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精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册
高效作业5 [专题1 平抛运动]
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1.如图所示为某公园的喷水装置,若水从喷水口中水平喷出,忽略空气阻
力及水之间的相互作用,下列说法中正确的是( )
A.喷水口高度一定,喷水速度越大,水从喷出到
落入池中的时间越短
B.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越近
C.喷水速度一定,喷水口高度越高,水喷得越近
D.喷水口高度一定,无论喷水速度多大,水从喷出到落入池中的时间
都相等
D
【解析】 由题意可将水的运动看作平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,则竖直方向有:h=gt2,得t=,可知水从喷出到落入池中的时间由喷水口高度决定,与喷水速度无关,所以喷水口高度一定,运动时间一定,故A错误,D正确。水平方向有:x=v0t=v0,则知喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远;喷水速度一定,喷水口高度越高,水喷得越远,故B、C错误。
2.一位运动员进行射击比赛时,子弹以水平初
速度v0射出后击中目标。当子弹在飞行过程
中速度方向平行于抛出点与目标的连线时,大小为v,不考虑空气阻
力,已知连线与水平面的夹角为θ,则子弹( )
D
A.初速度v0=
B.飞行时间t=
C.飞行的竖直距离y=
D.飞行的水平距离x=
【解析】 不考虑空气阻力,可认为子弹做平抛运动,水平分速度不变。如题图所示,将该速度进行分解,可得初速度v0=v cos θ,故A错误;tan θ==,解得飞行时间t==,故B错误;飞行的竖直距离y=gt2=,故C错误;飞行的水平距离x=v0t=,故D正确。
3. 如图所示,钢球从斜槽轨道末端以v0的水平速度飞出,经过时间t落在
斜靠的挡板AB中点。若钢球以2v0的速度水平飞出,则( )
C
A.下落时间仍为t B.下落时间为2t
C.下落时间为t D.落在挡板底端B点
【解析】 设钢球以v0飞出后落在长为2L的AB挡板中点,挡板与水平地面的夹角为θ,钢球做平抛运动,水平方向:L cos θ=v0t,竖直方向:L sin θ=gt2,解得:v0=。若采用临界法,研究钢球恰好落在B点,则:2L cos θ=v1t1,2L sin θ=gt,解得:v1=·=v0。又因为2v0>v1,所以钢球以2v0抛出,落在地面上B点右侧,落地时间与落在B点时间相同,综合上述分析可知落地时间:t1=·=t,故C正确。
4.打乒乓球是青少年比较喜爱的一项体育活动,如图甲所示。相同的乒乓
球1、2恰好在等高处水平越过球网,不计乒乓球的旋转和空气阻力,若
把乒乓球看成一个质点,乒乓球自最高点到落台的过程简化成如图乙所
示模型,下列说法正确的是( )
A.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
B.过网时球1的速度小于球2的速度
C.球1的速度变化率等于球2的速度变化率
D.落台时,球1的速率等于球2的速率
C
【解析】 根据h=gt2,h相同,可知两球的飞行时间相等,故A错误;根据x=v0t,球1的水平位移大,可知球1过网时的速度大于球2过网时的速度,故B错误;两球的速度的变化率即加速度大小,均为重力加速度,故C正确;在竖直方向有v=2gh,知两球落台时的竖直分速度大小相同,根据速度的合成,则有v=,可知落台时球1的速率大于球2的速率,故D错误。
5.如图所示,P是水平面上的圆弧凹槽,从高台边B点以某速度v0水平飞出
的小球,恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线
方向进入轨道。O是圆弧的圆心,θ1是OA与竖直方向的夹角,θ2是BA
与竖直方向的夹角,则( )
C
A.=2
B.=2
C.tan θ1tan θ2=2
D.=2
【解析】 由题意,小球在A点的速度与水平方向的夹角为θ1,tan θ1==。位移与竖直方向的夹角为θ2,则:tan θ2===,所以tan θ1tan θ2=2,故选C。
6.如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速度v同时水平向左
与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为30°和60°,
小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比
为( )
A.9∶1 B.1∶9
C.3∶1 D.1∶3
D
【解析】 小球做平抛运动落在倾角为θ的斜面上,分解位移x=v0t,y=gt2,根据几何关系,tan θ==,解得时间t=,所以===,D正确。
7.(多选)以速度v0水平抛出一球,某时刻其竖直分速度等于水平分速度,
则下列判断正确的是( )
ACD
A.此时竖直分位移等于水平分位移的一半
B.此时球的速度大小为2v0
C.球运动的时间为
D.球运动的位移是
【