[A组 素养达标]
1.(2019·河北保定一中期中考试)对于做平抛运动的物体,以下说法正确的是( )
A.抛出速度越大,飞行的时间越长
B.抛出点位置越高,飞行的时间越长
C.抛出点位置越高,飞行的水平距离越大
D.抛出速度越大,飞行的水平距离越大
解析:由平抛运动规律可知,h=gt2,x=v0t,解得飞行时间t=,所以抛出点位置越高,飞行时间越长,A错误,B正确;飞行的水平距离x=v0,可知飞行的水平距离由抛出速度和抛出高度共同决定,C、D错误.
答案:B
2.滑雪运动员以20 m/s的速度从一个平台水平飞出,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
3.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是( )
A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
解析:由题意知,速度大的过球网,即同样的时间速度大的水平位移大,或者同样的水平距离速度大的用时少,故C正确,A、B、D错误.
答案:C
4.(2019·河南林州一中期中考试)物体做平抛运动时,下列描述物体速度变化量大小Δv随时间t变化的图像,可能正确的是( )
解析:根据平抛运动的规律Δv=gt,可得Δv与t成正比,Δv与t的关系图线是一条过原点的倾斜的直线,选项D正确.
答案:D
5.一个物体以初速度v0水平抛出,经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等,那么t为( )
A. B.
C. D.
解析:由平抛运动的规律可知x=v0t①
y=gt2②
由题意可知x=y③
联立①②③解得t=,
故选项B正确,A、C、D均错误.
答案:B
6.(多选)一架飞机以200 m/s的速度在高空沿水平线做匀速直线飞行,每隔1 s释放一个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,则( )
A.这5个小球在空中处在同一条竖直的直线上
B.这5个小球在空中处在同一抛物线上
C.在空中,第1、2两个小球间的距离始终保持不变
D.相邻两球的落地点间距都是200 m
解析:小球释放前与飞机具有相同的水平速度,释放后,只受重力作用,因此小球将做平抛运动,因释放的时刻不同,所以小球开始做平抛运动时的初始位置不同,故各小球不可能在同一条抛物线上,故选项B错误;以飞机为参照物时,由于在水平方向上不同时刻释放的小球与飞机具有相同的水平速度,故各小球相对飞机在水平方向上静止,即与飞机处在同一条竖直的直线上,故选项A正确;在竖直方向上,各小球均做自由落体运动,以第2个球抛出时开始计时,则1、2两球间距离为Δh=g(t+1 s)2-gt2=g(t+ s),是t的一次函数,随t的增大而增大,故选项C错误;落地时,两球的间距均为x=vΔt=200 m/s×1 s=200 m,故选项D正确.
答案:AD
7.(多选)有一物体在离水平地面高h处以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,竖直分速度为vy,水平射程为l,不计空气阻力,已知重力加速度为g,则物体在空中飞行的时间为( )
A. B.
C. D.
解析:由l=v0t得物体在空中飞行的时间为,故A正确;由h=gt2,得t=,故B错误;由vy=以及vy=gt,得t=,故C错误;由于竖直方向为初速度为0的匀变速直线运动,故h=t,所以t=,故D正确.
答案:AD
8.如图所示,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,问:
(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,设子弹经时间t击中目标靶,则有
t== s=0.5 s.
(2)目标靶做自由落体运动,则有
h=gt2=×10×0.52 m=1.25 m.
答案:(1)0.5 s (2)1.25 m
[B组 素养提升]
9.如图所示为足球球门,球门宽为L.一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P点).球员顶球点的高度为h.足球做平抛运动(足球可看成质点,忽略空气阻力),则( )
A.足球位移的大小x=
B.足球初速度的大小v0=
C.足球末速度的大小v=
D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ=
解析:足球做平抛运动,平抛运动的高度为h,平抛运动的水平位移为d=,足球的位移为x=,故A错误;足球运动的时间t=,足球的初速度为v0==,故B正确;足球末速度的大小v==,故C错误;初速度的方向与球门线夹角的正切值为tan θ==,故D错误.
答案:B
10.(多选)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,并因此得名.如图所示,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(g取10 m/s2)( )
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,选项B、C正确.
答案:BC
11.(2019·山东威海高一检测)一艘敌舰正以v1=12 m/s的速度逃跑,执行追击任务的飞机,在距水面高度h=320 m的水平线上以速度v2=105 m/s同向飞行.为击中敌舰,应“提前”投弹,空气阻力可以不计,重力加速度g取10 m/s2,试求:
(1)飞机投弹时,飞机与敌舰之间的水平距离;
(2)若投弹后飞机仍以原速度飞行,在炸弹击中敌舰时,飞机与敌舰的位置有何关系?
解析:(1)投下的炸弹在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上以飞机的速度v2做匀速运动.炸弹在空中飞行的时间为t== s=8 s,在8 s时间内,炸弹沿水平方向飞行的距离s2=v2t,敌舰在同一方向上运动的距离为s1=v1t,由图可以看出,飞机投弹时飞机与敌舰之间的水平距离x应满足关系式
v2t=x+v1t.
代入已知数据,由以上各式可解得x=744 m.
(2)在t=8 s的时间内,飞机与炸弹沿水平方向的运动情况相同,都以速度v2做匀速运动,水平方向上运动的距离都是s2=v2t.
所以在炸弹击中敌舰时,飞机恰好从敌舰的正上方飞过.
答案:(1)744 m (2)飞机恰好从敌舰的正上方飞过
[C组 学霸冲刺]
12.如图所示,排球场的长度为18 m,其网的高度为2 m.运动员站在离网3 m远的线上,正对网前竖直跳起把球垂直于网水平击出.设击球点的高度为2.5 m,问:球被水平击出时的速度v在什么范围内才能使球既不触网也不出界?(不计空气阻力,g取10 m/s2)
解析:如图所示,排球恰不触网时其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其轨迹为Ⅱ,根据平抛运动规律x=v0t和y=gt2可得,当排球恰不触网时有
x1=3 m,x1=v1t1①
h1=2.5 m-2 m=0.5 m,h1=gt②
由①②可得v1≈9.5 m/s.
当排球恰不出界时有
x2=3 m+9 m=12 m,x2=v2t2③
h2=2.5 m,h2=gt④
由③④可得v2≈17 m/s.
所以球既不触网也不出界的水平击出速度范围是:
9.5 m/s≤v≤17 m/s.
答案:9.5 m/s≤v≤17 m/s
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