1.关于从同一高度以不同初速度水平抛出的物体,比较它们落到水平地面上的时间(不计空气阻力),以下说法正确的是( )
A.速度大的时间长 B.速度小的时间长
C.一样长 D.质量大的时间长
【解析】 水平抛出的物体做平抛运动,由y=gt2得
t= ,其下落的时间由下落的高度决定,从同一高度以不同初速度水平抛出的物体,落到水平地面上的时间相同,A、B、D错误,C正确.
【答案】 C
2.做平抛运动的物体,落地过程在水平方向通过的距离取决于( )
A.物体的初始高度和所受重力
B.物体的初始高度和初速度
C.物体所受的重力和初速度
D.物体所受的重力、初始高度和初速度
【解析】 水平方向通过的距离x=v0t,由h=gt2得t=,所以时间t由高度h决定,又x=v0t=v0,故x由初始高度h和初速度v0共同决定,B正确.
【答案】 B
3.(·茂名高一检测)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x,所用时间为t,则下列结果正确的是( )
A.x=16 m,t=0.50 s B.x=16 m,t=0.80 s
C.x=20 m,t=0.50 s D.x=20 m,t=0.80 s
【解析】 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x=v0t=20×0.80 m=16 m,B正确.
【答案】 B
4.人站在平台上平抛一小球,球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,图中能表示出速度矢量的演变过程的是( )
【解析】 物体做平抛运动时,在水平方向上做匀速直线运动,其水平方向的分速度不变,故选项C正确.
【答案】 C
5.如图5-2-14所示,在光滑水平面上有一小球a以v0的初速度向右运动,同时在它正上方有一小球b也以v0的初速度水平向右抛出,并落于C点,则( )
图5-2-14
A.小球a先到达C点
B.小球b先到达C点
C.两球同时到达C点
D.不能确定
【解析】 b球做平抛运动,可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.b球落于C点,水平位移x与a球位移相同,由于x=v0t,故t=,x相同,v0也相同,因此t也相同.
【答案】 C
6.(多选)(·唐山高一检测)刀削面是同学们喜欢的面食之一,因其风味独特,驰名中外.刀削面全凭刀削,因此得名.如图5-2-15所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片便飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8 m,最近的水平距离为0.5 m,锅的半径为0.5 m.要想使削出的面片落入锅中,则面片的水平速度可以是下列选项中的哪些(g=10 m/s2)( )
图5-2-15
A.1 m/s B.2 m/s
C.3 m/s D.4 m/s
【解析】 由h=gt2知,面片在空中的运动时间t==0.4 s,而水平位移x=v0t,故面片的初速度v0=,将x1=0.5 m,x2=1.5 m代入得面片的最小初速度v01==1.25 m/s,最大初速度v02==3.75 m/s,即1.25 m/s≤v0≤3.75 m/s,B、C选项正确.
【答案】 BC
7.(多选)(·江苏高考)如图5-2-16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5-2-16
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】 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.
【答案】 CD
8.(多选)(·嘉峪关高一检测)某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图5-2-17所示).不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛球时,他可能作出的调整为( )
图5-2-17
A.减小初速度,抛出点高度不变
B.增大初速度,抛出点高度不变
C.初速度大小不变,降低抛出点高度
D.初速度大小不变,提高抛出点高度
【解析】 设小球被抛出时的高度时h,则h=gt2,小球从抛出到落地的水平位移x=v0t,两式联立得x=v0,根据题意,再次抛小球时,要使小球运动的水平位移x减小,可以采用减小初速度v0或降低抛出点高度h的方法,故A、C正确.
【答案】 AC
9.如图5-2-18所示,在倾角为θ的斜面上A点处,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上B点所用的时间为( )
图5-2-18
A. B.
C. D.
【解析】 设小球从抛出至落到斜面上的时间为t,在这段时间内水平位移和竖直位移分别为
x=v0t,y=gt2.
如图所示,由几何关系知
tan θ===,
所以小球的运动时间为t=tan θ.
【答案】 B
10.如图5-2-19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x=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:
图5-2-19
(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】 (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=代入数据得t=0.5 s.
(2)目标靶做自由落体运动,则h=gt2,
代入数据得h=1.25 m.
【答案】 (1)0.5 s (2)1.25 m
11.(·万州高一检测)跳台滑雪是勇敢者的运动,运动员在专用滑雪板上,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观.设一位运动员由a点沿水平方向跃起,到山坡b点着陆,如图5-2-20所示.测得a、b间距离L=40 m,山坡倾角θ=30°,山坡可以看成一个斜面.试计算:
图5-2-20
(1)运动员起跳后他在空中从a到b飞行的时间.
(2)运动员在a点的起跳速度大小.(不计空气阻力,g取10 m/s2)
【解析】 (1)运动员做平抛运动,其位移为L,将位移分解,其竖直方向上的位移Lsin θ=gt2
所以t= = s=2 s
(2)水平方向上的位移Lcos θ=v0t
故运动员在a点的起跳速度v0=10 m/s
【答案】 (1)2 s (2)10 m/s
12.(·海口高一期末)光滑的水平面上,一个质量为2 kg的物体从静止开始运动,在前5 s受到一个沿正东方向、大小为4 N的水平恒力作用,从第6 s初开始,改受正北方向、大小为2 N的水平恒力,作用时间为10 s.求物体在15 s内的位移和15 s末的速度大小.
【解析】 前5 s内,物体做匀加速直线运动,s5=at=·t=25 m,v5=t1=10 m/s.接着物体做类平抛运动,如图所示,后10 s内物体向东的位移x=v5t2=100 m.
向北方向位移y=a′t=··t=50 m,向北方向速度vy=a′t2=10 m/s,则v15==10 m/s,15 s内位移s==134.6 m.
【答案】 134.6 m 10 m/s