1.3平抛运动 达标作业(解析版)
一、选择题
1.从地面上方某点,将一小球以5m/s 的初速度沿水平方向抛出,小球经过2s落地,不计空气阻力。g取10m/s2,则抛出后2s内的水平距离是( )
A.5 m B.10m C.15m D.20m
2.如图所示,园林工人在静止水车上的同一位置,通过控制出水速率浇灌路边树木的树根处和树冠处,水从水枪口喷出,速率分别为、,喷射到、两处所需时间分别为、,水在空中的运动可视为平抛运动,下列说法正确的是( )
A., B.,
C., D.,
3.分别以、水平抛出的、两物体,其轨迹如图所示,从抛出至碰到水平台面的时间分别为、,则( )。
A. B. C. D.
4.2020年11月24日凌晨2时23分,我国探月工程嫦娥五号卫星成功发射,开启人类首次在真空环境下的月球“挖土”之旅。经过23天,运行38万公里飞行,于2020年12月17日1时50分,返回到地球,完成人类探测器首次在月球背面取样的壮举。假设嫦娥五号携带的机器人探测器在月球表面上做了一系列实验。其中做的力学实验数据如下:在距月球表面2.7m高处,将质量为0.4kg的小球以5m/s的初速度水平抛出,落在月面上时水平距离为9m。将小球水平抛出的同时,在同一位置将质量为2g的羽毛由静止释放。羽毛在空中下落的时间约为( )
A.0.73s B.1.8s C.2.3s D.2.8s
5.如图所示,将一个物体从坐标原点O以速度水平抛出,下落h高度后到水平地面上P点,现将此物体以的速度仍从坐标原点O水平抛出,抛出过程均不计空气阻力,则和原来相比( )
A.平抛运动的时间变为原来的一半
B.平抛运动的时间变为原来的2倍
C.从抛出到落地过程速度的变化量变为原来的一半
D.从抛出到落地过程速度的变化量变与原来的相同
6.小球以初速度水平抛出,忽略空气阻力,落地前瞬间的速度大小为v,重力加速度取g,对整个运动过程中,下列选项正确的是( )
A.小球速度的改变量为 B.小球运动的时间为
C.小球实际发生的位移为 D.小球下落的高度为
7.做平抛运动的物体在空中运动的时间( )
A.仅由下落的高度决定
B.仅由抛出时的速度决定
C.由下落的高度和抛出时的速度共同决定
D.与下落的高度和抛出时的速度都无关
8.在不同的高度,先后沿同一方向水平抛出、两个飞镖,两飞镖落地时的速度方向相同,的水平位移是的两倍,若抛出时的高度为,抛出时的高度为,不计空气阻力,则( )
A. B.
C. D.
9.“套圈圈”是老少皆宜的游戏,如图,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度、抛出圈圈,都能套中地面上同一目标。设圈圈在空中运动时间分别为t1、t2,则( )
A.t1>t2 B.
C.t1=t2 D.
10.如图所示,一半圆柱体放在地面上,横截面半径为R,圆心为O,在半圆柱体的右侧B点正上方离地面高为2R处的A点水平向左抛出一个小球,小球恰好能垂直打在半圆柱体上,小球从抛出到落到半圆柱体上所用的时间为t,重力加速度为g,则小球抛出的初速度大小为( )
A. B.
C. D.
11.如图,离地面高h=0.8m处有甲、乙两个小球,甲以初速度v0水平射出,同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面下滑,若甲、乙同时到达地面,g=10m/s2,则v0的大小是( )
A.1m/s B.m/s C.2m/s D.m/s
12.如图所示是投掷飞镖游戏的示意图,O点距水平地面的高度为h,竖直靶板与O点的距离为x,不计空气阻力。当投掷者从O点以某一速度向右水平掷出飞镖时,飞镖打在靶上距地面高度为的C点。现将竖直靶板向右移动,仍以相同速度从O点水平掷出飞镖,飞镖打在靶上的位置应该是( )
A.打在C点 B.打在地面与C点之间
C.恰好打在靶板与地面的交点处 D.不能打在靶板上
13.如图,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的初速度比b的小 D.b的初速度比c的大
14.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出。第一只球飞出时的初速度为,落在自己一方场地点后,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的A点处,如图所示。第二只球飞出时的初速度为,直接擦网而过,也落在A点处。设球与地面碰撞时没有能量损失,且不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
15.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.运动方向发生变化的运动一定是曲线运动
B.任何复杂的曲线运动轨迹的弯曲方向都跟物体所受的合外力的方向有关
C.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
D.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
二、解答题
16.如图所示,小茗同学利用专业级别的无人机玩“投弹”游戏。该无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,小球释放点到水平地面的距离,不计空气阻力。求:
(l)小球下落的时间t;
(2)小球落地瞬间的速度v;
(3)小球释放点与落地点之间的水平距离x。
17.一个质点以10m/s的初速度从5m的高度水平抛出。(忽略空气阻力,取g=10m/s2)
(1)经多长时间落地?
(2)落地速度的大小为多少?
参考答案
1.B
【详解】
平抛运动水平方向做匀速直线运动,则抛出后2s内的水平距离
故选B。
2.D
【详解】
根据
解得
因为
则
根据
可知
故选D。
3.C
【详解】
根据
可知
因为则
由于
则
故选C。
4.B
【详解】
根据平抛运动的特点,小球在空中飞行的时间
解得
由平抛运动的特点,羽毛与小球由同一高度释放,又在真空环境下,故羽毛在空中下落的时间与小球相同。故B正确。
故选B。
5.D
【详解】
AB.由平抛运动的规律
可知平抛运动的时间不变,故AB错误;
CD.物体做平抛运动,根据
可知,由于下落时间不变,故物体从抛出到落地过程速度的变化量变与原来的相同,故C错误,D正确。
故选D。
6.D
【详解】
A.小球速度的改变量即小球竖直方向的末速度
A错误;
B.小球运动的时间为
B错误;
CD.小球水平位移为
竖直位移为
实际发生的位移为
联立解得
C错误,D正确。
故选D。
7.A
【详解】
平抛运动在竖直方向做自由落体运动,则有
得
则知做平抛运动的物体在空中运动的时间仅由下落的高度决定,BCD错误,A正确。
故选A。
8.A
【详解】
设,两飞镖的水平位移分别为,,两飞镖落地时的速度方向相同,则平抛过程的位移方向相同,则
得到
BCD错误,A正确。
故选A。
9.A
【详解】
AC.平抛运动在竖直方向做自由落体运动,由公式
可得
故A正确,C错误;
BD.平抛运动在水平方向做匀速直线运动,由题意可知,水平方向位移相等,则
又
可得
故BD错误。
故选A。
10.A
【详解】
由题意及平抛运动的规律知,小球打在半圆柱体上时速度方向的延长线过圆心,反向延长线过水平位移的中点
设小球运动过程中下落的高度为y,水平位移为x,则
解得
故选A。
11.B
【详解】
由水平射出的甲可求出运动的时间
对于乙,由牛顿第二定律
斜面的长度
联立解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
12.C
【详解】
飞镖打在靶上距地面的C点时有
得
初速度为
现将竖直靶板向右移动,若飞镖落地,则在空中运动的时间为
此过程中水平方向的位移为
则将竖直靶板向右移动,则飞镖恰好打在靶板与地面的交点处,故C正确,ABD错误。
故选C。
13.BD
【详解】
AB.b、c的高度相同,大于a的高度,根据
得
知b、c的运动时间相同,a的飞行时间小于b的时间,故A错误,B正确;
C.因为a的飞行时间短,但是水平位移大,根据
知,a的水平速度大于b的水平速度,又因为平抛的水平分运动为匀速直线运动,初速度与水平速度相等,所以a的初速度大于b的初速度,故C错误;
D.b、c的运动时间相同,b的水平位移大于c的水平位移,则b的初速度大于c的初速度,故D正确。
故选BD。
【点睛】
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移。
14.AD
【详解】
AB.两球被击中后均做平抛运动,根据平抛运动的规律可知,两球从被击中至各自第一次落地时间相等,由题图可知,两球从击出至第一次落地的水平射程之比为
则两球飞出时的初速度之比为
故A正确,B错误;
CD.第一只球落地后反弹做斜抛运动,根据斜抛运动的对称性可知,DB段的逆过程和OB段是相同的平抛运动,则两只球下落相同高度后,水平距离为
根据
得
又
则
又
可得
解得
故D正确,C错误。
故选AD。
15.BD
【详解】
A.如果作往复运动,运动方向发生180°的变化,物体仍然可以做直线运动,A错误;
B.由曲线运动的物体,受力的方向总是指向曲线运动凹侧,因此曲线运动轨迹的弯曲方向跟物体所受的合外力的方向有关,B正确;
C.将两个匀变速直线运动的初速度合成起来,两个加速度也合成起来,当合加速度与合初速度在一条直线上时,做匀变速直线运动,如果不在一条直线上,则物体做匀变速曲线运动,C错误;
D.由平抛运动概念知,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,D正确。
故选BD。
16.(1)3s;(2)50m/s,方向与竖直方向夹角为53°;(3)120m
【详解】
(1)根据运动学公式可得
解得
(2)小球落地瞬间的竖直分速度大小为
根据速度的合成可得
v的方向与竖直方向的夹角为
(3)小球在水平方向做匀速直线运动在,则
17.(1)1s;(2)10m/s
【详解】
(1)由平抛运动的性质,竖直高度决定飞行时间由
则
代入数据计算得出
(2)由(1)可得落地时竖直方向的速度
则落地时的速度为
带入数据计算得出