课时跟踪检测(五) 斜抛运动
1.从炮口发射的炮弹在空中运动的轨迹为( )
A.严格的抛物线 B.圆弧
C.弹道曲线 D.以上说法都不对
解析:选C 炮弹在空中飞行时由于受空气阻力,所以其轨迹不是严格的抛物线,而是弹道曲线,故C正确。
2.关于斜抛运动的性质,下列说法中正确的是( )
A.是匀速运动
B.是匀变速运动
C.是变加速运动
D.不同物体的斜抛运动具有不同的运动性质
解析:选B 斜抛运动是匀变速曲线运动,故B对。
3.斜抛运动可分解为( )
A.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
C.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D.沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
解析:选B 若将斜抛运动按水平方向和竖直方向正交分解,两分运动分别为匀速直线运动和竖直上抛运动,故A、C错误,B正确;若沿初速度方向分解出一匀速直线运动,则另一分运动为竖直方向的自由落体运动,故D错误。
4.如图1是斜向上抛出的物体的运动轨迹,C点是轨迹最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是(不计空气阻力)( )
图1
A.物体在C点的速度为零
B.物体在A点的速度与在B点的速度相同
C.物体在A点、B点的水平分速度等于物体在C点的速度
D.物体在A、B两点的竖直分速度相同
解析:选C 斜抛运动水平方向是匀速直线运动,竖直方向是竖直上抛,所以A错、C对,在A、B两点的竖直分速度方向不同,故B、D错误。
5.(多选)下列关于做斜抛运动的物体速度改变量的说法中正确的是(g=9.8 m/s2)( )
A.抛出后一秒内物体速度的改变量要比落地前一秒内的小
B.在到达最高点前的一段时间内,物体速度的变化要比其他时间慢一些
C.即使在最高点附近,每秒钟物体速度的改变量也等于9.8 m/s
D.即使在最高点附近,物体速度的变化率也等于9.8 m/s2
解析:选CD 由于斜抛运动在运动过程中只受重力作用,其加速度为g=9.8 m/s2,所以在任何相等的时间内速度的改变量都相等,故A、B错误。任何位置每一秒钟的速度改变量均为Δv=g·Δt=9.8 m/s,其速度变化率为Δv/Δt=g=9.8 m/s2,故C、D正确。
6. (多选)如图2所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则( )
图2
A.B的加速度比A的大
B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度比A在最高点的大
D.B在落地时的速度比A在落地时的大
解析:选CD 在同一位置抛出的两小球,不计空气阻力,在运动过程中的加速度等于重力加速度,故A、B的加速度相等,选项A错误;根据h=gt2,两球运动的最大高度相同,故两球飞行的时间相等,选项B错误;由于B的射程大,根据水平方向匀速运动的规律x=vt,故B在最高点的速度比A的大,选项C正确;根据竖直方向自由落体运动,A、B落地时在竖直方向的速度相等,B的水平速度大,速度合成后B在落地时的速度比A的大,选项D正确。
7.关于斜抛运动中的射程,下列说法中正确的是( )
A.初速度越大,射程越大
B.抛射角越大,射程越小
C.初速度一定时,抛射角越大,射程越小
D.抛射角一定时,初速度越大,射程越大
解析:选D 斜抛运动中的射程,是由初速度和抛射角共同决定的,只知道初速度变化或抛射角变化,无法确定射程变化的大小,故A、B错误;初速度一定时,若抛射角小于45°,随抛射角的增大,射程变大;若抛射角大于45°,随抛射角的增大,射程减小,故抛射角为45°时,射程最大,C错误;抛射角一定时,射程随初速度增大而增大,随初速度减小而减小,故D正确。
8.如图3所示,在地面的A点用弹弓以vA的速度射出一石子,方向与水平地面成θ角,石子落在楼顶上的B点,此时石子的速度为vB,不计阻力,以下说法正确的是( )
图3
A.若在B点以与vB大小相等、方向相反的速度投出石子,则石子将落在A点
B.若在B点以与vA大小相等,与vB方向相反的速度投出石子,则石子将落在A点
C.若在B点以与vB大小相等、方向相反的速度投出石子,则石子将落在A点的右侧
D.若在B点以与vA大小相等,与vB方向相反的速度投出石子,则石子将落在A点的右侧
解析:选A 如果没有楼顶的阻挡,石子运动的轨迹将是如图所示的抛物线,石子在C点落地,这条抛物线关于过顶点的直线PQ对称,即石子经过两侧的对称点时,速度大小相等,即vC与vA大小相等,vB与vD大小相等。
9.某人在地面以大小为20 m/s、方向与水平地面成30°角的速度,上抛一个物体,此物体运动到最高点所用的时间是(g取10 m/s2)( )
A.2 s B.0.5 s
C.4 s D.1 s
解析:选D 斜抛运动在竖直方向以v0sin θ即10 m/s做竖直上抛运动,所以物体运动到最高点的时间t== s=1 s。所以选D。
10. (多选)如图4所示,在水平地面上的A点以v1速度跟地面成θ角射出一弹丸,恰好以v2速度垂直穿入竖直墙壁上的小孔B,下面说法正确的是( )
图4
A.在B点以跟v2大小相等的速度,跟v2方向相反射出弹丸,它必定落在地面上的A点
B.在B点以跟v1大小相等的速度,跟v2方向相反射出弹丸,它必定落在地面上的A点
C.在B点以跟v1大小相等的速度,跟v2方向相反射出弹丸,它必定落在地面上的A点左侧
D.在B点以跟v1大小相等的速度,跟v2方向相反射出弹丸,它必定落在地面上的A点右侧
解析:选AC 物体以v1斜抛后,其水平方向为匀速直线运动,则v1cos θ=v2,若在B点以大小为v2,方向与v2方向相反的初速度射出弹丸,则弹丸做平抛运动,应落在A点,故选项A正确。若在B点以跟v1大小相等的速度沿v2反方向射出弹丸,则因v1>v2,弹丸将落在A点左侧,故选项C正确。
11.世界上最窄的海峡是苏格兰的塞尔海峡,它位于欧洲大陆与塞尔岛之间。这个海峡只有约6 m宽,假设有一位运动员,他要以相对于水平面为37°的角度进行“越海之跳”,可使这位运动员越过这个海峡的最小初速度是多少?(忽略空气阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)
解析:设该运动员的最小初速度为v0,其射程恰为6 m,则其水平分速度:v0x=v0cos 37°
射程:x=v0xt
竖直分速度:v0y=v0sin 37°
运动时间:t=2
由以上几式代入数据解得v0= m/s。
答案: m/s
12.一座炮台置于距地面60 m高的山崖边,以与水平线成45°角的方向发射一颗炮弹,炮弹离开炮口时的速度为120 m/s,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)炮弹所达到的最大高度;
(2)炮弹落到地面时的时间和速度大小;
(3)炮弹的水平射程。
解析:(1)竖直分速度
v0y=v0sin 45°=v0=60 m/s,
所以h== m=360 m,
故上升的最大高度hmax=h+h0=420 m。
(2)上升阶段所用时间t1== s=6 s,
下降阶段所用时间
t2== s=2 s,
所以运动的总时间
t=t1+t2=(6+2)s≈17.65 s,
落地时的水平速度vx=v0x=v0cos 45°=60 m/s,
落地时的竖直速度vy= ,
合速度v== m/s≈125 m/s。
(3)水平射程x=vxt=60×17.65 m≈1 498 m。
答案:(1)420 m (2)17.65 s 125 m/s (3)1 498 m