5.4抛体运动的规律
一、选择题(共15题)
1.将物体以一定的速度沿水平方向抛出,空气阻力忽略不计称做平抛运动.做平抛运动的物体,在水平方向上通过的最大距离取决于
A.物体下落的高度和受到的重力 B.物体受到的重力和初速度
C.物体下落的高度和初速度 D.物体受到的重力、下落的高度和初速度
2.甲、乙两人从距地面h高处抛出两个小球,甲球的落地点距抛出点的水平距离是乙的2倍,不计空气阻力,为了使乙球的落地点与甲球相同,则乙抛出点的高度可能为 ( )
A.2h B.h C.4h D.3h
3.P与Q两个小球的初始位置在距离地面80 m高的同一条水平线上,相距150 m。同时将两球相向水平抛出,初速度大小分别是vp= 20m/s和vQ= 30m/s。不计空气阻力,重力加速度g取10N/kg2。下列说法中正确的是( )
A.P球先落地 B.Q球先落地
C.两球在空中一定会相碰 D.两球在空中一定不会相碰
4.如图甲所示,投篮游戏是小朋友们最喜欢的项目之一,小朋友站立在水平地面上双手将皮球水平抛出,皮球进入篮筐且不擦到篮筐就能获得一枚小红旗。如图乙所示。篮筐的半径为R,皮球的半径为r,篮筐中心和出手处皮球的中心高度为和,两中心在水平地面上的投影点之间的距离为d。忽略空气的阻力,已知重力加速度为g。设出手速度为v,要使皮球能入框,则下列说法中正确的是( )
A.出手速度大的皮球入框前运动的时间也长
B.速度v只能沿连线方向
C.速度v的最大值为
D.速度v的最小值为
5.2021年1月12日,滑雪战队在崇礼国家越野滑雪中心进行越野滑雪训练。如图所示,整个滑雪轨道在同一竖直平面内,弯曲滑道与倾斜长直滑道平滑衔接,某运动员从高为H的O点由静止滑下,到达A点水平飞出后落到长直滑道上的B点,不计滑动过程的摩擦和空气阻力,设长直滑道足够长,若弯曲滑道的高H加倍,则( )
A.运动员在A点水平飞出的速度加倍
B.运动员在A点飞出后在空中运动的时间加倍
C.运动员落到长直滑道上的速度大小不变
D.运动员落到长直滑道上的速度方向不变
6.t=0时,将一小球从空中水平抛出,不计空气阻力,小球在空中的速度大小v与时间t关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7.将一物体由坐标原点O以初速度v0抛出,在恒力作用下轨迹如图所示,A为轨迹最高点,B为轨迹与水平x轴交点,假设物体到B点时速度为vB ,v0与x轴夹角为α,vB与x轴夹角为,已知OA水平距离x1小于AB水平距离x2,则( )
A.物体从O到A时间大于从A到B时间
B.物体在B点的速度vB大于v0
C.物体在O点所受合力方向指向第一象限
D.α可能等于
8.一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为vt,则它在中运动的时间为( )
A. B. C. D.
9.如图所示为河的横截面示意图.小明先后两次从同一位置以v0、2v0的初速度将石子水平抛出,石子分别落在A点和B点,在空中运动的时间分别是tA、tB.则tA,tB的比可能是
A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.3:4
10.为了研究平抛物体的运动,一名男生和一名女生站在操场的主席台上先后从同一位置,各自向空旷的操场水平同向抛出一个小球,两小球恰好落到操场上的同一点.若男生抛出的小球高度高于女生抛出的小球的高度,则下列说法正确的是( )
A.两小球在空中运动的时间相同
B.女生抛出的小球水平速度大于男生抛出的小球水平速度
C.两小球落地时,速度方向与水平方向的夹角相同
D.两小球落地时,两小球在水平方向的速度相等
11.以10m/s的初速度从距水平地面20m高的塔上水平抛出一个石子,不计空气阻力,取10m/s2,则石子抛出点到落地点位移的大小为( )
A.20m B.30m
C. D.
12.如图所示,斜面底端上方高h处有一小球以水平初速度v0抛出,恰好垂直打在斜面上,斜面的倾角为30°,则关于h和初速度v0的关系,下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
13.如图所示,蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平瞄准它,就在子弹出枪口时,开始逃跑,松鼠可能的逃跑方式有下列四种。在这四种逃跑方式中,松鼠不能逃脱厄运而被击中的是(设树枝足够高,忽略空气阻力)( )
A.自由落下 B.竖直上跳 C.斜向上跳 D.背着枪口,沿AC方向水平跳离树枝
14.如图所示,某人向放在水平地面上正前方的小桶中抛球,球被抛出时的速度沿水平方向,结果球越过小桶落到小桶的后方.为了能把小球抛进小桶中,可能做出的调整为(不计空气阻力)( )
A.抛出点高点不变,增大初速度
B.抛出点高点不变,减小初速度
C.初速度不变,降低抛出点高点
D.初速度不变,增大抛出点高点
15.如图所示,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,在斜面底端的正上方高度为h处平抛一小球A,同时在斜面底端一物块B以某一初速度沿斜面上滑,当其滑到最高点时恰好与小球A相遇.小球A和物块B均视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列判断正确的是
A.物块B沿斜面上滑的初速度为
B.小球A平抛运动下落的高度为
C.小球A在空中平抛运动的时间为
D.小球A水平抛出时的速度为
二、填空题
16.一条水平放置的水管,横截面积,距地面高为.水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出,水落地的位置到管口的水平距离是.则每秒内从管口流出的水的体积为__________.设管口横截面上各处水的速度都相同,取,不计空气阻力.
17.跳台滑雪是利用山势特别建造的跳台所进行的.运动员着专用滑雪板,在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆.如图所示,设某运动员由a点以5m/s的速度沿水平方向跃起,到b点着陆,山坡倾角θ=30°.则运动员在空中飞行的时间为_____s,ab间的距离______m.(不计空气阻力,g取10m/s2)
18.将小球以3m/s的速度水平抛出,它落地时的速度大小为5m/s,则小球在空中运动的时间为___________s。
19.如图,长为的木板倾斜放置,与水平面夹角θ=45°.现有一弹性小球,自与木板上端等高的某处自由释放,小球落到木板上反弹时,速度大小不变,碰撞前后速度方向与木板夹角相等.不计小球与木板碰撞的时间,欲使小球一次碰撞后恰好落到木板底端,则小球释放点距木板上端的水平距离s0=___________;小球落到木板底端前,先后两段运动所用时间之比t1:t2=_______.
三、综合题
20.将一块石子以10m/s的速度从5m的高度水平抛出,石子速度方向与水平面的夹角为,不计空气阻力,取g=10m/s2。求石子:
(1)落地前的运动时间T;
(2)落地时速度的大小v;
(3)在空中运动过程中tanθ随时间t变化的关系式。
21.如图所示,光滑斜面长为a、宽为b、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:
①物体的加速度,
②物体运行的时间,
③入射初速度.
22.如图所示,一小球从距地面h=5m高处水平抛出,初速度v0=10 m/s,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)小球落地时间t;
(2)小球落地点距抛出点水平位移x的大小;
(3)小球落地时速度v的大小.
23.把一小球从离地面h=5m处,以v=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力, (g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度与水平方向的夹角。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
根据:,解得:,则水平方向上的距离为:,可知水平方向上通过的最大距离与物体下落的高度和初速度有关,与物体的重力无关,故C正确,ABD错误.
2.C
【详解】
水平距离
由于在同一高度抛出,所以所用时间相同,则水平速度之比为2:1,为了使落点相同,则时间之比为2:1,因为竖直方向自由落体运动,所以
时间变为2倍,则竖直高度变为4倍,即抛出点的高度可能为4h。
故选C。
3.C
【详解】
AB.两球下落的竖直高度相同,则运动时间相同,则两球同时落地,选项AB错误;
CD.若两球能在空中相碰,则水平方向
解得
t=3s
则下落的竖直高度
两球在空中一定会相碰,选项C正确,D错误。
故选C。
4.C
【详解】
A.平抛运动的时间由下落的高度决定,则进框的皮球运动时间相同,A错误;
B.与连线成一个小的角度投出的皮球也可能进框,B错误;
CD.皮球沿连线的方向投出,并能进框的图示如图,作出皮球中心的运动轨迹,下落的高度为,水平射程分别为和,则投射的最大速度为
最小速度为
C正确,D错误。
故选C。
5.D
【详解】
A.根据可得运动员水平飞出的速度,若H加倍,则水平飞出的速度v变为倍,A错误;
B.运动员从A点飞出后做平抛运动,则
解得,若H加倍,则在空中运动的时间t变为倍,B错误;
CD.运动员落到斜面上的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的2倍,若H加倍,则运动员落到斜面上的速度方向不变,大小为,不变,若H加倍,则运动员落到斜面上的速度大小变为倍,C错误,D正确。
故选D。
6.D
【详解】
小球在水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,则某时刻的速度
故选D。
7.B
【详解】
物体在恒力作用下运动,故可将物体运动分解为水平和竖直方向上的匀变速运动;又有A为轨迹最高点,所以,A点的水平速度为0;O点和B点的竖直高度一致,由匀变速运动规律可知:物体从O到A时间等于从A到B时间,故A错误;已知OA水平距离x1大于AB水平距离x2,且物体从O到A时间等于从A到B时间,那么物体在AB上的平均速度大于在OA上的,所以,由匀变速运动规律可知物体做匀加速运动,加速度方向向右,所以物体在B点的速度vB大于v0,故B正确;由图可知,恒力在竖直方向上的分量方向向下;由A可知,恒力在水平方向上的分量方向向右,所以,恒力方向指向第四象限,则物体在O点所受合力方向指向第四象限,故C错误;由B可知物体在竖直方向上做匀变速运动,在O点和在B点时竖直方向上的分速度大小相等,方向相反;由A可知,物体在O点和在B点时水平方向上的分速度方向相同,vB>v0,所以,α大于β,故D错误;故选B.
8.C
【详解】
根据平行四边形定则得
由
vy=gt
得,运动的时间
故C正确,ABD错误;
故选C。
9.D
【详解】
试题分析:运用假设法,假设河中没有水,斜坡足够长,落在B点的石子落在斜坡上,结合竖直位移和水平位移的关系得出时间之比,从而得出运动时间之比的最小值.结合下降的高度关系得出时间之比的最大值,从而进行判断.
假设河中没有水,斜坡足够长,可知落在B点的石子将落在斜坡上,下落的高度更大,根据得,初速度之比为1:2,则运动的时间比为1;2,由于落在B点的石子下降的高度没有这么大,可知运动的时间之比大于1:2.因为落在A点的高度小于落在B点的高度,根据知,下落的时间之比小于1:1,故D正确.
10.B
【详解】
根据,解得,男生身高较高,男生抛出的小球在空中运动的时间较长,选项A错误;水平速度,水平位移相等,而时间不等,女生时间小,女生抛出的小球水平速度大于男生抛出的小球水平速度,选项B正确;速度与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍,竖直位移不同,水平位移相同,两小球落地时,速度方向与水平方向的夹角不相同,选项C错误;两小球水平速度不变,落地时,两小球在水平方向的速度不相等,选项D错误.
11.C
【详解】
根据平抛运动的分位移公式,有:,,联立解得,,故合位移为,故选C.
12.D
【详解】
将小球刚要打到斜面上的速度沿竖直和水平方向进行分解,则有,,,,由几何关系得,联立解得,因此A、B项错误,图象应是开口向上的抛物线,而图象应是过原点的一条直线,C项错误,D项正确.
13.AD
【详解】
AD.子弹在竖直方向上是自由落体运动,若松鼠做自由落体运动,那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动是一样的,它们始终在一个高度上,所以松鼠一定会被击中,背着枪口,沿AC方向水平跳离树枝这种运动在竖直方向上也是自由落体运动,松鼠同样会被击中,不能逃脱厄运,故AD符合题意;
BC.竖直上和斜向上跳时,在竖直方向上和子弹的运动过程不一样,能逃过厄运,故BC不符合题意。
故选AD。
14.BC
【详解】
设小球平抛运动的初速度为,抛出点离桶的高度为h,水平位移为x,则
平抛运动的时间:,水平位移;
A、为了能把小球抛进小桶中,要减小水平位移x,由上式分析可知,可保持抛出点高度h不变,减小初速度,故A错误,B正确;
C、由上式分析可知,要减小水平位移x,可保持初速度大小不变,减小降低抛出点高度h,故C正确,D错误.
点睛:本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题,关键是要明确小球的运动性质,运用运动的分解方法得到水平位移的表达式.
15.BC
【详解】
A.根据牛顿第二定律得,B上滑的加速度大小
a=gsinθ
B上滑的最大位移为
运动时间
对于A球,有
因为
所以联立得
解得B沿斜面上滑的初速度为
故A错误.
B.物块B沿斜面上滑的高度为
小球A下落的高度为
故B正确.
C.小球A在空中运动的时间
故C正确.
D.小球A水平抛出时的初速度为
联立解得
.
故D错误.
16.
【详解】
根据得.
则水平抛运动的初速度.
流量
故本题答案是:
17. 10/3
【详解】
试题分析:(1)根据得,
运动员在空中飞行的时间.
(2)ab间的距离
18.0.4
【详解】
由速度合成的特点,根据勾股定理可得
则小球在空中运动的时间为
19. 1:2
【详解】
设小球释放点距木板上端的水平距离为h,由于θ=45°,则下落高度为h,根据自由落体运动规律,末速度,也就是平抛运动的初速度,设平抛运动的水平位移和竖直位移分别为x和y,因θ=45°,所以,由平抛运动规律,.联立解得,由题意可知,解得;
由第一段自由落体运动,第二段平抛运动代入可得t1:t2=1:2。
20.(1)1s;(2);(3)
【详解】
(1)根据平抛运动规律有
解得
(2)根据
解得
(3)根据
得
21.(1)物体的加速度为gsinθ;
(2)物体运行的时间为;
(3)入射的速度为.
【详解】
试题分析:(1)以小球为研究对像,进行受力分析如图:
根据牛顿第二定律得:
故物体的加速度为:
(2)物体沿斜面向下做匀加速直线运动,根据得
物体的运动时间为:
(3)物体沿水平方向做匀速直线运动,根据得
物体的入射初速度为:
考点:类平抛运动
22.(1)1s;(2)10m;(3)10m/s
【详解】
(1)由平抛公式 得
(2)水平位移为
(3)落地速度
23.(1)1s;(2)10m;(3)45°
【详解】
(1)根据
解得
(2)小球落地点离抛出点的水平距离为
(3)落地时竖直分速度
则
所以
答案第1页,共2页