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微练(十) 抛体运动
一、单项选择题
1.在高空中匀速飞行的轰炸机,每隔时间t投放一颗炸弹,若不计空气阻力,则投放的炸弹在空中的位置是选项中的(图中竖直的虚线将各图隔离) ( )
A B C D
解析 由题意可知,炸弹被投放后做平抛运动,它在水平方向上做匀速直线运动,与飞机速度相等,所以所有离开飞机的炸弹与飞机应在同一条竖直线上,故A、C两项错误;炸弹在竖直方向上做自由落体运动,从上至下,炸弹间的距离越来越大,B项正确,D项错误。
答案 B
2.第24届冬季奥林匹克运动会由北京市和张家口市联合举办,跳台滑雪是比赛项目之一,如图所示,运动员从跳台边缘的O点水平滑出(运动员可视为质点,忽略空气阻力的影响),落到斜坡CD上的E点。若测得运动员下落的高度约为20 m,O、E两点间的水平距离约为60 m,则运动员从O点滑出时的速度大小约为 ( )
A.10 m/s B.20 m/s
C.30 m/s D.40 m/s
解析 运动员做平抛运动,则h=gt2,x=v0t,解得v0=30 m/s,C项正确。
答案 C
3.由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示,图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点,其中O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c距地面高度相等,下列说法正确的是 ( )
A.到达b点时,炮弹的速度为零
B.炮弹到达b点时的加速度为重力加速度g
C.炮弹经过a、c两点时的速度大小相等
D.炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间
解析 到达b点时,炮弹水平方向速度不为零,A项错误;因为存在空气阻力,则炮弹到达b点时的加速度不为重力加速度g,B项错误;过a、c两点重力势能相等,但从a到c过程中,空气阻力做负功,动能减小,则a点速度更大,C项错误;在竖直方向上,上升过程mg+F阻=ma1,下降过程mg-F阻=ma2,得a1>a2,即上升过程的竖直加速度更大,根据h=at2可知,上升过程的时间更短,D项正确。
答案 D
4.如图将飞镖从同一高度,以不同的速度水平抛出。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向。量出前后两次飞镖落地后与水平面的夹角分别为30°和60°。则前后两次落地点距抛出点水平距离的比为(不计空气阻力) ( )
A.1∶3 B.3∶1
C.∶1 D.1∶
解析 设飞镖从高度h处平抛,飞镖落地后速度与水平面的夹角为θ,根据速度夹角正切值等于位移夹角正切值的两倍,则有tan θ=2,解得x=,因高度h相同,则两次水平位移之比为==,B项正确。
答案 B
5.如图所示,虚线是小球由空中某点水平抛出的运动轨迹,A、B为其运动轨迹上的两点。小球经过A点时,速度大小为10 m/s、与竖直方向夹角为60°;它运动到B点时,速度方向与竖直方向夹角为30°,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。下列说法中正确的是 ( )
A.小球通过B点的速度为12 m/s
B.小球的抛出速度为5 m/s
C.小球从A点运动到B点的时间为1 s
D.A、B之间的距离为6 m
解析 由平抛运动规律知v0=vAsin 60°,v0=vBsin 30°,解得v0=5 m/s,vB=10 m/s,A、B两项错误;竖直速度vAy=vAcos 60°,vBy=vBcos 30°,vBy=vAy+gt,解得t=1 s,C项正确;由-=2gy,x=v0t,s=,解得s=5 m,D项错误。
答案 C
6.如图所示是排球场的场地示意图,设排球场的总长为L,前场区的长度为,网高为h,在排球比赛中,对运动员的弹跳水平要求很高。如果运动员的弹跳水平不高,运动员的击球点的高度小于某个临界值H,那么无论水平击球的速度多大,排球不是触网就是越界。设某一次运动员站在前场区和后场区的交界处,正对网前竖直跳起垂直网将排球水平击出,不计空气阻力,关于该种情况下临界值H的大小,下列关系式正确的是 ( )
A.H=h B.H=h
C.H=h D.H=h
解析 将排球水平击出后排球做平抛运动,排球刚好触网到达底线时,则有=v0,+=v0,联立解得H=h,C项正确。
答案 C
7.(2022·广东卷)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 由题意知枪口与P点等高,子弹和小积木在竖直方向上均做自由落体运动,当子弹击中