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“科学思维”专练(一) 抛体运动规律的应用
一、选择题
1.在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出三个小球,不计空气阻力,经过相等的时间(设小球均未落地)( )
A.做竖直下抛运动的小球加速度最大
B.三个小球的速度变化量相同
C.做平抛运动的小球速度变化最大
D.做竖直下抛运动的小球速度变化最小
解析:选B 在运动过程中三个小球都是只受重力作用,加速度相同,同理由Δv=gΔt,可知在相等时间内速度变化量相同,A、C、D错误,B正确。
2.乒乓球作为我国的国球,故打乒乓球是一种大家喜闻乐见的体育运动,它对场地要求低且容易上手。如图所示,某同学在家锻炼时,对着墙壁练习打乒乓球,球拍每次击球后,球都从同一位置斜向上飞出,其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上,不计空气阻力,则球在这两次从飞出到撞击墙壁前( )
A.飞出时的初速度大小可能相等
B.飞出时的初速度竖直分量可能相等
C.在空中的运动时间可能相等
D.撞击墙壁的速度可能相等
解析:选A 将乒乓球的运动反向处理,即为平抛运动,由题知,两次的竖直高度不同,所以两次运动时间不同,故选项C错误;在竖直方向上做自由落体运动,因两次运动的时间不同,故初速度在竖直方向的分量不同,故选项B错误;撞击墙壁的速度,即可视为反向平抛运动的水平初速度,两次水平射程相等,但两次运动的时间不同,故两次撞击墙壁的速度不同,故选项D错误;由上分析,可知竖直速度大的,其水平速度就小,所以根据速度的合成可知,飞出时的初速度大小可能相等,故选项A正确。
3.如图所示,用一只飞镖在O点对准前方的一块竖直挡板水平抛出,O与A在同一水平线上,当飞镖的水平初速度分别为v1、v2、v3时,打在挡板上的位置分别为B、C、D,且AB∶BC∶CD=1∶3∶5,(不计空气阻力)则v1∶v2∶v3的值为( )
A.3∶2∶1 B.5∶3∶1
C.6∶3∶2 D.9∶4∶1
解析:选C 忽略空气阻力,则飞镖被抛出后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=gt2,解得:t=,所以三次小球运动的时间比t1∶t2∶t3=∶∶=1∶2∶3;水平位移相等,根据v=得:v1∶v2∶v3=∶∶=6∶3∶2,故C正确。
4.如图所示,一篮球从离地H高处的篮板上A点以初速度v0水平弹出,刚好在离地h高处被跳起的同学接住,不计空气阻力。则篮球在空中飞行的( )
A.时间为
B.时间为
C.水平位移为v0
D.水平位移为v0
解析:选C 根据H-h=gt2知,篮球在空中飞行的时间:t= ,故A、B错误;篮球的水平位移为:x=v0t=v0 ,故C正确,D错误。
5.如图所示,斜面上有a、b、c、d四个点,ab=bc=cd。从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上的b点。若小球从O点以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它将落在斜面上的( )
A.b与c之间某一点 B.c点
C.c与d之间某一点 D.d点
解析:选A 如图所示,m、b、n在同一水平面上,且mb=bn,假设没有斜面,小球从O点以速度2v水平抛出后,将经过n点,则它将落在斜面上的b与c之间的某一点,A正确。
6.在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )
A.2倍 B.4倍
C.6倍 D.8倍
解析:选A 画出小球在斜面上运动轨迹,如图所示,可知:x=vt,x·tan θ=gt2,
则x=·v2,即x∝v2,甲、乙两球抛出速度为v和,则相应水平位移之比为4∶1,由相似三角形知,下落高度之比也为4∶1,由自由落体运动规律得,落在斜面上竖直方向速度之比为2∶1,由落至斜面时的速率v斜=可得落至斜面时速率之比为2∶1。
7.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. B.
C. D.
解析:选B 由题意可知,水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为实际的,根据h=gt2,得t=,所以时间变为实际的,水流出的速度v=,由于水平位移变为实际的,时间变为实际的,则水流出的速度为实际的,故选项B正确。
8.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面的顶端,先后将同一小球以不同的初速度水平向左抛出,第一次初速度为v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为α1,落点与抛出点间的距离为x1,第二次初速度为v2,且v2=1.5v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为α2,落点与抛出点间的距离为x2,则( )
A.α2>α1 B.α2=α1
C.x2=1.5x1 D.x2=3x1
解析:选B