5.4、抛体运动的规律
一、选择题(共16题)
1.关于平抛物体的运动,下列说法中正确的是( )
A.平抛运动不是匀变速运动
B.平抛运动的水平位移只与水平速度有关
C.平抛运动的飞行时间只取决于初始位置的高度
D.平抛运动的速度和加速度方向不断变化
2.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/s
3.如图所示,某一小球以v0=20m/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,g=10m/s2)以下判断中正确的( )
A.小球经过A、B两点间的时间t=2s
B.小球经过A、B两点间的时间t=2s
C.A、B两点间的高度差h=20m
D.A、B两点间的高度差h=40m
4.某物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值tan θ随时间t变化的图象如图所示,则(g取10m/s2)( )
A.第1 s物体下落的高度为1 m
B.第1 s物体下落的高度为10 m
C.物体的初速度是5 m/s
D.物体的初速度是10 m/s
5.如图,不计空气阻力,从 O 点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端 P 处时,速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面 PQ 做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A.撤去斜面,小球仍从 O 点以相同速度水平抛出,落地水平方向位移将变小
B.撤去斜面,小球仍从 O 点以相同速度水平抛出,落地速率将变小
C.撤去斜面,小球仍从 O 点以相同速度水平抛出,落地时间将变大
D.小球在斜面运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重力
6.如图所示是倾角θ=45°的斜坡,小明在在斜坡底端P点正上方高h=1.35m的Q点以速度v0水平向左抛出一个小球A,小球A恰好能以垂直斜坡的速度落在斜坡上,小球被反弹后,速度大小变为原来的0.8倍,再次到达最高点时被小明接住,不计空气阻力和碰撞时间,g取10m/s2,则小球在空中的运动时间为( )
A.0.30s B.0.54s C.0.60s D.0.24s
7.如图所示,以的速度水平抛出的小球,飞行一段时间垂直地撞在倾角的斜面上,g取,以下结论中正确的是( )
A.小球撞击斜面时的速度大小为6m/s
B.小球飞行的时间是
C.小球飞行的水平距离是2m
D.小球下降的高度是
8.如图所示,在斜面底端正上方的点将一小球以的速度水平抛出,与此同时由静止释放斜面顶端的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块,小球和滑块均可视为质点,斜面光滑,倾角为37°,重力加速度取,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则( )
A.小球在空中飞行的时间为0.3s
B.小球抛出点到斜面P点的水平距离为1.0m
C.小球抛出点到斜面底端的竖直高度为1.6m
D.斜面长度为1.98m
9.投壶是“投箭入壶”的简称,是从先秦延续至清末的汉民族传统礼仪和宴饮游戏。若某小孩和大人用小球代替箭,站立在界外, 在同一条竖直线上分别水平投出小球,并都恰好投入同一壶中,则( )
A.小孩投出的小球初速度较小
B.小孩投出的小球发生的位移较小
C.小孩投出的小球在空中运动的时间长
D.大人和小孩投出的小球在空中运动时间一样长
10.如图所示,倾角为 θ 的斜面上有 A、B、C 三点,现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球,三个小球 均落在斜面上的 D 点,今测得 AB∶BC∶CD=5∶3∶1,由此可判断(不计空气阻力)( )
A.图中三小球比较,从 A 处抛出的小球飞行过程速度变化最快
B.A、B、C 处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为 1∶2∶3
C.A、B、C 处三个小球的初速度大小之比为 3∶2∶1
D.A、B、C 处三个小球的运动轨迹可能在空中相交
11.在一次运动会上某运动员在铅球比赛中成绩是,图示为他在比赛中的某个瞬间,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.刚被推出的铅球只受到重力 B.是铅球的位移
C.铅球推出去后速度变化越来越快 D.该运动员两次成绩一样,则铅球位移一定相同
12.如图所示,长木板倾斜放置,倾角为,一个小球在板的上端以大小为的初速度水平抛出,结果小球恰好落在长木板的底端,如果将板的倾角改为,要使小球从板的上端水平抛出后也恰好能落在板的底端,则抛出的初速度大小为( )
A. B. C. D.
13.在倾角为足够长的斜面上,从A点以的速度水平抛出一小球,小球落在B点,如图所示,则以下说法正确的是(g取)( )
A.小球在空中飞行时间为 B.A、B两点距离为
C.小球在空中飞行时距斜面最远 D.若初速度增大为,当小球落到斜面上时速度与水平方向的夹角变小
14.某同学用斜槽做研究平抛物体运动实验,下列操作正确的是( )
A.斜槽末端槽口的切线保持水平
B.固定后的斜槽要竖直
C.使小球多次从斜槽的同一高度由静止释放
D.使小球每次从斜槽的不同高度由静止释放
15.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.初速度大小不变,降低抛出点高度 B.初速度大小不变,提高抛出点高度
C.抛出点高度不变,减小初速度 D.抛出点高度不变,增大初速度
16.以速度v0水平抛出一球,某时刻其竖直分速度等于水平分速度,则下列判断正确的是( )
A.此时竖直分位移等于水平分位移的一半
B.此时球的速度大小为2v0
C.球运动的时间为
D.球运动的位移是
二、填空题
17.A.B.C三个小球从同一竖直线的不同高度处水平抛出,不计空气阻力,落在同一地点.已知初始位置的高度之比为hA: hB:hC=3:2:1,则这三个小球抛出时的初速度大小之比vA:vB:vC=____________.
18.平抛运动可分成:
(1)水平方向的匀速直线运动,其运动规律为:vx=___,x= ______;
(2)竖直方向的自由落体运动,运动规律为:vy=_____,y=________.
19.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)
20.物体被抛出时的速度v0沿斜上方或斜下方时,物体做斜抛运动(设v0与水平方向夹角为θ)。
(1)水平方向:物体做______运动,初速度v0x=______。
(2)竖直方向:物体做竖直上抛或竖直下抛运动,初速度v0y=______如图所示。
三、综合题
21.某同学在高度处的同一位置,连续水平投出两枚“飞镖”,“飞镖”落在水平松软的泥土地面上,落地情况如图所示,第一枚“飞镖”与地面成夹角,第二枚“飞镖”与地面成夹角,且两枚“飞镖”落地间距,取.求:
(1)“飞镖”在空中的飞行时间.
(2)“飞镖”水平投出时距地面的高度.
22.如图所示 ,小球从离地h=5m高、离竖直墙水平距离s=4m处,以 v0=8m/s的初速度向墙水平抛出,不计空气阻力,则小球碰墙点离地面的高度是多少?若要使小球不碰到墙,则它的初速度应满足什么条件?(g=10m/s2)
23.如图所示,从O点分别以水平初速度v1、v2抛出两个小球(未画出,可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A点和B点,已知OA与OB互相垂直,且OA与竖直方向成α角,不计空气阻力,则两小球初速度大小之比v1∶v2为多少?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
试题分析:A、加速度大小和方向不变的运动叫匀变运动,平抛运动的加速度不变,因此属于匀变速运动;错误
B、平抛运动的的水平位移与水平初速度和竖直高度有关;错误
C、有可知,平抛运动的飞行时间只取决于初始位置的高度;正确
D、平抛运动的速度是不断变化的,加速度等于重力加速度,是不变的;错误
故选C
2.D
【详解】
当摩托车刚好跨过壕沟时,水平速度最小,此时水平位移大小为 x=8m,竖直位移大小为 y═0.8m.则竖直方向有: ,可得,
;
水平方向有:,可得:
故选D.
3.D
【详解】
AB.设平抛到A的时间为t1,到B的时间为t2,在A、B点分别满足
解得,,故经过A、B两点的时间间隔为
AB错误;
CD.A、B两点间的高度差
C错误,D正确。
故选D。
4.D
【详解】
物体在竖直方向上自由落体运动,则第1s物体下落的高度为:,故AB错误;根据图象知,第1s末有:,故有:,故C错误,D正确.故选D .
点睛:解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,结合图象理解并能应用.
5.A
【详解】
B.设斜面的高度为h,根据动能定理得
撤去斜面,h不变,落地的速率不变,故B错误;
C.比较小球在斜面上与空中运动的时间。设斜面的倾角为a,由于小球在斜面上运动的加速度为
对其进行分解,竖直分加速度为
则知撤去斜面。落地时间变小,故C错误;
A.由于小球在斜面上竖直分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面下落到地面的竖直分速度小于在空中运动下落至地面的竖直分速度,又有从斜面上下落到地面的速度大小与在空中运动下落至地面的速度大小相等,根据矢量合成原则可知小球从斜面上下落到地面的水平分速度大小大于在空中运动下落至地面的水平分速度大小,由于小球在斜面上水平分加速度为
根据匀变速直线运动的规律
可知小球从斜面上下落到地面的水平位移大小小于在空中运动下落至地面的水平位移大小,故A正确;
D.对于小球和斜面组成的系统,因为小球有沿斜面向下的加速度,故小球在竖直方向上有竖直向下的分加速度,小球处于失重状态,所以小球在斜面上运动的过程中地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重力,故D错误;
故选A。
6.B
【详解】
设小球A垂直落在斜面上时的速度为v,平抛运动的水平位移为x,竖直位移为y;小球B自由落体运动下落高度为h,对小球A将其末速度v按水平方向和竖直方向分解,如图所示:
则竖直方向有
且
水平方向有
即为
且
代入数据联立解得
反弹后速度为
竖直分速度为
到最高点的时间为
小球在空中的运动时间为
故选B。
7.D
【详解】
A.小球撞在斜面上时速度与竖直方向的夹角为37°,则根据速度的分解可得:物体撞击斜面时的速度大小
A错误;
B.小球撞在斜面上时竖直方向的速度
运动时间
B错误;
C.物体飞行的水平距离是
C错误;
D.物体下降的高度
D正确。
故选D。
8.D
【详解】
A.球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面点处击中滑块,则
解得小球在空中飞行的时间
故A错误;
B.小球抛出点到斜面P点的水平距离
故B错误;
C.根据几何关系可得小球抛出点到斜面底端的竖直高度
故C错误;
D.斜面长度
故D正确。
故选D。
9.B
【详解】
ACD.设抛出的小球做平抛运动的初速度为v,高度为h,则下落的时间为
水平方向位移
平抛运动的时间由高度决定,大人的抛出点高,可知大人抛出小球的时间较长,大人抛出的小球运动时间较长,如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等,则小孩投出的小球初速度较大,故ACD错误;
B.位移是物体从初位置指向末位置的有向线段,大人的抛出点高,所以小孩投出的小球发生的位移较小,故B正确。
故选B。
10.C
【详解】
A.三个小球在空中运动时的加速度均为g,则速度变化的快慢相同,选项A错误;
B.斜面上平抛的小球落在斜面上时,速度与初速度之间的夹角α满足:tan α=2tan θ,与小球抛出时的初速度大小和位置无关,即三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1:1:1,故B错误;
C.由于沿斜面AB:BC:CD=5:3:1,故三个小球竖直方向运动的位移之比为9:4:1,运动时间之比为3:2:1;三个小球的水平位移之比为9:4:1,根据x=v0t知,初速度之比为3:2:1.故C正确;
D.三个小球的运动轨迹(抛物线)在D点相交,不会在空中相交,故D错误。
故选C。
11.A
【详解】
A.刚被推出的铅球只受到重力作用,选项A正确;
BD.铅球比赛的成绩是指铅球的落地点到投掷圈外周的位移,并不是铅球的位移,两次成绩一样,但铅球位移不一定相同,选项BD错误;
C.铅球推出去后只受重力作用,加速度为g恒定不变,所以速度变化快慢不变,选项C错误。
故选A。
12.A
【详解】
设板长为L,当倾角为时,小球做平抛运动,则有
当倾角为时,小球做平抛运动,则有
联立解得
故A正确,B、C、D错误;
故选A。
13.C
【详解】
A.小球落在B点,其位移方向与水平方向的夹角为,则
得小球在空中间
故A错误;
B.小球落在B点,其水平位移为
则A、B间的距离
故B错误;
C.当小球的速度方向和斜面平行的时候距离斜面最远,则有
解得
故C正确;
D.由于斜面足够长。所以小球一定落到斜面上,当速度增大时,位移与水平方向的夹角与之前相同。根据平抛运动的规律,速度与水平方向的夹角也与之前相同,故D错误。
故选C。
14.ABC
【详解】
A.实验时要使得斜槽末端槽口的切线保持水平,以保证小球做平抛运动,A正确;
B.固定后的斜槽要竖直,B正确;
CD.使小球多次从斜槽的同一高度由静止释放,以保证到达斜面末端的速度相同,C正确,D错误。
故选ABC。
15.AC
【详解】
小球做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动,则有
水平方向上有
竖直方向上有
可得
小球落在桶的右方,说明水平位移偏大,所以在初速度大小不变的情况下,降低抛出点高度可以使球落在桶中,或者是在抛出点高度不变的情况下,减小初速度,也可以使球落在桶中,BD错误,AC正确。
故选AC。
16.ACD
【详解】
A.竖直分速度等于水平分速度,此时末速度与水平方向的夹角为
末速度的反向延长线必过水平位移的中点,有
所以竖直位移与水平位移之比
A正确;
B.此时球的速度
B错误;
C.时间为
C正确;
D.球运动的位移
D正确。
故选ACD。
17.
【详解】
试题分析:平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,根据h=gt2得:,
根据初始位置的高度之比为hA:hB:hC=3:2:1得:
tA:tB:tC=::1
在水平方向上做匀速直线运动,则x=v0t,而水平位移相等,所以vA:vB:vC=2:3:6
18. ; ; ;
【详解】
(1)由匀速直线运的规律可知:,位移;
(2)根据自由落体运动的规律可知:,位移.
19. 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
20. 匀速直线 v0cosθ v0sinθ
【解析】
略
21.(1)(2)
【详解】
(1)(2)设两枚“飞镖”水平初速度分别为、,平抛高度相同则空中飞行时间相同.
设飞镖在空中的飞行时间为,落地时竖直分速度设为,由平抛运动规律有:
△
联立上述各式代入数据解得:
22.(1)3.75m;(2)
【详解】
(1)设小球飞行时间t碰墙,根据
解得
在时间t内下降距离为
以碰撞点离地高度为
(2)要使小球不碰到墙,则在下落5米时间内水平位移小于4米即可,根据
得
则最大初速度
则初速度
23.tan α,
【详解】
设圆弧半径为R,两小球运动时间分别为t1、t2。根据平抛运动规律有
对球1,水平方向
Rsin α=v1t1
竖直方向
对球2,水平方向
Rcos α=v2t2
竖直方向
联立解得
答案第1页,共2页