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十三 抛体运动的规律
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1.在空中同一位置水平抛出初速度不同的两个小球(忽略空气的影响),则从抛出开始( )
A.下降相同高度时,初速度较大的球的速度与水平方向的夹角较大
B.下降相同高度时,初速度较小的球在竖直方向上的速度较小
C.通过同一水平距离时,初速度较大的球在竖直方向上的速度较大
D.通过同一水平距离时,初速度较大的球在竖直方向上的速度较小
D 解析:设球的速度与水平方向的夹角为θ,则tan θ=,x相同时,初速度较大的小球所用时间少,由vy=gt可知,初速度较大的小球在竖直方向上的速度较小,故C错误,D正确。可知,下降相同高度时,vy相同,初速度越大,则球的速度与水平方向的夹角越小,故A、B错误;由球在水平方向上做匀速直线运动可知t=,由2gh=v
2.(2021·江苏模考)某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步行道边的水池中。现制作一个为实际尺寸 的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的( )
A. D. C. B.
B 解析:弹射管在竖直方向上做自由落体运动,所以两小球在竖直方向上的运动状态相同,同时落地;由于两小球先后弹出,故两小球水平方向运动的时间不同,又因两小球弹出时的水平速度相同,根据x=vt知,两小球落地时的水平位移不相等,即落点不相同,B正确。
3.(多选)如图所示,甲球从O点以水平速度v1飞出,落在水平地面上的A点。乙球从O点以水平速度v2飞出,落在水平地面上的B点反弹后恰好也落在A点。已知乙球在B点与地面碰撞反弹后瞬间水平方向的分速度不变,竖直方向的分速度方向相反、大小不变,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.由O点到A点,甲球的运动时间与乙球的运动时间相等
B.甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍
C.v1∶v2=3∶1
D.v1∶v2=2∶1
BC 解析:设O、A两点间的竖直高度为h,由O点到A点,甲球的运动时间为t甲=,乙球的运动时间是甲球的3倍,A错误;乙球先做平抛运动,再做斜上抛运动,根据对称性可知,从B点到A点的水平位移等于从O点到B点的水平位移的2倍,所以甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍,B正确;设乙球由O点到B点的水平位移为x,时间为t,则对甲球有3x=v1t,对乙球有x=v2t,则得v1∶v2=3∶1,C正确,D错误。
4.在距地面高h=0.4 m处,有一小球A以初速度v0水平抛出,如图甲所示;与此同时,在A的右方等高处有一物块B以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面下滑,如图乙所示。若A、B同时到达地面,A、B均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g取10 m/s2,则v0的大小是( )
A.1 m/s
B. m/s
C.2 m/s
D.2 m/s
A 解析:小球A做平抛运动,则h=sin 45°,又t1=t2,联立解得v0=1 m/s。gth=v0t2+,物块B沿斜面做匀变速直线运动,则 gt
5.某同学玩飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出时的初速度va>vb,不计空气阻力,则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是( )
A B C D
A 解析:两只飞镖a、b都做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则有x=v0t,它们的水平位移大小相等,由于va>vb,所以运动时间关系为ta<tb,由h=,因为va>vb,ta<tb,所以有αa<αb,选项A正确,B错误。gt2,知ha<hb,所以插在竖直靶上时,飞镖a在飞镖b的上方,选项C、D错误;设飞镖插在竖直靶上前的瞬时速度与水平方向间的夹角为α,则tan α=
6.如图所示,位于同一高度的小球A、B,分别以速度v1、v2水平抛出,都落在了倾角为30°的斜面上的C点,小球B恰好垂直打到斜面上,则v1、v2之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶2 D.2∶3
C 解析:小球A、B下落的高度相同,则两小球从飞出到落在C点用时相同,均设为t,对小球A有x=v1t,y=gt,则v1∶v2=3∶2,所以C正确。,得v2==gt;小球B恰好垂直打到斜面上,则有tan 30°=,联立解得v1=gt2,又tan 30°=
7.(2020·全国卷Ⅱ)如图所示,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边缘a点比右边缘b点高 0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1,它会落到坑内c点。c点与a点的水平距离和高度差均为h;若经过a点时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到达b点,则 等于( )
A.20 B.18
C.9.0 D.3.0
B 解析:由题意可知当摩托车在a点动能为