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微专题1 抛体运动规律的应用
一、单项选择题:本题共6小题。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,斜面上有a、b、c、d四个点,ab=bc=cd,从a点正上方O以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上的b点。若小球从O以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( A )
A.b与c之间某一点 B.c点
C.d点 D.c与d之间某一点
解析:如图,过b点作一条与水平面平行的直线,若没有斜面,当小球从O点以速度2v水平抛出时,小球落在水平面上时水平位移变为原来的2倍,则小球将落在所画水平线上c点的正下方,但是现在有斜面的限制,小球将落在斜面上的b、c之间,故选A。
2.(2022·上海虹口区期末)如图,质量为M的斜面静止在水平面上,
MNPQ是斜面上的四个顶点,并构成一个边长为L的正方形,斜面与水平面夹角为30°。两质量均为m的光滑小球A、B先后分别从斜面的顶端M出发,A球初速度为0,B球初速度水平,而且刚好经过Q点。
下列说法中正确的是( B )
A.A球到P点的速度大小与B球到Q点的速度大小相等
B.A球从M点到P点与B球从M点到Q点所用的时间相等
C.B球的初速度大小为v=
D.A球运动过程中地面对斜面的支持力小于B球运动过程中地面对斜面的支持力
解析:A球受到重力和斜面的支持力,沿斜面做匀加速直线运动,其加速度由重力沿斜面向下的分力提供,即a1=gsin θ,其中θ为斜面的倾角,则a1=L,所以t1=,A球到达P点的速度vA=a1t1=;
B球受到重力和斜面的支持力,平行于斜面的棱MN的方向做匀速直线运动,沿斜面的棱MP的方向做匀加速直线运动,则a2=gsin θ,
又a2=L,所以t2==t1,B球到达Q点时,沿斜面方向的分速度vQy=a2t2=,所以A球到P点的速度大小小于B球到Q点的速度大小,故A错误,B正确。B球在水平方向做匀速直线运动,
有L=vt2,B球的初速度大小为v=,C错误。两个小球在运动的过程中都是只受到重力和斜面的支持力,二者都是相等的,所以两种情况下斜面体都是受到重力Mg、地面的支持力、小球的压力、地面的摩擦力,由于重力Mg、小球的压力都是相等的,所以两球运动过程中地面对斜面的摩擦力相等,地面对斜面的支持力也相等,D错误。
3.如图所示,两个相对的斜面的倾角分别为37°和53°,在斜面顶点把两个可视为质点的小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上。若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为( D )
A.1∶1 B.1∶3
C.16∶9 D.9∶16
解析:根据平抛运动的规律以及落在斜面上的特点可知,x=v0t,y=gt2,
tan θ=,得t=;分别将37°、53°代入,可得A、B两个小球做平抛运动所经历的时间之比为tA∶tB=tan 37°∶tan 53°=9∶16,选项D正确,A、B、C错误。
4.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m,一小球从台阶右边沿以水平速度v飞出,g取10 m/s2,欲打在第4级台阶上,
则v的取值范围是( A )
A. m/s<v≤2 m/s
B.2 m/s<v≤3.5 m/s
C. m/s<v< m/s
D.2 m/s<v< m/s
解析:根据平抛运动规律,有h=gt2,x=vt,若小球打在第4级台阶的边缘上,下降高度h1=4d,根据h1=g得t1=,水平位移x1=4d,得平抛的最大速度v1==2 m/s;若小球打在第3级台阶的边缘上,下降高度h2=3d;同理得平抛的最小速度v2= m/s,所以速度范围为
m/s<v≤2 m/s,故A正确。
5.如图所示,在M点分别以不同的速度将两个小球水平抛出,两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影,∶=1∶3,且不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是( D )
A.两小球的下落时间之比为1∶3
B.两小球的下落时间之比为1∶4
C.两小球的初速度大小之比为1∶3
D.两小球的初速度大小之比为1∶4
解析:两球的抛出点高度相同,故下落时间相同,故A、B项错误;两小球的水平位移分别为和,故水平位移之比为1∶4,故由x=vt可知两小球的初速度之比为1∶4,故D项正确,C项错误。
6.如图所示,A、B两个小球在同一竖直线上,离地高度分别为2h和h,将两球水平抛出后,两球落地时的水平位移之比为1∶2。则下列说法正确的是( D )
A.A、B两球的初速度之比为1∶4
B.A、B两球的初速度之比为1∶2
C.若两球同时抛出,则落地的时间差为
D.若两球同时落地,则两球抛出的时间差为(-1)
解析:由x=v0t和y=gt2知v1==,v2==x,因此两球的初速度之比为1∶2,A、B项错误;若两球同时