内容正文:
第2讲 抛体运动
[基础对点练]
1.(平抛运动规律)(2022·广东卷,6)
如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L.当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t.不计空气阻力.下列关于子弹的说法正确的是( )
A.将击中P点,t大于
B.将击中P点,t等于
C.将击中P点上方,t大于
D.将击中P点下方,t等于
解析:B [由题意知枪口与P点等高,子弹和小积木在竖直方向上做自由落体运动,当子弹击中积木时子弹和积木运动时间相同,根据h=gt2,
可知下落高度相同,所以将击中P点;又由于初始状态子弹到P点的水平距离为L,子弹在水平方向上做匀速直线运动,故有t=,故选B.]
2.(多体平抛运动)如图是对着竖直墙壁沿水平方向抛出的小球a、b、c的运动轨迹,三个小球到墙壁的水平距离均相同,且a和b从同一点抛出.不计空气阻力,则( )
A.a和b的飞行时间相同
B.b的飞行时间比c的短
C.a的水平初速度比b的小
D.c的水平初速度比a的大
解析:D [根据t=可知,b下落的高度比a大,则b飞行的时间较长,根据v0=,因水平位移相同,则a的水平初速度比b的大,选项A、C错误;b的竖直高度比c大,则b飞行的时间比c长,选项B错误;a的竖直高度比c大,则a飞行的时间比c长,根据v0=,因水平位移相同,则a的水平初速度比c的小,选项D正确.]
3.(斜上抛运动)甲、乙两个同学打乒乓球,某次动作中,甲同学持拍的拍面与水平方向成45°角,乙同学持拍的拍面与水平方向成30°角,如图所示.设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直,且乒乓球每次击打球拍前、后的速度大小相等,不计空气阻力,则乒乓球击打甲的球拍的速度v1与乒乓球击打乙的球拍的速度v2之比为( )
A. B.
C. D.
解析:C [由题可知,乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动,根据斜上抛运动的特点可知,乒乓球在水平方向的分速度大小vx保持不变,竖直方向的分速度不断变化,由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直,在甲的球拍处:vx=v1sin 45°,在乙的球拍处:vx=v2sin 30°,所以: = = .故C正确,A、B、D错误.]
4.(平抛运动规律的应用)有一圆柱形水井,井壁光滑且竖直,过其中心轴的剖面图如图所示,一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井,小球与井壁做多次弹性碰撞(碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向,小球竖直方向速度大小和方向都不变),不计空气阻力.从小球水平射入水井到落至水面的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球下落时间与小球质量m有关
B.小球下落时间与小球初速度v有关
C.小球下落时间与水井井口直径d有关
D.小球下落时间与水井井口到水面的高度差h有关
解析:D [因为小球与井壁做多次弹性碰撞,碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向,则将小球的运动轨迹连接起来就是一条做平抛运动的抛物线,可知小球在竖直方向做自由落体运动,下落时间由t= 可知,下落时间与小球的质量m,小球的初速度v以及井口直径均无关,只与井口到水面的高度差h有关,故选D.]
5.(顺着斜面的平抛)如图所示,光滑斜面固定在水平面上,顶端O有一小球,小球从静止释放沿斜面运动到底端B的时间是t1.若给小球不同的水平初速度,使小球分别落到斜面上的A点,经过的时间是t2;落到斜面底端B点,经过的时间是t3;落到水平面上的C点,经过的时间是t4,不计空气阻力,则( )
A.t1<t2 B.t4<t1
C.t3<t4 D.t3<t2
解析:B [小球做平抛运动时:h=gt2,因此下落高度大的时间长,所以有t4=t3>t2,故C、D错误;小球沿斜面下滑时:l=at2,由于a<g,l>h,所以沿斜面下滑时间是最长的,则t4<t1,故A错误,B正确.]
6.(平抛运动的对称性)(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,甲球运动时间与乙球运动时间相等
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
解析:BC [设OA间的竖直高度为h.由O点到A点,甲球运动时间为t甲=.乙球运动时间是甲球的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到A的水平位移等于从O到B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