第3章 抛体运动
【单元质量评估】
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1.关于运动和力,下列说法中正确的是( )
A.物体受到恒定合外力作用时,一定做匀速直线运动
B.物体受到变化的合外力作用时,速度大小一定变化
C.物体做曲线运动时,合外力方向一定与速度方向垂直[来源:21世纪教育网
D.所有做曲线运动的物体,所受的合外力一定与速度方向不在一条直线上21世纪教育网
【解析】选D.物体受到恒定的合外力作用时,其加速度一定不为零,故不可能做匀速直线运动,A错误;物体受到的合外力如果和速度方向垂直,则只改变速度方向,而不改变速度的大小,故B错误;物体受到的合外力只要和速度不在一条直线上就一定做曲线运动,故C错误,D正确.
2.船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为( )
【解析】选C.根据运动的合成与分解的知识,可知要使船垂直到达对岸即要船的合速度指向对岸.根据平行四边行定则,C项正确.
3.(2009·广东高考)滑雪运动员以20 m/s的速度从一平台水平飞出,落地点与飞出点的高度差为3.2 m.不计空气阻力,g取10 m/s2.运动员飞过的水平距离为s,所用时间为t,则下列结果正确的是( )
A.s =16 m,t=0.50 s B.s=16 m,t=0.80 s
C.s=20 m,t=0.50 s D.s=20 m,t=0.80 s
【解析】选B.做平抛运动的物体运动时间由高度决定,根据竖直方向做自由落体运动得t= =0.80 s,根据水平方向做匀速直线运动可知s=v0t=20×0.80 m=16 m,B正确.
4.图1有一步枪,先后以不同的速度v1、v2、v3射出三颗子弹,各速度矢量如图1所示,那么子弹射高最大,射程最远的分别是( )
A.甲;乙
B.甲、乙、丙;丙[来源:21世纪教育网
C.甲;丙21世纪教育网
D.乙;甲21世纪教育网
5.如图2所示,一个小球在坐标原点被水平抛出,小球在以后的运动过程中,瞬时速度和竖直方向所成的角为α,位移和竖直方向的夹角为β,则α和β随时间变化的情况是( )
A.α和β都随时间的增加而增大
B.α和β都随时间的增加而减小
C.α随时间增大,β随时间减小
D.α随时间减小,β随时间增大
6.(2010·哈尔滨高一检测)如图3所示,一物体在O点以初速度v开始做曲线运动,已知物体只受到沿x轴方向的恒力作用,则物体速度大小( )
A.先减小后增大21世纪教育网
B.先增大后减小[来源:21世纪教育网
C.不断增大
D.不断减小
【解析】选A.把v沿x轴、y轴方向进行分解,由图可知物体在x轴方向先减速后加速,在y轴方向为匀速运动,因此其速度先减小后增大,A正确.
7.某人骑自行车以10 m/s的速度在大风中向东行驶,他感到风正以相对于车同样大小的速率从北方吹来,实际上风的速度是( )
A.14 m/s,方向为北偏西45°
B.14 m/s,方向为南偏西45°
C.10 m/s,方向为正北
D.10 m/s,方向为正南
8.在高度为h的同一位置沿水平方向同时抛出两个小球A和B,若A球的初速度vA大于B球的初速度vB,则下列说法正确的是( )
A.A球落地时间小于B球落地时间
B.在飞行过程中的任一段时间内,A球的水平位移总是大于B球的水平位移21世纪教育网
C.若两球在飞行中遇到一堵竖直的墙,A球击中墙的高度总是大于B球击中墙的高度
D.在空中飞行的任意时刻,A球的速率总大于B球的速率21世纪教育网
【解析】选B、C、D.由于在同一位置沿水平方向以不同速度抛出,则有竖直方向高度相同,落地时间相同,A错;水平方向的位移x=v0t,由于vA>vB所以在飞行过程中的任一段时间内xA>xB,B正确;两球在飞行中遇到一堵竖直的墙,则与墙相碰时两球的水平位移相同,由 x=vt 及h= gt2可知hAvB,则vA′>vB′,D正确.21世纪教育网
10.光滑水平面上,一物体从静止开始运动,在前5 s受一正东方向、大小是10 N的恒力作用,从第5 s末开始改为正北方向大小为5 N的恒力作用10 s,以下说法正确的是( )
A.在第10 s末向正北方向运动
B.从第5 s末开始做曲线运动
C.在第10 s末的加速度方向是正北
D.在第15 s末的速度方向是东偏北45°
二、计算题(本题共3小题,共50分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要说明单位)
11.(2009·福建高考)(15分)如图5所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离s=100 m,子弹射出的水平速度v=200 m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度g为10 m/s2,求:
(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶
(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h为多少
【解析】本题考查的是平抛运动的知识.
(1)子弹做平抛运动,它在水平方向的分运动是匀速直线运动,设子弹经t时间击中目标靶,则
t= (5分)
代入数据得
t=0.5 s (3分)
(2)目标靶做自由落体运动,则h= gt2 (5分)
代入数据得h=1.25 m (2分)
答案:(1)0.5 s (2)1.25 m
12.(17分)如图6所示,斜上抛的物体到达最高点时速度为v=24 m/s,落地时速度为vt=30 m/s.试求:
(1)物体抛出时的初速度的大小和方向.
(2)物体在空中的飞行时间.
(3)射高Y和水平射程X.(g=10 m/s2)
答案:(1)30 m/s 与水平方向的夹角为37°
(2)3.6 s
(3)16.2 m 86.4 m
13.(18分)如图7所示,有A、B、C三个小球,A距地面较高,B其次,C最低,A、C两球在同一竖直线上,相距10 m.三个小球同时开始运动,A球竖直下抛,B球平抛,C球竖直上抛,三球初速度大小相同,5 s后三球相遇,不考虑空气阻力.求:
(1)三球的初速度大小是多少
(2)开始运动时,B球与C球的水平距离和竖直高度各是多少