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专题4 抛体运动与圆周运动
一.选择题(共28小题)
1.(2020•浙江)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( )
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
【解答】解:钢球做平抛运动,落到斜挡板上时,斜挡板的倾角表示位移与水平方向的夹角,tanθ
解得下落时间为:t,
假设初速度为2v0时,钢球仍落到斜挡板上,则下落时间t'=2t,竖直方向上下落高度h'4h,其中h为以v0的水平速度飞出时下落的高度,故钢球落到了地面上,假设不成立。
钢球落到地面上,下落高度为2h,其中t,则有:t',故C正确,ABD错误。
故选:C。
2.(2022•浙江模拟)如图所示,足球被踢出后在空中依次经过a、b、c三点,运动轨迹如图所示,b为最高点,a、c两点等高.则足球( )
A.在b点的加速度方向竖直向下
B.在a点的机械能比在b点的大
C.在a点的动能与在c点的相等
D.从a运动到b的时间大于从b运动到c的时间
【解答】解:A、在b点,足球运动方向向右,空气阻力水平向左,故此刻足球的加速度斜向下,故A错误;
B、由于过程中空气阻力做负功,机械能减小,故在a点的机械能比在b点的大,故B正确;
C、从a运动到c过程中机械能减小,a、c两点的重力势能相等,则a点的动能比在c点的动能大,故C错误;
D、足球被踢出后,对足球受力分析,足球受到重力和空气阻力,当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下,b运动到c的空气阻力向上,故a运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于从b运动到c的过程中的加速度,a、c两点等高,故从a运动到b的时间小于从b运动到c的时间,故D错误;
故选:B。
3.(2022•温州三模)如图所示是中国航天科工集团研制的一种投弹式干粉消防车。灭火车出弹口到高楼水平距离为x,在同一位置灭火车先后向高层建筑发射2枚灭火弹,且灭火弹均恰好垂直射入建筑玻璃窗,假设发射初速度大小均为v0,v0与水平方向夹角分别为θ1、θ2,击中点离出弹口高度分别为h1、h2,空中飞行时间分别为t1。灭火弹可视为质点,两运动轨迹在同一竖直面内,且不计空气阻力,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.高度之比
B.时间之比
C.两枚灭火弹的发射角满足θ1+θ2=90°
D.水平距离与两枚灭火弹飞行时间满足x=2gt1t2
【解答】AB.竖直方向的初速度分别为vy1=v0sinθ1
vy2=v0sinθ2
根据
2gh
可得
根据
vy=gt
可得
故AB错误;
C.水平方向x=v0cosθ1v0cosθ2
可得
sin2θ1=sin2θ2=sin(90°﹣2θ2)
结合数学关系可得
θ1+θ2=90°
故C正确;
D.水平方向x=v0cosθ1•t1
竖直方向
v0sinθ2=gt2
结合
θ1+θ2=90°
可得
sinθ2=cosθ1
可得
x=gt1t2
故D错误。
故选:C。
4.(2022•温州三模)如图所示,甲图是从高空拍摄的北京冬奥会钢架雪车赛道的实景图,乙图是其示意图。比赛时,运动员从起点沿赛道快速向终点滑去,先后经过A、P、B、C、D五点。运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
【解答】解:根据曲线运动速度的特点:曲线运动某一点速度的方向沿该点切线的方向,可以画出各点速度的方向大体如图,可知A点速度的方向与经过P点的速度方向最接近。故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.(2022•浙江模拟)第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开,如图甲所示为运动员跳台滑雪运动瞬间,运动示意图如图乙所示,运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,运动轨迹上的E点的速度方向与轨道CD平行,设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1与t2,(忽略空气阻力,运动员可视为质点),下列说法正确的是( )
A.t1<t2
B.t1>t2
C.若运动员离开C点的速度加倍,则落在斜面上的速度方向不变
D.若运动员离开C点的速度加倍,则落在斜面上距C的距离也加倍
【解答】解:AB、以C点为原点,CD为x轴,和CD垂直向上方向为y轴,建立坐标系如图:
对运动员的运动进行分解,y轴方向做类竖直上抛运动,x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与轨道平行时,在y轴方向上到达最高点,根据y方向运动的对称性,知t1=t2,故AB错误;
C、设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为α,斜面的倾角为θ,则有:
tanα
tanθ
则得:tanα=2tanθ
θ一定,则α一定,则知运动员落在斜面上的速度方向与从C点飞