第五章 第3节 实验:研究平抛运动(课件、学案、练习) 3份打包

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名称 第五章 第3节 实验:研究平抛运动(课件、学案、练习) 3份打包
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科目 物理
更新时间 2019-05-16 15:13:09

文档简介


一、实验目的
1.用实验的方法描绘出平抛运动的轨迹。
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线。
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度。
二、实验原理
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹。
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线。
3.测出轨迹上某点的坐标x、y,由x=v0t、y=gt2得初速度v0=x。
三、实验器材
斜槽轨道、小钢球、木板、白纸、图钉、重垂线、刻度尺、三角板、铅笔等。
四、实验步骤
1.安装调平
将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平。如图所示。
2.建立坐标系
用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平向右的x轴。
3.确定球的位置
将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点。用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置。
4.描点得轨迹
取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动的轨迹。
五、数据处理
1.判断平抛运动的轨迹是不是抛物线
(1)如图所示,在x轴上作出等距离的几个点A1、A2、A3、…,把线段OA1的长度记为L,那么OA2=2L、OA3=3L、…。过A1、A2、A3、…向下作垂线,与轨迹的交点记为M1、M2、M3、…
(2)设轨迹是一条抛物线,则M1、M2、M3…各点的y坐标与x坐标应该具有的形式为y=ax2,a是常量。
(3)用刻度尺测量某点的x、y两个坐标,代入y=ax2中,求出常量a。
(4)测量其他几个点的x、y坐标,代入上式,看由各点坐标求出的a值是否相等。如果在误差允许范围内相等,就说明该曲线为抛物线。
2.计算平抛物体的初速度
(1)在确定坐标原点为抛出点的情况下,在轨迹曲线上任取几点(如A、B、C、D)。
(2)用刻度尺和三角板分别测出它们的坐标x和y。
(3)根据平抛运动水平方向是匀速直线运动(x=v0t)及竖直方向是自由落体运动,分别计算小球的初速度v0,最后计算小球的初速度v0的平均值。
六、注意事项
1.利用描迹法做实验时必须调整斜槽末端的切线沿水平方向。
2.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下。
4.坐标原点不能是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
5.小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球做平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度。
七、误差分析
1.用描迹法时斜槽末端没有水平,使得小球离开斜槽后不做平抛运动。
2.描点不准确。
3.在轨迹上量取某点坐标(x,y)时出现误差。
八、获得平抛运动轨迹的其他方法
1.喷水法
如图所示,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯成水平,加上一个很细的喷嘴。
水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。将它描在背后的纸上,进行分析处理。
2.频闪照相法
用数码照相机可记录下平抛运动的轨迹,如图所示。由于相邻两帧照片间的时间间隔是相等的,只要测量相邻两照片上小球的水平位移,就很容易判断平抛运动水平方向上的运动特点。
[典型例题]
例1.在“研究平抛运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下:
A.让小钢球多次从________位置上滚下,记下小球运动途中经过的一系列位置
B.安装好器材,注意斜槽末端水平和木板竖直,记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
C.测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=________算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值
D.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹
请把上述步骤补充完整,并排出合理的顺序是________(只排列序号即可)。
[解析] A步骤中要记下小球运动途中经过的一系列位置,不可能在一次平抛中完成,每一次平抛一般只能确定一个位置,要确定多个位置,要求小球每次的轨迹重合,小球开始平抛时的初速度必须相同,因此小球每次必须从同一位置上滚下。B步骤中用平衡法,即将小球放到斜槽末端任一位置,如果斜槽末端是水平的,小球受到的支持力和重力是平衡的。不论将小球放到斜槽末端任何位置,小球均不会滚动。如果斜槽末端不是水平的,小球将发生滚动。C步骤中运用x=v0t及y=gt2联立即可求得v0=x。
[答案] 同一 将小球放到斜槽末端任一位置,均不滚动 x BADC
[点评]
(1)斜槽安装:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,若没有明显的运动倾向,则斜槽末端是水平的。
(2)方木板固定:固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
(3)小球释放:
①小球每次必须从斜槽上同一位置滚下;
②使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜。
(4)坐标原点:坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点。
[典型例题]
例2.(2016·赣州高一检测)在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25 cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示,则:
(1)小球做平抛运动的初速度的计算式是什么(用L、g表示)?其值是多少?(g取9.8 m/s2)
(2)a点是小球抛出点的位置吗?如果不是,那么抛出点的位置怎样确定?
[解析] (1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,即初速度为0的匀加速直线运动;水平分运动是匀速直线运动。由水平方向ab、bc、cd的长度相等知,相邻两点间的时间间隔相等,设为T,竖直方向相邻两点间的位移之差相等,Δy=L。由Δy=gT2得L=gT2,
时间T内,水平位移为x=2L
所以v0===2
代入数据得v0=0.7 m/s
(2)由于ab、bc、cd间竖直位移之比不满足1∶3∶5的关系,所以a点不是抛出点。设小球运动到b点时竖直方向上的分速度为vyb,则有vyb====0.525 m/s
小球从抛出点运动到b点所用时间为tb=
则抛出点到b点的水平位移为
xb=v0tb== m=0.037 5 m=3.75 cm
抛出点到b点的竖直位移
yb== m≈0.014 1 m=1.41 cm
[答案] (1)2 0.7 m/s (2)见解析
[点评]
在数据的处理环节,要灵活运用分运动的运动规律分析问题,同时注意分运动与分运动、分运动与合运动的关系。
[典型例题]
例3.试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法。提供的实验器材有:弹射器(含弹丸)、铁架台(带有夹具)、米尺。
(1)在方框中画出实验示意图。
(2)在安装弹射器时应注意:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验中需要测量的量(在示意图中用字母标出):________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中应采取的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)计算公式为__________________。
[解析] (1)如图所示。
(2)安装时要注意弹射器应固定,且弹射器发射方向保持水平。
(3)实验中需测量弹丸射出的水平距离x和射出的弹丸下落的高度y。
(4)在弹射器高度不变的情况下多次实验,取x1,x2,…,xn平均值作为实验数据。
(5)由y=gt2得t=,又=v弹丸t,故v弹丸==。
[答案] 见解析
[点评]
处理创新型实验题的关键是抽象出物理模型,运用相关的物理规律领会实验原理。
1.[多选]在做“研究平抛运动”的实验中,下列说法中正确的是(  )
A.安装斜槽和木板时,一定要注意木板是否竖直
B.安装斜槽和木板时,只要注意小球不和木板发生摩擦即可
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律
解析:选ACD 安装斜槽和木板时,木板要竖直,以保证描点准确,A正确,B错误;为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次实验都要把小球从同一位置由静止释放,C正确;实验目的就是选项D所述,D正确。
2.(2016·长春月考)在“研究平抛物体的运动规律”的实验中,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是(  )
A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小
B.保证小球飞出时,初速度水平
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线
解析:选B 斜槽末端切线必须水平,是为了确保初速度水平,以满足平抛运动的条件,故B正确。
3.(1)[多选]在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是(  )
A.游标卡尺    B.秒表    C.坐标纸
D.天平 E.弹簧测力计 F.重垂线
(2)[多选]实验中,下列说法正确的是(  )
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
D.斜槽轨道末端可以不水平
解析:(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重垂线确定坐标轴的y轴,故C、F是需要的。
(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A正确;斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B错误;实验中记录的点越多,轨迹越精确,C正确;斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D错误。
答案:(1)CF  (2)AC
4.(2016·富阳月考)在“研究平抛运动”的实验中,不会增大实验误差的是(  )
A.小球每次自由滚落的高度不同
B.斜槽末端不水平
C.小球飞行过程受到空气阻力
D.斜槽与小球之间有摩擦
解析:选D 为保证小球每次做平抛运动的初速度相同,每次释放小球时应在斜槽上的同一位置,A错误;斜槽末端不水平,小球离开斜槽后不做平抛运动,B错误;小球飞行过程受到空气阻力作用,它不做平抛运动,运动轨迹不是严格的抛物线,C错误;实验中只要求小球离开斜槽末端的瞬时速度水平且相同就可以了,即使斜槽与小球间有摩擦,这一要求也能做到,D正确。
5.[多选]在研究平抛运动的实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置,取A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.小球抛出点的位置坐标是(0,0)
B.小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)
C.小球平抛的初速度为2 m/s
D.小球平抛的初速度为1 m/s
解析:选BD 在竖直方向,据Δy=gT2得(0.4-0.15)m-0.15 m=gT2,解得T=0.1 s,故v0==1 m/s,D正确;设小球从抛出点到A点所用的时间为t,则在竖直方向有y+0.15=g(t+T)2,y+0.4=g(t+2T)2,解得t=0.1 s,y=0.05 m=5 cm;在水平方向有x=v0t=1×0.1 m=10 cm,因此抛出点的坐标为(-10,-5),B正确。
6.在用斜槽“研究平抛运动的规律”的实验中,某同学在建立坐标系时有一处失误。设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误:
(1)观察图可知,他的失误之处是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)他根据记录建立坐标系,运用教材实验原理测得的平抛初速度值与真实值相比________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。
解析:(1)坐标系原点应建在飞离斜槽槽口的小球重心处,即在槽口正上方r(r为小球半径)处,而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处
(2)如图所示,正确的坐标系横轴应建在x′处,原点应在O′处。轨迹上取点P,设其坐标真实值为(x′,y′),测量值为(x,y),则y′>y,x′=x。因为t测=,t真=,所以t测v真。
答案:(1)错误地将坐标原点取在槽口处 (2)偏大
7.某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为物体运动一段时间后的位置,根据如图所示数据,求出物体做平抛运动的初速度为________m/s。(g取10 m/s2)
解析:由题图可知AB、BC间的竖直距离yAB=15 cm=0.15 m,yBC=0.25 m,因为xAB=xBC=0.20 m,所以小球从A运动到B与从B运动到C的时间相同,设此时间为t。据yBC-yAB=gt2得t== s=0.10 s,又因为xAB=v0t,所以v0==
 m/s=2.0 m/s。
答案:2.0
8.(2016·南安月考)如图所示是某同学做实验时得到的小球的运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已经标出,求:
(1)小球平抛的初速度;
(2)小球开始做平抛运动的位置坐标(g=10 m/s2)。
解析:(1)设ab、bc的时间间隔为T,由平抛运动的规律得v0T=0.2 m
gT2=0.2 m-0.1 m
联立上式解得v0=2 m/s,T=0.1 s
(2)小球在b点时竖直分速度
vby==1.5 m/s
故小球从抛出到b点的时间tb==0.15 s
小球从抛出到a点的时间
ta=tb-T=(0.15-0.1) s=0.05 s
小球从抛出到a点在水平方向和竖直方向的位移
xa=v0ta=10 cm
ya=gt=1.25 cm
故小球开始做平抛运动的位置坐标(-10,-1.25)
答案:(1)2 m/s (2)(-10,-1.25)
课件61张PPT。谢谢课下能力提升(三) 抛体运动的综合应用
[基础练]
一、选择题
1.(2016·濮阳高一检测)如图所示,在倾角为θ且足够长的斜面上的A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1;若将此球改用2v0抛出,落到斜面上所用时间为t2,则t1与t2之比为(  )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
2. [多选]如图所示,足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点,ab=bc=cd=de,从a点水平抛出一个小球,初速度为v时,小球落在斜面上的b点,落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为θ;不计空气阻力,初速度为2v时(  )
A.小球可能落在斜面上的c点与d点之间
B.小球一定落在斜面上的e点
C.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θ
D.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ
3.(2016·大连月考)如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t为(重力加速度为g)(  )
A.v0tan θ B.
C. D.
4.[多选]如图所示,在某次自由式滑雪比赛中,一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则(  )
A.如果v0不同,则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同
B.不论v0多大,该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的
C.运动员落到雪坡时的速度大小是
D.运动员在空中经历的时间是
5.[多选]如图所示,足够长的水平直轨道MN上左端有一点C,右端有一点D。过MN的竖直平面上有两点A、B,A点在C点的正上方,B点与A点在一条水平线上。不计轨道阻力和空气阻力,下列判断正确的是(  )
A.在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,两球一定会相遇
B.在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,两球一定不会相遇
C.在A点水平向右抛出一小球,同时在B点由静止释放一小球,两球一定会相遇
D.在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,并同时在B点由静止释放一小球,三小球有可能在水平轨道上相遇
二、非选择题
6.(2016·洛阳高一检测)如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6 m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。A、B均可看作质点(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)。求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h。
[提能练]
一、选择题
1.[多选](2016·郑州高一检测)如图所示,光滑斜面固定在水平面上,顶端O有一小球,从静止释放,运动到底端B的时间为t1,若给小球不同的水平初速度,落到斜面上的A点,经过的时间为t2,落到斜面底端B点,经过的时间为t3,落到水平面上的C点,经过的时间为t4,则(  )
A.t2>t1 B.t3>t2
C.t4>t3 D.t1>t4
2.[多选]如图所示,斜面倾角为θ,位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出,小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g,则下列说法中正确的是(  )
A.若小球以最小位移到达斜面,则t=
B.若小球垂直击中斜面,则t=
C.若小球能击中斜面中点,则t=
D.无论小球怎样到达斜面,运动时间均为t=
3.[多选]如图所示,小球从倾角为θ的斜面顶端A点以速率v0做平抛运动,则下列说法正确的是(  )
A.若小球落到斜面上,则v0越大,小球飞行时间越长
B.若小球落到斜面上,则v0越大,小球末速度与竖直方向的夹角越大
C.若小球落到水平面上,则v0越大,小球飞行时间越长
D.若小球落到水平面上,则v0越大,小球末速度与竖直方向的夹角越大
4.[多选]如图所示,一小球以水平速度v0=10.00 m/s从O点向右抛出,经1.73 s恰好垂直落到斜面上的A点,不计空气阻力,取g=10 m/s2,B点是小球做自由落体运动在斜面上的落点,P是AB的中点,以下判断正确的是(  )
A.斜面的倾角约是30°
B.小球的抛出点距斜面的竖直高度约是15 m
C.若小球以水平速度v0=5.00 m/s向右抛出,它一定落在AB的中点P的上方
D.若小球以水平速度v0=5.00 m/s向右抛出,它一定落在AB的中点P处
5.[多选](2016·广元高一检测)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)。将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则(  )
A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度
B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰
C.A、B不可能运动到最高处相碰
D.A、B一定能相碰
二、非选择题
6.如图所示,倾角为37° 的斜面长l=1.9 m,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度 v0=3 m/s水平抛出,与此同时释放在顶端静止的滑块,经过一段时间后,小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块(小球和滑块均视为质点,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1)抛出点O离斜面底端的高度;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
答 案
[基础练]
1.解析:选B 因小球落在斜面上,所以两次位移与水平方向的夹角相等,由平抛运动规律知tan θ==,所以=。
2.解析:选BD 小球落在斜面上,竖直方向上的速度与水平方向速度的比值tan θ==,解得t=,在竖直方向上的位移y=gt2=,当初速度变为原来的2倍时,竖直方向上的位移变为原来的4倍,所以小球一定落在斜面上的e点,故A错误,B正确;设小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为β,则tan β==,又t′=,所以tan β=tan θ,所以落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ,故C错误,D正确。
3.解析:选D 如图所示,要小球到达斜面的位移最小,则要求落点与抛出点的连线与斜面垂直,所以有tan θ=,而x=v0t,y=gt2,解得t=。
4.解析:选BD 如果v0不同,则该运动员落到雪坡时的位置不同,但位移方向均沿斜坡,即位移方向与水平方向的夹角均为θ,设落到雪坡时速度方向与水平方向的夹角为φ,则tan φ=2tan θ,得速度方向与水平方向的夹角均为φ,故A错误,B正确;将运动员落到雪坡时的速度沿水平和竖直方向分解,求出运动员落到雪坡时的速度大小为,故C错误;由几何关系得tan θ=,解出运动员在空中经历的时间t=,故D正确。
5.解析:选AD 由于不计轨道阻力和空气阻力,从A点水平抛出的小球做平抛运动,它在水平方向上是匀速直线运动,而在C点抛出的小球沿轨道做匀速直线运动,当A点抛出的小球到达MN轨道时,在水平方向上与C点抛出的小球水平位移相同,它们一定相遇,A正确,B错误;在A点水平向右抛出一小球,同时在B点由静止释放一小球,若A点抛出的小球能到达DB直线上,两小球在竖直方向的位移相同,两球会相遇,若是不能到达DB直线就落到轨道CD上,两球就不会相遇,C错误;由以上分析可知:在A、C两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球,并同时在B点由静止释放一小球,三小球有可能在水平轨道上相遇,D正确。
6.解析:(1)物体A上滑过程中,
由牛顿第二定律得:mgsin θ=ma
代入数据得:a=6 m/s2
设物体A滑到最高点所用时间为t,
由运动学公式:0=v1-at
解得:t=1 s
(2)物体B平抛的水平位移:
x=v1tcos 37°=2.4 m
物体B平抛的初速度:v2==2.4 m/s
(3)物体A、B间的高度差:
h=hA⊥+hB=v1tsin 37°+gt2
=6.8 m
答案:(1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m
[提能练]
1.解析:选BD 设斜面高为h,由=gsin αt可得t1=,而t4=t3=,故C错误,D正确;由t2<可得:t1>t2,t3>t2,A错误,B正确。
2.解析:选AB 小球以最小位移到达斜面时即位移与斜面垂直,位移与水平方向的夹角为-θ,则tan==,即t=,A正确,D错误;小球垂直击中斜面时,速度与水平方向的夹角为-θ,则tan=,即t=,B正确;小球击中斜面中点时,令斜面长为2L,则水平射程为Lcos θ=v0t,下落高度为Lsin θ=gt2,联立两式得t=,C错误。
3.解析:选AD 若小球落到斜面上,则v0越大,水平位移越大,小球竖直位移也越大,小球飞行时间越长,A正确;无论平抛运动的初速度v0为多大,若小球落到斜面上,小球末速度与竖直方向的夹角相等,B错误;若小球落到水平面上,无论v0为多大,小球飞行时间都相等,C错误;若小球落到水平面上,小球末速度与竖直方向的夹角的正切值为tan α=,vy大小恒定,故v0越大,夹角α越大,D正确。
4.解析:选AC 设斜面倾角为θ,对小球在A点的速度进行分解有tan θ=,解得θ≈30°,A正确;小球距过A点水平面的竖直距离为h=gt2≈15 m,所以小球的抛出点距斜面的竖直高度肯定大于15 m,B错误;若小球的初速度为v0=5.00 m/s,过A点作水平线,小球落到此水平面时的水平位移是小球以初速度v0=10.00 m/s抛出时的一半,延长小球运动的轨迹线,得到小球应该落在PA之间,C正确,D错误。
5.解析:选AD A、B两球在第一次落地前竖直方向均做自由落体运动,若在落地时相遇,此时A球水平抛出的初速度v0=,h=gt2,则v0=l,只要A的水平初速度大于v0,A、B两球就可在第一次落地前相碰,A正确;若A、B在第一次落地前不能碰撞,则落地反弹后的过程中,由于A向右的水平速度保持不变,所以当A的水平位移为l时,即在t=时,A、B一定相碰,在t=时,A、B可能在最高点,也可能在竖直高度h中的任何位置,所以B、C错误,D正确。
6.解析:(1)设小球击中滑块时的速度为v,竖直速度为vy,由几何关系得:
=tan 37°①
设小球下落的时间为t,竖直位移为y,水平位移为x,由运动学规律得vy=gt②
y=gt2③
x=v0t④
设抛出点到斜面最低点的距离为h,由几何关系得
h=y+xtan 37°⑤
由①②③④⑤得:h=1.7 m
(2)在时间t内,滑块的位移为s,由几何关系得
s=l-⑥
设滑块的加速度为a,由运动学公式得
s=at2⑦
对滑块,由牛顿第二定律得
mgsin 37°-μmgcos 37°=ma⑧
由①②④⑥⑦⑧得μ=0.125
答案:(1)1.7 m (2)0.125