内容正文:
假期必刷17 抛体运动
抛
体
运
动
实验:探究平抛运动的特点
频闪照相法
描迹法{
平抛
运动
水平方向: 运动,
x= ,vx=
竖直方向: 运动,
y= ,vy=
合运动: 运动,
轨迹为
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
斜抛运动
(以斜上抛
运动为例)
水平方向:v0x= ,做
运动(θ为v0 与水平
方向的夹角)
竖直方向:v0y= ,做
运动(θ为v0 与水平
方向的夹角)
ì
î
í
ï
ï
ï
ïï
ï
ï
ï
ï
ì
î
í
ï
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ï
ï
ï
匀速直线 v0t v0 自由落体
1
2gt
2 gt
匀变速曲线 抛物线 v0cosθ 匀速直线
v0sinθ 竖直上抛
如图,球场上,运动员从某一高度以某一
水平速度击出网球,如果不计空气阻力.
(1)网球将做自由落体运动. ( )
(2)网球做匀变速运动. ( )
(3)网球的初速度越大,下落得越快. ( )
(4)网球的速度方向与水平方向的夹角越来
越大. ( )
(5)若足够高,网球速度方向最终可能竖直
向下. ( )
(6)网球的合位移 的 方 向 与 合 速 度 的 方 向
一致. ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
(6)×
一、选择题
1.关于平抛运动,下列说法中不正确的是
( )
A.平抛运动的下落时间由下落高度决定
B.平抛运动的轨迹是曲线,所以平抛运动
不可能是匀变速运动
C.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹
角一定越来越小
D.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直
线运动和竖直方向的自由落体运动
2.某人站在平台上平抛一小球,球离手时的速
度为v1,落地时的速度为v2,不计空气阻
力,能表示出速度矢量的变化过程的是
( )
3.(多选)学校喷水池中的
喷水口向两旁水平喷水,
如图所示,若忽略空气阻
力及水之间的相互作用,则 ( )
A.喷水速度一定,喷水口越高,水喷得越远
B.喷水速度一定,喷水口越高,水喷得越近
C.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得
越远
D.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得
越近
4.将一个物体以10m/s的速度从5m的高度水
平抛出,落地时它的速度方向与水平地面的夹
角为(不计空气阻力,取g=10m/s2)( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
84
5.在2024年7月26日开
幕的第33届巴黎奥运会
中,中国队夺得乒乓球男
子团体金牌,荣获奥运五
连冠.如图甲、乙两运动员对挑乒乓球,甲运动
员持拍的拍面与水平方向成α=60°,乙运动员
持拍的拍面与水平方向成β=30°.设甲运动员
击打乒乓球时乒乓球从A点弹出,速度与拍面
垂直,大小为2m/s,且乒乓球恰好垂直撞击到
乙运动员的球拍上B点,不计空气阻力,关于
乒乓球此次运动过程中的时间t和A、B两点
间距离L,下列说法正确的是 ( )
A.t=03s B.t=04s
C.L=112m D.L=08m
6.某物体做平抛运动时,它
的速度方向与水平方向
的夹角为θ,其正切值tan
θ随时间t变化的图像如
图所示(g取10m/s2),则
( )
A.第1s内物体下落的高度为15m
B.第1s内物体下落的高度为10m
C.物体的初速度为5m/s
D.物体的初速度是10m/s
7.如图所示,从某高度水平
抛出一小球,经过时间t
到达地面时,速度与水平
方向的夹角为θ,不计空
气阻力,重力加速度为g,
下列说法正确的是 ( )
A.小球水平抛出时的初速度大小为gttanθ
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向
的夹角为θ
2
C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间
变长
D.若小球初速度增大,则θ减小
8.如图所示,从倾角为θ的斜
面上某点先后将同一小球
以不 同 的 初 速 度 水 平 抛
出,小球均落在斜面上,当
抛出的速度为v1 时,小球到达斜面时速度
方向与斜面的夹角为α1;当抛出速度为v2
时,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角
为α2,不计空气阻力,则 ( )
A.当v1>v2 时,α1>α2
B.当v1>v2 时,α1<α2
C.无论v1、v2 关系如何,均有α1=α2
D.α1、α2 的关系与斜面倾角θ有关
9.与地面成一定角度的喷泉
喷出的水如图所示,不计空
气阻力,则下列说法正确
的是 ( )
A.水在最高点时的速度为0
B.水在向上运动过程与在向下运动过程经
过同一高度时的速度大小相等
C.水做的是变加速曲线运动
D.水在运动过程中受到的合力方向总与其
速度方向垂直
二、非选择题
10.(2024扬州市高一期末)棒球运
动是一项集智慧、勇敢、趣味与协
作于一体的集体运动项目,深受
青少年喜爱.如图所示,某次投手
在A 点将球水平抛向捕手,捕手预备在B
点接球,击球员预备在C点击球.棒球可看
作质点,空气阻力不计.已知:A 点离地面
18m,C点离地面10m,A、B 两点的水
平距离为20m,球抛出后经05s到达B
点,g取10m/s2.求:
(1)棒球抛出后到达C点的时间;
(2)棒球被抛出时的速度大小;
(3)若击球员和捕手均未碰到球,棒球落地
时的速度方向.
94
11.如图所示,一位初中生将
一个质量为 m=2kg的
实心球抛出,球离手时距
地面高度约为h=18m,
离手瞬间初速度约为v0
=8m/s,球到达最高点O
时的速度约为v=6m/s,忽略空气阻力,
取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)O点离地面的高度H;
(2)球到达O 点后的运动过程中,平抛落
地点与O点的水平距离s.
12.从某高处以6m/s的初速度、与水平方向成
30°角斜向上抛出一石子,落地时石子的速度
方向和水平线的夹角为60°,(忽略空气阻力,
g取10m/s2)求:
(1)石子在空中运动的时间;
(2)石子的水平射程;
(3)石子抛出后,相对于抛出点能到达的最
大高度;
(4)抛出点离地面的高度.
(2024.江苏卷)喷泉a、b形成如图所示的
形状,不计空气阻力,则喷泉a、b的 ( )
A.加速度相同
B.初速度相同
C.最高点的速度相同
D.在空中的时间相同
05
v12+v22=5cm/s,2s内 红 蜡 块 的 位 移 大 小 是x=vt=
10cm,故B错误,C正确;当玻璃管沿x 轴由静止开始做a
=4cm/s2 的匀加速运动时,红蜡块的合运动为曲线运动,
其轨迹是一条曲线,故 D错误.
答案:C
7.解析:决定物体运动性质的是速度方向和加速度方向,当加
速度方向与速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动;
当加速度方向与速度方向在一条直线上时,物体做直线运
动.若加速度恒定,则物体做匀变速运动.相互垂直的一个匀
速直线运动和一个匀加速直线运动,两个运动不在一条直线
上,且加速 度 是 不 变 的,故 一 定 是 匀 变 速 曲 线 运 动,所 以
选 A.
答案:A
8.解析:由题意可知,笔尖在水平方向向右匀速运动,在竖直方
向相对纸向下加速运动,加速度向下,痕迹弯向加速度一侧,
故选B.
答案:B
9.解析:猴子在竖直方向做初速度大小为8m/s、加速度大小
为4m/s2 的匀减速直线运动,水平方向做速度大小为4m/s
的匀速直线运动,其合运动为曲线运动,故猴子在0~2s内
做匀变速曲线运动,加速度大小为4m/s2,选项 A、D 错误,
B正确;t=0 时 猴 子 的 速 度 大 小 为 v0 = v0x2+v0y2 =
42+82 m/s=4 5m/s,选项 C错误.
答案:B
10.解析:质点所受合外力方向与速度方向不在
同一直线上时,质点做曲线运动;若所受合外
力始终与速度同方向,则做直线运动.若 Fy
=Fxtanα,则Fx 和Fy 的合力F 与v 在同一
直线上(如图所示),此时质点做直线运动;若Fy<Fxtanα,
即tanα>FyFx
,则Fx、Fy 的合力F 与x 轴的夹角β<α,则质
点偏向x 轴一侧做曲线运动.如果Fy>Fx,由于不知道α
角为多少,所以无法判断物体受到的合力与速度v的方向
关系,因此无法判断质点的运动性质,故 A、B错误,C、D
正确.
答案:CD
11.解析:前2s内,物体在y轴方向没有速度,由题图可知,物
体沿x轴方向做匀加速直线运动,故 A 错误;2~4s内,物
体在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向做匀加速直线
运动,根据运动的合成可知,物体做匀加速曲线运动,故 B
错误;在前4s内,物体在x轴方向的位移为x=22×2m
+2×2m=6m,在y轴方向的位移为y=22×2m=2m
,
则4s末物体的坐标为(6m,2m),故 C错误,D正确.
答案:D
12.解析:(1)小圆柱体R 沿竖直方向做匀速直线运动,
有y=v0t
则有t=yv0
=63 s=2s
,
小圆柱体R 沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动,
有x=12at
2,解得a=2x
t2
=2×4
22
cm/s2=2cm/s2,
则此时R 的速度大小:
v= v02+(at)2= 32+42cm/s=5cm/s.
(2)因合力沿x轴正方向,由合力指向运动轨迹弯曲的内侧
可判断运动轨迹示意图 D正确.
答案:(1)5 2 (2)D
13.解:(1)根 据 平 行 四 边 形 定 则 可 确 定 飞 行 器 的 航 向,如 图
所示,
有sinθ=v1v2
=80160=
1
2
,θ=30°,即西偏南30°.
(2)飞行器的合速度v=v2cos30°=80 3km/h,
飞行器飞过所测区域所需时间t=xv =
80 3
80 3
h=1h.
答案:(1)西偏南30° (2)1h
新题快递
解析:在水平方向上,雨滴相对于人的速度为15m/s,方向
向东,在竖直方向上,雨滴的速度为2m/s,方向竖直向下,
设雨滴相对于人的速度方向与竖直方向的夹角为α,则根据
矢量合成法则可知,tanα=v水平v竖直 =
3
4
,解得α=37°,可见伞
柄应向前倾斜,与竖直方向成37°角,故选 A.
答案:A
假期必刷17
技能提升台
技能提升
1.解析:平抛运动的下落时间由下落的高度决定,A正确;平抛
运动的轨迹是曲线,它的速度方向沿轨迹的切线方向,方向
不断改变,所以平抛运动是变速运动,由于其加速度为g 保
持不变,所以平抛运动是匀变速曲线运动,B错误;平抛运动
的速度方向和加速度方向的夹角θ满足tanθ=vxvy
=
v0
gt
,因
为t一直增大,所以tanθ变小,θ变小,C正确;平抛运动可
以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体
运动,D正确.
答案:B
2.解析:小球做平抛运动,加速度恒为g,则速度的变化量 Δv
=gΔt恒定,方向始终为竖直向下,故选 C.
答案:C
37
3.解析:喷水的水平距离x=v0t=v0
2h
g
,v0 一定,h越大,水
喷得越远,选项 A 正确,B错误;h一定,v0 越大,水喷得越
远,选项 C正确,D错误.
答案:AC
4.解析:物体做平抛运动,落地时竖直分速度
vy= 2gh= 2×10×5m/s=10m/s
设落地时它的速度方向与水平地面的夹角为α
则tanα=vyv0
=1,得α=45°.故B正确.
答案:B
5.解析:竖直方向以竖直向下为正方向,竖直方向初速度vy0=
-v0cos60°=-1m/s,
竖直方向末速度vy=vsin60°,
水平方向速度不变,则vx=v0sin60°=vcos60°,
解得vx= 3m/s,vy=3m/s,
下落过程t=vy-vy0g =0.4s
,
A、B 两点间距离L= x2+y2
= (vxt)2+(vy0t+
1
2gt
2)2=0.8m.
答案:BD
6.解析:根据tanθ=gtv0
=gv0
t,对应题图可得gv0
=1,解得v0=
10m/s,D正确,C错误;第1s内物体下落的高度h=12gt
2
=12×10×1
2 m=5m,A、B错误.
答案:D
7.解析:将 小 球 的 速 度、位 移 分 解 如 图 所
示,vy=gt,v0=
vy
tanθ=
gt
tanθ
,故 A错误;
设位移方向与水平方向夹角为α,则tan
θ=2tanα,α≠θ2
,故B错误;平抛运动的
落地时间由下落高度决定,与水平初速度无关,故 C 错误;
由tanθ=vyv0
=gtv0
知,t不 变 时,v0 增 大,则θ 减 小,故 D
正确.
答案:D
8.解析:小球从斜面某点水平抛出后落到斜面上,小球的位移
方向与 水 平 方 向 的 夹 角 等 于 斜 面 倾 角θ,即tanθ= yx =
1
2gt
2
v0t
=gt2v0
,小球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹
角的正切值tanβ=
vy
vx
=gtv0
,故可得tanβ=2tanθ,只要小球
落到斜面上,位移方向与水平方向夹角就总是θ,则小球的
速度方向与水平方向的夹角也总是β,故速度方向与斜面的
夹角总是相等,与v1、v2 的关系无关,C选项正确.
答案:C
9.解析:与地面成一定角度的喷泉喷出的水做斜抛运动,则在
最高点具有水平速度,选项 A 错误;根据 抛 体 运 动 的 对 称
性,水在向上运动过程与在向下运动过程经过同一高度时的
速度大小一定相等,B正确;与地面成一定角度的喷泉喷出
的水做斜抛运动,不计空气阻力,则只受重力,加速度为重力
加速度,则做匀变速曲线运动,C错误;水在运动过程中受到
的合力是重力,只有最高点时合力方向与其速度方向垂直,
其余位置合力方向与速度方向不垂直,D错误.
答案:B
10.解:(1)从A 到C 竖直高度为hAC=18m-1m=08m,
根据hAC=
1
2gt
2,
解得到棒球达C点的时间t=04s.
(2)从A 到B,水平方向,根据xAB=v0tAB
解得v0=40m/s.
(3)棒球从A 到落地,竖直方向有2gh=vy2,
解得vy=6m/s,
则棒球落地时的速度方向与水平方向的夹角正切值tanθ
=
vy
v0
=320.
答案:(1)04s (2)40m/s (3)速度方向与水平方向的
夹角正切值tanθ=320
11.解:(1)忽略空气阻力,小球水平方向做匀速直线运动,当球
到达最高点时,其竖直方向的速度为零,此时小球的水平速
度为v=6m/s,
则竖直初速度为vy= v02-v2=2 7m/s,
小球竖直上升的高度为 Δh=vy
2
2g=14m
,
O 点离地面的高度H=h+Δh=32m.
(2)球到达O 点后做平抛运动,则由 H=12gt
2,
可知t= 2Hg =08s
,
则水平距离s=vt=48m.
答案:(1)32m (2)48m
12.解:(1)如图所示:石子落地时的速度方向和水平线的夹角
为60°,则
vy
vx
=tan60°= 3
即:vy= 3vx= 3v0cos30°= 3×6×
3
2 m
/s=9m/s,
取竖直向上为正方向,落地时竖直方向的速度向下,则
-vy=v0sin30°-gt,得t=12s.
47
(2)石子在水平方向上做匀速直线运动:
x=v0tcos30°=6×12×
3
2 m=
18 3
5 m.
(3)当石子速度的竖直分量减为0时,到达最大高度处,设
最大高度为h,
由于v0y=v0sin30°=6×
1
2 m
/s=3m/s,
由v0y2=2gh得
h=v0y
2
2g =
32
2×10m=045m.
(4)抛出点离地面的高度h1=|v0sin30°×t-
1
2gt
2|=
|6×12×12m-
1
2×10×12
2 m|=36m.
答案:(1)12s (2)18 35 m
(3)045m
(4)36m
新题快递
解析:不计空气阻力,在喷泉喷出的水在空中只受重力,加速
度均为重力加速度,故 A 正确;设喷泉喷出的水竖直方向的
分速度为vy,水平方向速度为vx,竖直方向,根据对称性可
知在空中运动的时间t=2 2hg
,可知tb>ta,D 错误;BC.最
高点的速度等于水平方向的分速度vx=
x
t
,由于水平方向
的位移大小关系未知,无法判断最高点的速度大小关系,根
据速度的合成可知无法判断初速度的大小,BC错误.
答案:A
假期过关验收卷(一)
1.解析:题中的150km 指的是路程,A 错误;题中的8∶00指
时刻,2小时指的是时间间隔,B错误;根据题中数据可以求
出汽车全程行驶的平均速率v=st =
150
2 km
/h=75km/h,
C正确;研究汽车经过某一条减速带所用的时间时不能忽略
车的长度,不可以将车视为质点,D错误.
答案:C
2.解析:伽利略最早提出力不是维持物体运动的原因,A错误;
伽利略根据理想实验得出推论,如果没有摩擦,在水平面上
的物体一旦具有某一速度,将保持这个速度继续运动下去,
B正确;汽车的惯性只与质量有 关,与 行 驶 速 度 无 关,C 错
误;沿桌面运动的物体如果不受拉力作用,会逐渐停止运动,
这是由于受到摩擦阻力的作用;物体长时间不受外力作用的
“自然状态”是静止状态或者匀速直线运动状态,D错误.
答案:B
3.解析:上 升 过 程 中,由 运 动 学 公 式
v22
2a1
+
v22
2a2
=H,得 H=
27m,B正确,A、C、D错误.
答案:B
4.解析:由于物体受到的水平推力F=kt,由二力平衡和作用
力与反作用力的知识可知,物体对墙的压力FN=kt.当F 比
较小时,物体受到的摩擦力Ff 小于物体的重力G,物体将沿
墙壁下滑,此时物体所受的摩擦力为 滑 动 摩 擦 力.由 Ff=
μFN 得滑动摩擦力Ff=μkt.当摩擦力 Ff 大小等于重力 G
时,由于惯性,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍
然是滑动摩擦力.随着时间的增加,摩擦力将大于重力,物体
做减速运动直至静止,滑动摩擦力将突变为静摩擦力,静摩
擦力 与 正 压 力 无 关,跟 重 力 始 终 平 衡,由 上 述 分 析 可 知 B
正确.
答案:B
5.解析:设 MN=2h,则到达O 点的速度v= 2gh,则 NP=
v 2hg =2h
,
即 MN 与NP 的长度之比为1∶1,故选 A.
答案:A
6.解析:当增加 A、B之间的距离,整个系统再次达到平衡状态
后,系统竖直方向上受到杆对小环 A 和 B的支持力还有物
块的重力;由于物块重力不变,所以小环 A 和 B所受支持力
保持不变,A 错 误;对 小 环 A 隔 离 分 析,受 到 细 线 的 拉 力
FT,杆的支持力FN 及水平向左的摩擦力Ff 作用,设细线与
杆夹角为θ,由平衡条件知小环 A 受到的合力为0,FTcosθ
=Ff,FTsinθ=FN,当增加 A、B之间的距离时θ减小,由于
FN 不变,所以可得FT 变大,Ff 变大,根据对称性可知小环
B受到的摩擦力也增大,B、D错误,C正确.
答案:C
7.解析:设 A、B、C的质量均为 m.开始时,以 A、B、C组成的
系统为研究对象,由平衡条件得:mg+mg+mg=F1,得轻
绳1的张力为:F1=3mg,剪断轻绳1的瞬间,弹簧的弹力不
能突变,所以对B,此瞬间的合力为0,加速度为0;剪断轻绳
2前,以 A、B组成的系统为研究对象,由平衡条件推论可知
F1=mg+mg+F2,F2=mg,剪断轻绳2瞬间,弹簧的弹力
不能突变,此瞬间B 合力大小等于F2=ma,加速度a=g,方
向竖直向上,故 A正确,B、C、D错误.
答案:A
8.解析:无风时,对气球受力分析得F浮 =mg+FT=9N,A 正
确;有风时,气球保持静止,故合力为0,B、C 错误;有风时,
设轻绳与竖直方向的夹角为θ,对气球受力分析得F风 =FT′
sinθ,F浮 =mg+FT′cosθ,联立解得FT′=10N,D正确.
答案:AD
9.解析:拉B没有被拉动,A、B之间没有相对运动和相对运动
趋势,所以 A、B之间没有摩擦力,B错误,A正确;把 A、B看
成一个整体,在水平方向上受到向右的水平拉力F 作用,由
力的平衡可知,B受到桌面的摩擦力,大小为F,方向向左,C
错误;若撤去外力F 后,A、B之间,B与桌面之间都没有相
对运动和相对运动趋势,所以 A 与 B、B与桌面间都没有摩
擦力,D正确.
答案:AD
10.解析:若小球恰好落到台阶2的右边沿,竖直方向有2h=
1
2gt2
2,解得t2=
4h
g =
2
5 s
,
水平方向有2x=v2t2,解得v2=
2x
t2
=2 2m/s,
若小球恰好落到台阶3的右边沿,则有3h=12gt3
2,
57