s 2)则:(1)若要使小球碰不到墙,则它的初速度应满足什么条件?(2)若以v 0=8 m/s 的初速度向墙水平抛出小球,碰撞点离地面的高度是多少?(1)若要使小球不碰到墙,则它的初速度应满足v0≤4m/s .(2)小球碰撞点离地面的高度是3.75m .24、如图所示,在斜面顶端的A 点以速度v 平抛一小球,经t 1时间落到斜面上B 点处,若在A 点将此小球以速度0.5v 水平抛出,经t 2时间落到斜面上的C 点处,以下判断正确的是( )A .AB ∶AC =2∶1 B .AB ∶AC =4∶1 C .t 1∶t 2=4∶1D .t 1∶t 2=2∶125、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60°,重力加速度为g ,则小球抛出时的初速度为( )A.23gR B. 23gR C. 233gR D.33gR26、如图所示,在竖直面内有一个以AB 为水平直径的半圆,O 为圆心,D 为最低点.圆上有一点C,且∠COD=60°.现在A 点以速率v 1沿AB 方向抛出一小球,小球能击中D 点;若在C 点以某速率v 2沿BA 方向抛出小球时也能击中D 点.重力加速度为g,不计空气阻力.下列说法正确的是( ) A.圆的半径为R=B.圆的半径为R=C.速率v 2=v 1D.速率v 2=v 127、如图所示,AB 为半圆环ACB 的水平直径,C 为环上的最低点,环半径为R.一个小球从A 点以速度v 0水平抛出,不计空气阻力.则下列判断正确的是( )A.要使小球掉到环上时的竖直分速度最大,小球应该落在C 点B.即使v 0取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同C.若v 0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环D.无论v 0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环28、如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,ab 为沿水平方向的直径。
若在a 点以初速度v 0沿ab 方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c 点。
已知c 点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径。
29、如图所示,光滑斜面长为b ,宽为a ,倾角为θ,一物块沿斜面左上方顶点P 水平射入,而从右下方顶点Q 离开斜面,求入射初速度。
30、亚运会男篮决赛过程中,王治郅为了避免韩国的抢断,弹地传球给队员刘炜.假设王治郅将篮球以v 0=5 m/s 的速率从离地面高h=0.8 m 处水平抛出,球与地面碰后水平方向的速度变为与地面碰前瞬间水平速度的4/5,球与地面碰后竖直方向的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的3/4,刘炜恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球,篮球与地面碰撞作用的时间极短(可忽略不计),不计空气阻力,g=10 m/s 2,求: (1)球与地面相碰前瞬间速度大小;(2)王治郅抛球位置与刘炜接球位置之间的水平距离是多少? (1)球与地面相碰前瞬间速度大小是 跟41m/s(2)王治郅抛球位置与刘炜接球位置之间的水平距离是3.2m。