专题06 抛体运动-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理上学期期末真题分类汇编(江苏专用)
2024-12-12
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2份
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84页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第五章 抛体运动 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.77 MB |
| 发布时间 | 2024-12-12 |
| 更新时间 | 2024-12-13 |
| 作者 | 小林老师 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49283786.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题06 抛体运动
考点一 曲线运动
1.(23-24高一上·江苏镇江·期末)一个物体在沿水平面内拉力F作用下,沿着光滑水平面从A点运动到D点,其运动轨迹如虚线所示。下列说法正确的是( )
A.AB段拉力F方向一定不变
B.BC段拉力F可能不为0
C.CD段拉力F与速度方向一致
D.全过程力F可能为恒力
2.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示,“香蕉球”是足球在空中运动径迹类似香蕉形弧线的一种运动,则( )
A.在研究如何踢出“香蕉球”时,球不能视为质点
B.球运动的位移大小等于路程
C.球运动过程中仅受重力
D.球的速度方向与加速度方向共线
3.(23-24高一上·江苏盐城·期末)路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内车匀速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升,则关于这段时间内站在梯子上的工人的描述正确的是( )
A.工人运动轨迹是曲线
B.工人运动轨迹可能是直线
C.工人受到的重力与支持力大小相等
D.工人可能做非匀变速运动
4.(23-24高一下·上海·期末)一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高一下·江苏盐城·期末)一个物体做曲线运动时( )
A.所受外力的合力一定变化 B.速度的方向可能不变
C.所受外力的合力可能为0 D.速度的大小可能不变
6.(23-24高一上·江苏南京·期末)一架飞机在空中沿水平直线飞行,并以相等的时间间隔自由释放炸弹(无动力),在空中形成以下四种排列图景,不计空气阻力,则关于飞机运动的相关表述中正确的是( )
A.(1)中飞机可能向右匀速直线运动 B.(2)中飞机可能向右匀减速直线运动
C.(3)中飞机可能向左匀加速直线运动 D.(4)中飞机可能向右匀加速直线运动
7.(23-24高一上·江苏扬州·期末)在某次抢险救灾过程中,直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,该消防员( )
A.运动轨迹可能为①
B.运动轨迹可能为②
C.所受合力可能为F1
D.所受合力可能为F2
8.(22-23高二下·江苏南京·期末)“风洞”实验是飞行器研制工作中的重要过程。一小球在光滑的水平面上以穿过一段风带,经过风带时风会给小球一个与方向垂直、水平向北的恒力,其余区域无风,小球穿过风带过程的运动轨迹及穿过风带后的速度方向表示正确的是( )
A. B. C. D.
9.(22-23高一上·江苏淮安·期末)关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是匀变速运动
B.物体做曲线运动时,加速度一定不为零
C.物体做曲线运动时,不可能受恒力的作用
D.物体做曲线运动时,加速度方向与速度方向可能在同一直线上
10.(23-24高一下·江苏盐城·期末)如图所示,在灭火抢救过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,消防队员先升好云梯,并保持角度不变,然后沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速前进。则消防队员的运动是( )
A.匀加速直线运动 B.匀变速曲线运动
C.变加速曲线运动 D.水平方向是匀速运动
考点二 小船过河
11.(23-24高一上·江苏无锡·期末)救援员驾驶摩托艇救人.洪水沿江向下游流去,江岸平直,水流速度为v1,摩托艇在静水中的航速为v2,救人的地点A离岸边最近处O的距离为d,如在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O点的距离为( )
A. B. C.0 D.
12.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。 若水流速度减小,为保持航线不变,下列措施与结论正确的是( )
A.减小船速,过河时间变长 B.减小船速,过河时间不变
C.增大船速,过河时间不变 D.增大船速,过河时间缩短
13.(22-23高二下·江苏南京·期末)小船在宽的河中渡河,水流速度为,船在静水中的速度为,则下列说法正确的是( )
A.小船无法到达正对岸 B.小船渡河的最小位移为
C.小船渡河的最短时间为 D.小船渡河的最短时间是
14.(23-24高一上·江苏徐州·期末)如图所示,小船沿图中虚线垂直河岸渡河。若途中水流速度增大,为保持原航线渡河,在不改变大小的情况下,则( )
A.增大与航线之间的夹角,渡河时间变长
B.增大与航线之间的夹角,渡河时间变短
C.减小与航线之间的夹角,渡河时间变长
D.减小与航线之间的夹角,渡河时间变短
15.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)小船在静水中的速度为,它要渡过一条30m宽的河,水流速度为,下列说法正确的是( )
A.这只船可能抵达河的正对岸
B.这只船的速度一定是
C.过河的时间可能是6s
D.过河的时间可能是12s
16.(22-23高一上·江苏镇江·期末)如图所示,一小船船头垂直指向河岸渡河,船相对静水的速度不变,若渡河过程中水速增大,则下列说法正确的是( )
A.渡河位移不变 B.渡河时间变短 C.渡河时间变长河岸 D.渡河时间不变
考点三 关联速度及运动的合成与分解
17.(23-24高一上·江苏镇江·期末)跳伞员进行跳伞训练,无风时跳伞,跳伞员竖直下落,着地速度是4m/s。有风时,跳伞员在竖直方向的运动情况与无风时相同,在水平方向上风使他获得了3m/s的速度,跳伞员着地时速度大小为( )
A.1m/s B.7m/s C.5m/s D.m/s
18.(23-24高一上·江苏盐城·期末)如图所示,匀速向右运动的汽车用跨过光滑定滑轮的轻绳提升物块A,则A到达滑轮之前( )
A.做匀速运动 B.做加速运动 C.绳的拉力变大 D.绳的拉力不变
19.(23-24高一上·江苏盐城·期末)某质点在Oxy平面上运动。时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.时,质点的速度为
B.质点运动的加速度大小为
C.时,质点速度与x轴夹角为
D.内,质点运动位移的大小为
20.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示,圆环与水平杆AB固定在同一竖直平面内,小球P、Q用小铰链(图中未画出)分别与轻杆两端相连,P沿圆环运动的同时Q可沿杆AB运动。若P沿环运动至最低点时的速度大小为v,此时轻杆与水平杆AB间的夹角为θ,Q的速度大小为( )
A. B. C. D.
21.(23-24高一上·江苏常州·期末)在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示)。把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A.玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B.玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C.玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D.玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
22.(23-24高一上·江苏常州·期末)某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。在Oxy平面上大致描绘质点在2s内的运动轨迹,下面四图中正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(23-24高一上·江苏宿迁·期末)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于点O,现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动,运动过程中保持铅笔的高度不变,悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。在铅笔未碰到橡皮前,下列说法正确的是( )
A.橡皮做曲线运动且速度大小不变 B.橡皮受到细线拉力大于其重力
C.直线运动且速度大小不变 D.直线运动且速度大小改变
考点四 平抛运动和斜抛运动
24.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列说法正确的是( )
A.加速度大的物体速度一定大
B.速度大的物体加速度一定大
C.物体做曲线运动时在某点的受力方向沿着曲线在该点切线方向
D.平抛运动是匀变速运动
25.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)如图三个小球,开始时A、B等高,A、C在同一竖直线上。若让三个小球同时开始运动,A做初速度为的平抛运动,B做自由落体,C沿水平方向以匀速直线运动,则( )
A.以B球为参考系,A球做匀速直线运动
B.以A球为参考系,B球静止
C.以C球为参考系,A球做平抛运动
D.以A球为参考系,C球做匀速直线运动
26.(22-23高一上·江苏淮安·期末)用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示,拍摄时,光源的频闪频率为10Hz,a球从A点水平抛出的同时,b球自B点开始下落,背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取,不计空气阻力。根据照片显示的信息,下列说法中正确的是( )
A.不能确定a球是否从A点水平抛出
B.不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
C.不能确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动
D.当a球与b球运动了时它们之间的距离最小
27.(23-24高二上·江苏南京·期末)如图所示,一名运动员在参加跳远比赛,他腾空过程中离地面的最大高度为,成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为,运动员可视为质点,不计空气阻力,。则等于( )
A. B. C. D.
28.(23-24高一上·江苏连云港·期末)如图所示,小明从同一高度将相同的A、B两个篮球先后抛出,篮球恰好都能垂直打在篮板上的点。已知篮球A、B抛出时与水平方向的夹角分别为、,运动时间分别为、,抛出时初速度的大小分别为、,不计空气阻力。则( )
A. B. C. D.
29.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示为A、B两个小球从同一位置抛出的运动轨迹,它们上升的最大高度相同,但水平射程不同,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.A球在空中的运动时间比B球的短
B.A球的加速度比B球的大
C.经过最高点时A球的速度比B球的大
D.落地前瞬间A球的速度比B球的小
30.(23-24高一上·江苏常州·期末)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B.谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1
C.谷粒2的水平分速度等于v1
D.两谷粒从O到P的平均速度相等
31.(23-24高一上·江苏徐州·期末)如图所示,将一小球从水平地面以不同角度、相同大小的初速度抛出,不计空气阻力。则从抛出到落地的过程中,小球的初速度方向与地面间夹角较大时( )
A.水平射程一定较大
B.落地速度一定较大
C.在空中运动时间一定较长
D.在相同时间内速度变化量一定较大
32.(23-24高一上·江苏·期末)如图所示,在水平地面上M点的正上方h高度处,将小球S1以速度大小为v水平向右抛出,同时在地面上N点处将小球S2以速度大小为v竖直向上抛出。在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇,不计空气阻力。关于这段过程,下列说法中正确的是( )
A.两球的速度变化不同
B.相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为45°
C.两球的相遇点在N点上方处
D.M、N间的距离为2h
33.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可视为平抛运动。若摩托车后轮恰好落到壕沟对面。g取。
(1)在图中画出摩托车飞跃壕沟过程的位移x;
(2)求摩托车后轮离开地面前的速度。
34.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将一小球以v0=10m/s的速度水平抛出,经过1s小球落地,不计空气阻力,(g取10m/s2),求:
(1)水平方向的位移大小;
(2)落地时的速度。
35.(23-24高一上·江苏镇江·期末)如图所示,小华同学进行投篮训练,抛出后经t=0.5s篮球垂直击中篮板,击中篮板时篮球的速度为v=10m/s。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求
(1)篮球出手点与篮板的水平距离x;
(2)篮球抛出时的初速度大小。
36.(23-24高一上·江苏南京·期末)如图所示,一个小球从O点正上方h=3.2m处的M点,以初速度v0抛出,AP、BQ为两块足够高的竖直挡板,B点右侧水平地面上有一点N,已知AO=OB=BN=2m,小球与挡板碰撞时会“对称式”反弹(即水平速度等值反向、竖直速度不变),碰撞时间不计,挡板厚度不计,重力加速度g=10m/s2,则:
(1)若小球水平向右抛出,与挡板碰撞一次后,恰好落到O点,求v0的大小;
(2)若小球向右上方抛出,与挡板垂直碰撞后,恰好落到A点,过程中只有一次碰撞,求小球从抛出到落地的总时间t;
(3)若在挡板BQ上开一个略大于球的小孔,将小球水平抛出,小球与挡板碰撞3次后从小孔飞出,并恰好击中N点,小球与小孔不碰撞,求小孔距离B点的高度H。
考点五 探究平抛运动的特点
37.(23-24高一上·江苏无锡·期末)如图是宇航员在月球表面水平抛出一小球的频闪照片的一部分。已知照片上小方格的实际边长为a,闪光周期为T,据此可知( )
A.小球平抛的初速度为
B.月球上的重力加速度为
C.照片上A点是平抛的起始位置
D.小球运动到D点时竖直速度大小为
38.(23-24高一上·江苏常州·期末)如图所示,在“研究平抛运动”实验中,横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点,从而确定平抛运动的轨迹,关于此实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道末端可以不水平
B.坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
C.每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
D.斜槽轨道必须是光滑的
39.(23-24高三上·江苏无锡·期末)用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是( )
A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,观察A、B两球是否同时落地
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时,可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
40.(23-24高一上·江苏镇江·期末)在做“探究平抛运动规律”实验时,通过描点法画出小球平抛运动轨迹,并求出平抛运动初速度。实验装置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端可以不水平
C.本实验需要用天平称出小球的质量
D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
41.(23-24高一上·江苏无锡·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中,实验装置如图所示,为了描绘小球的运动轨迹,下列说法不正确的是( )
A.斜槽M的末端要水平 B.斜槽M不需要光滑
C.小球每次应在斜槽M上的同一点释放 D.抛出点应选在小球处在斜槽M末端时球的上端
42.(23-24高一上·江苏南京·期末)某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点” 实验,下列说法正确的是( )
A.实验所用斜槽轨道必须光滑
B.小球运动时与坐标纸有摩擦不影响实验结果
C.实验中小球须从同一位置静止释放
D.调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速率相同
43.(23-24高一上·江苏泰州·期末)用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端飞出,落在水平挡板MN上,在白纸上留下印迹。多次实验,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球运动的轨迹。下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度需要等间距变化
D.要从斜槽上不同的位置释放钢球
44.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中。
步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)在如图1所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,通过 (选填“眼睛看”或“耳朵听”)方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
(2)在如图1所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落。重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总同时落地,该实验表明 。
A.平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B.平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点
(3)如图2所示,在探究平抛运动水平分运动的特点时,除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉之外,下列器材中还需要的有 。
A.重锤线 B.秒表 C.弹簧测力计 D.天平 E.白纸和复写纸
(4)利用图2的装置进行实验,钢球释放后落在倾斜档板上,就会挤压复写纸,并在白纸上留下印迹。多次试验,白纸上留下了10个印迹,如果用画圆法确定钢球的落点,图3中画的三个圆最合理的是 。
A.A B.B C.C
(5)某同学通过实验,得到了钢球做平抛运动的轨迹,如图4中的曲线OP所示。以O点为坐标原点,水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系。已知小球在y方向的分运动是自由落体运动,他猜想小球在x方向的分运动是匀速直线运动。请你根据图3,简要说明如何验证该同学的猜想 。
1.(23-24高一上·江苏南京·期末)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于点O,现用一支铅笔贴着细线的顶端水平向右匀速移动,运动过程中悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。在铅笔未碰到橡皮前,关于橡皮的运动下列说法正确的是( )
A.橡皮做匀加速直线运动
B.橡皮做匀速直线运动
C.橡皮做匀变速曲线运动
D.橡皮做速率不变的曲线运动
2.(23-24高一上·江苏南通·期末)在静水中速度为的小船,为垂直渡过宽度为d的河流,船头与河岸成θ角斜向上游,如图甲所示。航行中发现河水流速与河岸间距离x的关系如图乙所示,为使小船仍能到达正对岸,下列措施中可行的是( )
A.保持船头方向不变,先增大后变小
B.保持船头方向不变,先变小后增大
C.保持船速大小不变,θ先增大后减小
D.保持船速大小不变,θ一直减小
3.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图所示为某种机械装置,物块B放置在两固定挡板中,物块B和木楔A的质量均为m,木楔倾角为30°,所有接触面均光滑。现用水平恒力F推动木楔A水平向左运动,物块B被顶起。则( )
A.物块B与左侧挡板间无挤压
B.当,物块B才会被顶起
C.若A向左匀速,B将被加速顶起
D.A运动的速度始终大于B上顶的速度
4.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图所示为某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机悬停在距水平地面的高度处,某时刻以的加速度水平向右飞行,5s时释放一个小球。空气阻力忽略不计,g取。下列说法正确的是( )
A.小球在空中运动的时间为2s
B.小球落地时的速度大小为
C.小球落地点与释放点之间的水平距离为8m
D.小球落地时与无人机之间的水平距离为10m
5.(23-24高一上·江苏南京·期末)在某次研究平抛运动的实验中:
(1)如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球由静止自由下落,可观察到两小球同时落地;改变两小球距地面的高度和打击的力度,多次实验,都能观察到两小球同时落地。根据实验, (选填“能”或“不能”)判断出A球在竖直方向做自由落体运动。
(2)如图乙所示,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点,移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
①为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的,下列实验条件必须满足的是 。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末端水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
②取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于O点,钢球的 (选填“最上端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点。
③某同学做实验时记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图丙所示的坐标系,平抛轨迹上的这三点的坐标值已在图中标出,根据图中数据判断,A点 (选填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点,小球平抛的初速度为 m/s。(取g=10m/s2)
④某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他以某点迹为坐标原点,沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向,建立直角坐标系xOy,并测量出另外两个点迹的坐标值(x1,y1)、(x2,y2),且2x1>x2,如图丁所示,假设各个点迹之间的时间间隔相等,则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为 (用x1、x2、y1、y2坐标表示)。
6.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中,某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
D.图中档条MN每次必须等间距下移
(2)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是__________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
C.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
(3)在某次实验中,甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是__________。
A. B.
C. D.无法判断
(4)乙同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。则小球运动到图中位置A时,其速度的水平分量大小为 ;根据图中数据可得,当地重力加速度的大小为 。(结果保留两位有效数字)
7.(23-24高一上·江苏·期末)在“探究平抛物体的运动”的实验中:
(1)如图甲所示,下列说法不正确的是 。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.小球1和小球2必须从同一高度由静止释放
C.该装置可以验证平抛运动水平方向做匀速直线运动
D.小球1与斜槽的摩擦越大,在空中运动的时间越长
(2)某次利用频闪照片探究平抛运动的实验,得到小球运动轨迹中的四个点a、b、c、d如图乙所示。已知图乙中背景方格的边长均为,重力加速度大小为。
①请判断a点是否为抛出点 (填“是”或“否”)
②小球从a点运动到b点的时间为 s;
③小球做平抛运动的水平初速度 (请用字母L和t表示)
(3)一根水平放置的排污管正在向排污池排出大量污水,管口离地面有一定的高度,小明发现水流呈现上端粗下端细的现象,如图丙所示、假设液体的流量不变(流量:单位时间流过管道某一截面的液体的体积),忽略空气阻力,请解释出现该现象的原因 。
8.(22-23高三上·江苏南京·期末)如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭。假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭的速度为v2,跑道离固定目标的最近水平距离OC=d。不计空气阻力的影响,重力加速度为g。
(1)若运动员射出的箭能命中目标,求箭在空中飞行的最短时间及放箭处离目标的距离;
(2)设箭垂直AB水平射出,并把箭看成质点,并能击中靶心。若已知箭的质量为m,并以过出射点的水平面为零势能面,箭击中靶心时的动能多大?
(3)设箭垂直AB水平射出,并把箭看成质点,箭射出时的位置离地面的高度为H1,靶心离地面上O处高度为H2,靶是边长为a正方形,已知,运动员要击中靶,则运动员静止时射出的箭的速度为v2应满足什么条件?运动员应在跑道的什么位置放箭?
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专题06 抛体运动
考点一 曲线运动
1.(23-24高一上·江苏镇江·期末)一个物体在沿水平面内拉力F作用下,沿着光滑水平面从A点运动到D点,其运动轨迹如虚线所示。下列说法正确的是( )
A.AB段拉力F方向一定不变
B.BC段拉力F可能不为0
C.CD段拉力F与速度方向一致
D.全过程力F可能为恒力
【答案】B
【详解】A.物体在AB段做曲线运动,拉力F方向可能不变,可能改变,故A错误;
B.物体在BC段做直线运动,若为匀速运动,则拉力F为0,故B正确;
C.物体在CD段做曲线运动,拉力F方向与速度方向不在同一直线上,故C错误;
D.物体在AB段拉力F方向指向曲线内侧,在BC段F方向与BC在同一直线上,在CD段拉力F方向指向曲线内侧,故拉力不可能为恒力,故D错误。
故选B。
2.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示,“香蕉球”是足球在空中运动径迹类似香蕉形弧线的一种运动,则( )
A.在研究如何踢出“香蕉球”时,球不能视为质点
B.球运动的位移大小等于路程
C.球运动过程中仅受重力
D.球的速度方向与加速度方向共线
【答案】A
【详解】A.在研究如何踢出“香蕉球”时,球的形状大小不能忽略不计,球不能视为质点,故A正确;
BD.球做曲线运动,球的速度方向与加速度方向不共线,球运动的位移大小小于路程,故BD错误;
C.球运动过程中除了受到重力作用,还受到空气阻力作用,故C错误。
故选A。
3.(23-24高一上·江苏盐城·期末)路灯维修车如图所示,车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内车匀速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升,则关于这段时间内站在梯子上的工人的描述正确的是( )
A.工人运动轨迹是曲线
B.工人运动轨迹可能是直线
C.工人受到的重力与支持力大小相等
D.工人可能做非匀变速运动
【答案】A
【详解】ABD.维修车匀速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升,工人有向上的加速度,加速度恒定不变,由于工人的加速度方向与速度方向不在同一直线上,工人做匀变速曲线运动,工人运动轨迹是曲线,故A正确,BD错误;
C.工人有向上的加速度,根据牛顿第二定律
可知工人受到的重力小于支持力大小,故C错误。
故选A。
4.(23-24高一下·上海·期末)一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】汽车由M向N行驶,速度逐渐减小,即汽车做减速运动,合力方向指向曲线的凹侧,且合力方向与速度方向夹角为钝角,可知,第二个图像符合要求。
故选B。
5.(23-24高一下·江苏盐城·期末)一个物体做曲线运动时( )
A.所受外力的合力一定变化 B.速度的方向可能不变
C.所受外力的合力可能为0 D.速度的大小可能不变
【答案】D
【详解】A.做曲线运动的物体合力不一定变化,例如平抛运动,故A错误;
B.速度方向沿运动轨迹切线方向,既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,故B错误;
C.做曲线运动的物体速度一定发生改变,故一定有加速度,合外力一定不为零,故C错误;
D.物体做曲线运动时,速度大小可能不变,例如匀速圆周运动,故D正确。
故选D。
6.(23-24高一上·江苏南京·期末)一架飞机在空中沿水平直线飞行,并以相等的时间间隔自由释放炸弹(无动力),在空中形成以下四种排列图景,不计空气阻力,则关于飞机运动的相关表述中正确的是( )
A.(1)中飞机可能向右匀速直线运动 B.(2)中飞机可能向右匀减速直线运动
C.(3)中飞机可能向左匀加速直线运动 D.(4)中飞机可能向右匀加速直线运动
【答案】B
【详解】A.若飞机向右匀速直线运动,自由释放的炸弹在空中均做平抛运动,则所有炸弹在水平方向具有飞机相同的速度,它们在空中排成一列竖线。故A错误;
B.若飞机向右匀减速直线运动,以飞机为参考系,则释放的炸弹水平方向做向右的匀加速直线运动,水平位移为
竖直方向做自由落体运动,有
设合位移与水平方向夹角为,则有
可知空中的所有炸弹均与飞机排成一列斜线,先释放的炸弹靠右,如图所示。故B正确;
CD.同理,若飞机向左匀加速直线运动或向右匀加速直线运动,炸弹在空中均为一列斜线。故CD错误。
故选B。
7.(23-24高一上·江苏扬州·期末)在某次抢险救灾过程中,直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,该消防员( )
A.运动轨迹可能为①
B.运动轨迹可能为②
C.所受合力可能为F1
D.所受合力可能为F2
【答案】B
【详解】CD.直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,消防员的加速度向下,根据牛顿第二定律可知,消防员所受合力向下,不可能为F1、F2,故CD错误;
AB.消防员的加速度方向与初速度方向不在同一直线上,做曲线运动,根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,可知运动轨迹可能为②,故A错误,B正确。
故选B。
8.(22-23高二下·江苏南京·期末)“风洞”实验是飞行器研制工作中的重要过程。一小球在光滑的水平面上以穿过一段风带,经过风带时风会给小球一个与方向垂直、水平向北的恒力,其余区域无风,小球穿过风带过程的运动轨迹及穿过风带后的速度方向表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】小球在光滑的水平面上以v0向右运动,给小球一个向北的水平恒力,则小球会做曲线运动,恒力指向运动轨迹的凹侧,速度方向沿着轨迹的切线方向。
故选D。
9.(22-23高一上·江苏淮安·期末)关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是匀变速运动
B.物体做曲线运动时,加速度一定不为零
C.物体做曲线运动时,不可能受恒力的作用
D.物体做曲线运动时,加速度方向与速度方向可能在同一直线上
【答案】B
【详解】A.曲线运动加速度可以恒定,也可以不恒定,A错误;
B.物体做曲线运动时,速度方向时刻改变,速度的变化量一定不为零,根据加速度的定义式可知:物体做曲线运动时,加速度一定不为零,B正确;
C.物体做曲线运动时,可能受恒力的作用,例如平抛运动,C错误;
D.物体做曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不在同一直线上,D错误。
故选B。
10.(23-24高一下·江苏盐城·期末)如图所示,在灭火抢救过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,消防队员先升好云梯,并保持角度不变,然后沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速前进。则消防队员的运动是( )
A.匀加速直线运动 B.匀变速曲线运动
C.变加速曲线运动 D.水平方向是匀速运动
【答案】B
【详解】消防员参与了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀速直线运动,根据运动的合成,知合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线,其加速度的方向大小不变,所以消防员做匀变速曲线运动。
故选B。
考点二 小船过河
11.(23-24高一上·江苏无锡·期末)救援员驾驶摩托艇救人.洪水沿江向下游流去,江岸平直,水流速度为v1,摩托艇在静水中的航速为v2,救人的地点A离岸边最近处O的距离为d,如在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O点的距离为( )
A. B. C.0 D.
【答案】B
【详解】该摩托艇渡河的最短时间为
所以摩托艇登陆的地点离O点的距离为
故选B。
12.(22-23高一上·江苏徐州·期末)如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。 若水流速度减小,为保持航线不变,下列措施与结论正确的是( )
A.减小船速,过河时间变长 B.减小船速,过河时间不变
C.增大船速,过河时间不变 D.增大船速,过河时间缩短
【答案】A
【详解】设船在静水中的速度为,水流速度为,河岸宽度为d,船头方向始终垂直于河岸,则渡河时间为
设合速度方向与河岸的夹角为θ,则有
若水流速度减小,为保持航线不变,即保持角度θ不变,则应减小船速,过河时间变长。
故选A。
13.(22-23高二下·江苏南京·期末)小船在宽的河中渡河,水流速度为,船在静水中的速度为,则下列说法正确的是( )
A.小船无法到达正对岸 B.小船渡河的最小位移为
C.小船渡河的最短时间为 D.小船渡河的最短时间是
【答案】B
【详解】AB.当船头偏向上游,船头与上游的夹角满足
小船到达正对岸,此时渡河的位移最小,最小位移为120m,A错误,B正确;
CD.当船头垂直河岸时,渡河时间最短,最短时间为
CD错误。
故选B。
14.(23-24高一上·江苏徐州·期末)如图所示,小船沿图中虚线垂直河岸渡河。若途中水流速度增大,为保持原航线渡河,在不改变大小的情况下,则( )
A.增大与航线之间的夹角,渡河时间变长
B.增大与航线之间的夹角,渡河时间变短
C.减小与航线之间的夹角,渡河时间变长
D.减小与航线之间的夹角,渡河时间变短
【答案】A
【详解】途中水流速度增大,保持原航线渡河,则合速度与河岸垂直,增大与航线之间的夹角,垂直河岸方向分速度变小,则渡河时间
变大,减小与航线之间的夹角,垂直河岸方向分速度变大,沿河岸方向分速度变小,无法保持原航线渡河。
故选A。
15.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)小船在静水中的速度为,它要渡过一条30m宽的河,水流速度为,下列说法正确的是( )
A.这只船可能抵达河的正对岸
B.这只船的速度一定是
C.过河的时间可能是6s
D.过河的时间可能是12s
【答案】D
【详解】A.由已知小船在静水中速度v1=3m/s,河宽d=30m,水速v2=4m/s,因v2>v1,由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸,船不可能垂直于河岸抵达正对岸, 故A错误;
B.只有v1与v2垂直时合速度
其余情况不为5m/s,故B错误;
CD.当船头与岸垂直时,过河时间最短,最小时间
故C错误D正确。
故选D。
16.(22-23高一上·江苏镇江·期末)如图所示,一小船船头垂直指向河岸渡河,船相对静水的速度不变,若渡河过程中水速增大,则下列说法正确的是( )
A.渡河位移不变 B.渡河时间变短 C.渡河时间变长河岸 D.渡河时间不变
【答案】D
【详解】BCD.因为分运动具有等时性,所以分析渡河时间时,只分析垂直于河岸方向的速度即可,因为渡河时小船船头垂直指向河岸,且船相对静水的速度不变,设河的宽度为d,由
可得,渡河时间不变,BC错误,D正确;
A.因为渡河过程中水速增大,渡河时间不变,由
可得,小船渡河位移增大,A错误。
考点三 关联速度及运动的合成与分解
17.(23-24高一上·江苏镇江·期末)跳伞员进行跳伞训练,无风时跳伞,跳伞员竖直下落,着地速度是4m/s。有风时,跳伞员在竖直方向的运动情况与无风时相同,在水平方向上风使他获得了3m/s的速度,跳伞员着地时速度大小为( )
A.1m/s B.7m/s C.5m/s D.m/s
【答案】C
【详解】由题意可知,运动员在着地前竖直方向做速度为
水平方向做匀速直线运动,速度为
由此可知,运动员着地时的速度为
故选C。
18.(23-24高一上·江苏盐城·期末)如图所示,匀速向右运动的汽车用跨过光滑定滑轮的轻绳提升物块A,则A到达滑轮之前( )
A.做匀速运动 B.做加速运动 C.绳的拉力变大 D.绳的拉力不变
【答案】B
【详解】将汽车的速度分解到沿绳子方向分速度和垂直绳子方向分速度,则有
由于汽车速度保持不变,向右运动过程,绳子与水平方向夹角逐渐减小,则逐渐增大,所以A到达滑轮之前做加速运动;当减小到趋近0时,物块A的速度趋近等于汽车速度,可知A向上做加速度逐渐减小的加速运动,根据牛顿第二定律可得
可知绳的拉力逐渐变小。
故选B。
19.(23-24高一上·江苏盐城·期末)某质点在Oxy平面上运动。时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.时,质点的速度为
B.质点运动的加速度大小为
C.时,质点速度与x轴夹角为
D.内,质点运动位移的大小为
【答案】D
【详解】AB.由图可知质点在x轴上做加速度为
的匀加速直线运动,在y轴做速度为
的运动直线运动。所以时,质点速度为
质点运动的加速度大小为
故AB错误;
C.时,x轴方向的速度为
质点速度与x轴夹角为
所以
故C错误;
D.0∼2s内,质点运动位移的大小为
故D正确。
故选D。
20.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示,圆环与水平杆AB固定在同一竖直平面内,小球P、Q用小铰链(图中未画出)分别与轻杆两端相连,P沿圆环运动的同时Q可沿杆AB运动。若P沿环运动至最低点时的速度大小为v,此时轻杆与水平杆AB间的夹角为θ,Q的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若P沿环运动至最低点时的速度大小为v,此时小球P的速度方向刚好处于水平方向,设小球Q的速度为,两球沿轻杆方向的分速度相等,则有
解得Q的速度大小为
21.(23-24高一上·江苏常州·期末)在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示)。把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A.玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B.玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C.玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D.玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
【答案】D
【详解】AB.玻璃管匀速移动时,则蜡块水平方向和竖直方向都做匀速运动,则合运动为直线运动,根据运动的独立性原理可知,运动到顶部时间仍等于t,选项AB错误;
CD.玻璃管加速移动时,则蜡块水平方向做加速运动,竖直方向做匀速运动,合运动为曲线运动,即蜡块做曲线运动,运动到顶部时间仍等于t,选项C错误,D正确。
故选D。
22.(23-24高一上·江苏常州·期末)某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。在Oxy平面上大致描绘质点在2s内的运动轨迹,下面四图中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由图甲可知,质点沿x轴方向运动的初速度为
质点沿x轴方向运动的加速度为
根据可得质点2s内沿x方向的位移方程为
由图乙可知,质点沿y轴方向做匀速直线运动,则
可得质点2s内沿y方向的位移方程为
联立可得质点的轨迹方程为
所以质点在2s内的运动轨迹图大致如下
故选B。
23.(23-24高一上·江苏宿迁·期末)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于点O,现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动,运动过程中保持铅笔的高度不变,悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。在铅笔未碰到橡皮前,下列说法正确的是( )
A.橡皮做曲线运动且速度大小不变 B.橡皮受到细线拉力大于其重力
C.直线运动且速度大小不变 D.直线运动且速度大小改变
【答案】B
【详解】ACD.将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向,如图所示
则沿绳子方向上的分速度为
因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度,所以橡皮在竖直方向上速度为
因为逐渐增大,所以橡皮在竖直方向上做加速直线运动,在水平方向上随铅笔做匀速直线运动。则橡皮的合运动为曲线运动,合速度大小为
因为大小不变,大小增大,所以速度大小增大。故ACD错误;
B.设细绳上拉力为,因为橡皮在竖直方向上做加速直线运动,则对其受力分析有
解得
因为加速度向上且大于0,所以橡皮受到细线拉力大于其重力。故B正确。
故选B。
考点四 平抛运动和斜抛运动
24.(23-24高一上·江苏南京·期末)下列说法正确的是( )
A.加速度大的物体速度一定大
B.速度大的物体加速度一定大
C.物体做曲线运动时在某点的受力方向沿着曲线在该点切线方向
D.平抛运动是匀变速运动
【答案】D
【详解】AB.加速度大小与速度大小无关,加速度大的物体速度可能为零,速度大的物体加速度可能为零,故AB错误;
C.物体做曲线运动时在某点的受力方向指向轨迹的凹侧,而速度方向为曲线在该点的切线方向,故C错误;
D.做平抛运动的物体只受重力,加速度为重力加速度,大小方向不变,所以平抛运动是匀变速运动,故D正确。
故选D。
25.(22-23高一上·江苏宿迁·期末)如图三个小球,开始时A、B等高,A、C在同一竖直线上。若让三个小球同时开始运动,A做初速度为的平抛运动,B做自由落体,C沿水平方向以匀速直线运动,则( )
A.以B球为参考系,A球做匀速直线运动
B.以A球为参考系,B球静止
C.以C球为参考系,A球做平抛运动
D.以A球为参考系,C球做匀速直线运动
【答案】A
【详解】AB.以B球为参考系,两球在竖直方向相对静止,而A球水平方向匀速运动,所以以B球为参考系,A球做匀速直线运动,同理以A球为参考系,B球做匀速直线运动,故A正确B错误;
CD.C沿水平方向以匀速直线运动,以C球为参考系,其与A 水平方向相对静止,所以以C球为参考系,A球做自由落体运动,同理以A球为参考系,C球向上做匀加速直线运动,故CD错误;
故选A。
26.(22-23高一上·江苏淮安·期末)用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示,拍摄时,光源的频闪频率为10Hz,a球从A点水平抛出的同时,b球自B点开始下落,背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取,不计空气阻力。根据照片显示的信息,下列说法中正确的是( )
A.不能确定a球是否从A点水平抛出
B.不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
C.不能确定a球沿水平方向的运动是匀速直线运动
D.当a球与b球运动了时它们之间的距离最小
【答案】D
【详解】AB.根据照片显示的信息,可知a球从A点开始在竖直方向与b球自B点开始在竖直方向具有相同的运动情景,而b球做自由落体运动,故可以确定a球是从A点水平抛出,且a球沿竖直方向的运动是自由落体运动,故AB错误;
C.根据照片显示的信息,可知在相同时间内a球在水平方向通过对位移相同,则a球沿水平方向的运动是匀速直线运动,故C错误;
D.根据照片显示的信息,a球与b球在竖直方向的距离保持不变,故当a球与b球处于同一竖直线时,a球与b球在水平方向的距离为0, a球与b球之间的距离最小,此时a球与b球运动了,故D正确。
故选D。
27.(23-24高二上·江苏南京·期末)如图所示,一名运动员在参加跳远比赛,他腾空过程中离地面的最大高度为,成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为,运动员可视为质点,不计空气阻力,。则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】运动员在参加跳远比赛,其运动轨迹是斜抛运动,则在最高点到落地的运动可看做平抛运动,由对称性可知,运动员做平抛运动的水平位移为,由自由落体运动公式可得,从最高点到落地的时间为
可得运动员在最高点的速度为
运动员落地时竖直方向的速度为
由几何关系可得
解得
故选C。
28.(23-24高一上·江苏连云港·期末)如图所示,小明从同一高度将相同的A、B两个篮球先后抛出,篮球恰好都能垂直打在篮板上的点。已知篮球A、B抛出时与水平方向的夹角分别为、,运动时间分别为、,抛出时初速度的大小分别为、,不计空气阻力。则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将两篮球的运动过程的逆过程看做是平抛运动,则因为竖直高度相同,根据
可知竖直速度相同
根据
可知时间相同
根据
则因A的水平位移小,则水平速度较小,即
根据
可知
故选D。
29.(23-24高一上·江苏淮安·期末)如图所示为A、B两个小球从同一位置抛出的运动轨迹,它们上升的最大高度相同,但水平射程不同,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.A球在空中的运动时间比B球的短
B.A球的加速度比B球的大
C.经过最高点时A球的速度比B球的大
D.落地前瞬间A球的速度比B球的小
【答案】D
【详解】B.不计空气阻力,两球都是只受重力,所以加速度相同,故B错误;
A.两球运动的最大高度相同,加速度相同,故飞行时间相同,故A错误;
C.由两条轨迹可以看出,B初速度大于A的初速度,在最高点竖直速度为零,所以B在最高点的速度比A在最高点的大,故C错误;
D.根据抛体运动的特点,两者落地的竖直方向速度大小相等,而B初速度大于A的初速度,可得,B在落地时的速度比A在落地时的速度大,故D正确。
故选D。
30.(23-24高一上·江苏常州·期末)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B.谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1
C.谷粒2的水平分速度等于v1
D.两谷粒从O到P的平均速度相等
【答案】B
【详解】A.抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;
B.谷粒2做斜向上抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长,故B正确;
C.谷粒2做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,与谷粒1比较水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于,故C错误;
D.两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,故D错误。
故选B。
31.(23-24高一上·江苏徐州·期末)如图所示,将一小球从水平地面以不同角度、相同大小的初速度抛出,不计空气阻力。则从抛出到落地的过程中,小球的初速度方向与地面间夹角较大时( )
A.水平射程一定较大
B.落地速度一定较大
C.在空中运动时间一定较长
D.在相同时间内速度变化量一定较大
【答案】C
【详解】ABC.设小球运动时间为t,则根据斜抛的运动规律有
解得
,
可知时,水平射程最大;小球的初速度方向与地面间夹角较大时在空中运动时间一定较长;
根据对称性可知,落地速度为
则落地速度不变,故AB错误,C正确;
D.小球做斜抛运动,加速度为重力加速度,所以小球的初速度方向与地面间夹角较大时,在相同时间内速度变化量不变,故D错误;
故选C。
32.(23-24高一上·江苏·期末)如图所示,在水平地面上M点的正上方h高度处,将小球S1以速度大小为v水平向右抛出,同时在地面上N点处将小球S2以速度大小为v竖直向上抛出。在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇,不计空气阻力。关于这段过程,下列说法中正确的是( )
A.两球的速度变化不同
B.相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为45°
C.两球的相遇点在N点上方处
D.M、N间的距离为2h
【答案】B
【详解】A.两球加速度均为重力加速度,则相同时间内速度变化量相同,A错误;
B.S2球上升到最高点时恰与S1球相遇,则两球相遇时间
t=
则小球S1的速度方向与水平方向夹角
tanθ==1
即相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为45°,B正确;
C.两球在竖直方向的运动是互逆的,则相遇点在N点上方处,C错误;
D.M、N间的距离为
x=vt=
又
则
x=h
D错误。
故选B。
33.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可视为平抛运动。若摩托车后轮恰好落到壕沟对面。g取。
(1)在图中画出摩托车飞跃壕沟过程的位移x;
(2)求摩托车后轮离开地面前的速度。
【答案】(1)见解析;(2),方向水平向右
【详解】解:
(1)摩托车飞跃壕沟过程的位移x如图所示
(2)设摩托车在空中运动时间为。
水平方向
竖直方向
解得
,方向水平向右
34.(23-24高一上·江苏盐城·期末)将一小球以v0=10m/s的速度水平抛出,经过1s小球落地,不计空气阻力,(g取10m/s2),求:
(1)水平方向的位移大小;
(2)落地时的速度。
【答案】(1)10m;(2),方向与水平方向夹角为
【详解】(1)水平方向的位移大小
(2)落地时竖直方向的速度
落地时的速度
方向与水平方向夹角为。
35.(23-24高一上·江苏镇江·期末)如图所示,小华同学进行投篮训练,抛出后经t=0.5s篮球垂直击中篮板,击中篮板时篮球的速度为v=10m/s。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求
(1)篮球出手点与篮板的水平距离x;
(2)篮球抛出时的初速度大小。
【答案】(1)5m;(2)
【详解】(1)篮球垂直击中篮板,则可看做逆向的平抛运动,则篮球出手点与篮板的水平距离
(2)篮球抛出时的竖直速度
篮球抛出时的初速度大小
36.(23-24高一上·江苏南京·期末)如图所示,一个小球从O点正上方h=3.2m处的M点,以初速度v0抛出,AP、BQ为两块足够高的竖直挡板,B点右侧水平地面上有一点N,已知AO=OB=BN=2m,小球与挡板碰撞时会“对称式”反弹(即水平速度等值反向、竖直速度不变),碰撞时间不计,挡板厚度不计,重力加速度g=10m/s2,则:
(1)若小球水平向右抛出,与挡板碰撞一次后,恰好落到O点,求v0的大小;
(2)若小球向右上方抛出,与挡板垂直碰撞后,恰好落到A点,过程中只有一次碰撞,求小球从抛出到落地的总时间t;
(3)若在挡板BQ上开一个略大于球的小孔,将小球水平抛出,小球与挡板碰撞3次后从小孔飞出,并恰好击中N点,小球与小孔不碰撞,求小孔距离B点的高度H。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)若小球水平向右抛出,与挡板碰撞一次后,恰好落到O点,则
解得初速度为
(2)设小球向右上方抛出,与挡板垂直碰撞时,所用时间为,小球运动过程中的竖直方向上最大位移为,则
小球从抛出到落地的总时间
小球从抛出到落地的总时间为
(3)小球与挡板碰撞3次后从小孔飞出,可知小球水平向左抛出,设小球抛出至与挡板第一次碰撞所经历的时间为,则有
解得
小孔距离B点的高度
考点五 探究平抛运动的特点
37.(23-24高一上·江苏无锡·期末)如图是宇航员在月球表面水平抛出一小球的频闪照片的一部分。已知照片上小方格的实际边长为a,闪光周期为T,据此可知( )
A.小球平抛的初速度为
B.月球上的重力加速度为
C.照片上A点是平抛的起始位置
D.小球运动到D点时竖直速度大小为
【答案】C
【详解】A.小球平抛的初速度为
故A错误;
B.竖直方向
月球上的重力加速度为
故B错误;
C.因竖直方向相等时间内的位移之比为1:3:5,可知照片上A点是平抛的起始位置,故C正确;
D.小球运动到D点时竖直速度大小为
故D错误。
故选C。
38.(23-24高一上·江苏常州·期末)如图所示,在“研究平抛运动”实验中,横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点,从而确定平抛运动的轨迹,关于此实验,下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道末端可以不水平
B.坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
C.每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
D.斜槽轨道必须是光滑的
【答案】B
【详解】ACD.为了确定平抛的运动轨迹,需要小球有不变的初速度,且初速度水平,故斜槽轨道末端需水平,每次从斜槽上释放小球的位置必须相同,而下滑过程中轨道是否光滑对实验没有影响,故ACD错误;
B.由于实验步骤中用铅笔标注小球球心在白纸上的投影点,,从而确定平抛运动的轨迹,故坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置,故B正确。
故选B。
39.(23-24高三上·江苏无锡·期末)用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是( )
A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,观察A、B两球是否同时落地
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时,可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球
【答案】D
【详解】A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时,观察A、B两球是否同时落地,故A正确;
B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内,固定时可用铅垂线检查背板是否竖直,故B正确;
C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止,则说明斜槽末端水平,故C正确;
D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时,必须保证小球从斜槽上同一位置静止释放钢球,故D错误。
本题选错误的,故选D。
40.(23-24高一上·江苏镇江·期末)在做“探究平抛运动规律”实验时,通过描点法画出小球平抛运动轨迹,并求出平抛运动初速度。实验装置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端可以不水平
C.本实验需要用天平称出小球的质量
D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
【答案】D
【详解】A.斜槽轨道不一定必须光滑,只要小球到达斜槽底端时速度相同即可,选项A错误;
B.斜槽轨道末端必须水平,以保证小球做平抛运动,选项B错误;
C.本实验不需要用天平称出小球的质量,选项C错误;
D.应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下,这样小球到达斜槽底端时速度才会相同,选项D正确。
故选D。
41.(23-24高一上·江苏无锡·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中,实验装置如图所示,为了描绘小球的运动轨迹,下列说法不正确的是( )
A.斜槽M的末端要水平 B.斜槽M不需要光滑
C.小球每次应在斜槽M上的同一点释放 D.抛出点应选在小球处在斜槽M末端时球的上端
【答案】D
【详解】A.为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,斜槽M的末端要水平,故A正确,不满足题意要求;
BC.为了保证每次小球抛出时的速度相同,小球每次应在斜槽M上的同一点释放,斜槽M不需要光滑,故BC正确,不满足题意要求;
D.抛出点应选在小球处在斜槽M末端时的球心,故D错误,满足题意要求。
故选D。
42.(23-24高一上·江苏南京·期末)某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点” 实验,下列说法正确的是( )
A.实验所用斜槽轨道必须光滑
B.小球运动时与坐标纸有摩擦不影响实验结果
C.实验中小球须从同一位置静止释放
D.调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速率相同
【答案】C
【详解】A.斜槽轨道不需要光滑,故A错误;
B.小球运动时与坐标纸有摩擦,小球将不再只受重力,不满足平抛运动的条件,对实验结果有影响,故B错误;
C.实验中小球须从同一位置静止释放,保证每次小球做平抛运动的初速度相等,故C正确;
D.调节斜槽末端水平是保证小球抛出的速度为水平方向,故D错误。
故选C。
43.(23-24高一上·江苏泰州·期末)用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端飞出,落在水平挡板MN上,在白纸上留下印迹。多次实验,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球运动的轨迹。下列说法正确的是( )
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度需要等间距变化
D.要从斜槽上不同的位置释放钢球
【答案】B
【详解】AD.斜槽轨道不需要光滑,只需保证每次都从斜槽上的同一位置释放小球,就可保证小球每次做平抛运动的初速度相同,故AD错误;
B.斜槽轨道末端必须水平,才能保证小球出射时获得水平方向的速度而做平抛运动,故B正确;
C.挡板的作用是获得小球做平抛运动时轨迹上的位置,获取多个位置点迹然后用平滑的曲线将点迹连接起来从而获得平抛运动的轨迹,因此挡板高度不需要等间距变化,能获取多个位置点迹即可,而等间距变化会增加实验操作难度和复杂程度,故C错误。
故选B。
44.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中。
步骤1:探究平抛运动竖直分运动的特点
(1)在如图1所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,通过 (选填“眼睛看”或“耳朵听”)方式比较它们落地时刻的先后更加合适。
(2)在如图1所示的实验中,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落。重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总同时落地,该实验表明 。
A.平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B.平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D.平抛运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
步骤2:探究平抛运动水平分运动的特点
(3)如图2所示,在探究平抛运动水平分运动的特点时,除木板、小球、斜槽、铅笔、刻度尺、图钉之外,下列器材中还需要的有 。
A.重锤线 B.秒表 C.弹簧测力计 D.天平 E.白纸和复写纸
(4)利用图2的装置进行实验,钢球释放后落在倾斜档板上,就会挤压复写纸,并在白纸上留下印迹。多次试验,白纸上留下了10个印迹,如果用画圆法确定钢球的落点,图3中画的三个圆最合理的是 。
A.A B.B C.C
(5)某同学通过实验,得到了钢球做平抛运动的轨迹,如图4中的曲线OP所示。以O点为坐标原点,水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系。已知小球在y方向的分运动是自由落体运动,他猜想小球在x方向的分运动是匀速直线运动。请你根据图3,简要说明如何验证该同学的猜想 。
【答案】 耳朵听 C AE/EA C 见解析
【详解】(1)[1]利用图1装置进行“探究平抛运动竖直分运动的特点”实验,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,通耳朵听方式比较它们落地时刻的先后更加合适。利用眼睛看,误差较大。
(2)[2]A、B两球总同时落地,说明A球在竖直方向的分运动与B球在竖直方向的自由落体运动完全相同,即该实验表明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选C。
(3)[3]A.需要重锤线确保木板在竖直平面内,也可方便确定坐标轴,故A正确;
BCD.不需要测小球的质量,运动时间,也不需要测重力的大小,不需要天平、秒表、弹簧测力计,故BCD错误;
E.还需要白纸和复写纸记录小球平抛过程的位置,故E正确。
故选AE。
(4)[4]如果用画圆法确定钢球的落点,应该让所画的圆尽可能把大多数落点包进去,且圆的半径最小,这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置.
故选C。
(5)[5]如图,在曲线OP上取A、B、C、D四点,这四个点对应的坐标分别为,使
若
则小球在x方向的分运动是匀速直线运动。
1.(23-24高一上·江苏南京·期末)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于点O,现用一支铅笔贴着细线的顶端水平向右匀速移动,运动过程中悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。在铅笔未碰到橡皮前,关于橡皮的运动下列说法正确的是( )
A.橡皮做匀加速直线运动
B.橡皮做匀速直线运动
C.橡皮做匀变速曲线运动
D.橡皮做速率不变的曲线运动
【答案】B
【详解】运动过程中悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直,可知橡皮一直处于铅笔正下方,则橡皮水平方向做匀速直线运动,由于细线总长度保持不变,橡皮竖直方向的位移大小总是等于水平方向的位移大小,即橡皮竖直方向的分速度总是等于水平方向的分速度,则竖直方向也是做匀速直线运动,故橡皮的合运动为匀速直线运动。
故选B。
2.(23-24高一上·江苏南通·期末)在静水中速度为的小船,为垂直渡过宽度为d的河流,船头与河岸成θ角斜向上游,如图甲所示。航行中发现河水流速与河岸间距离x的关系如图乙所示,为使小船仍能到达正对岸,下列措施中可行的是( )
A.保持船头方向不变,先增大后变小
B.保持船头方向不变,先变小后增大
C.保持船速大小不变,θ先增大后减小
D.保持船速大小不变,θ一直减小
【答案】A
【详解】AB.航行中发现河水流速先增大后减小,为使小船仍能到达正对岸,即合速度方向指向正对岸,根据平行四边形定则,如图,可以保持船头方向不变,先增大后变小,故A正确,B错误;
CD.为使小船仍能到达正对岸,即船在水平方向的分速度和水的速度大小相同,即船与河岸的夹角可以先变小后变大,故CD错误。
故选A。
【点睛】
3.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图所示为某种机械装置,物块B放置在两固定挡板中,物块B和木楔A的质量均为m,木楔倾角为30°,所有接触面均光滑。现用水平恒力F推动木楔A水平向左运动,物块B被顶起。则( )
A.物块B与左侧挡板间无挤压
B.当,物块B才会被顶起
C.若A向左匀速,B将被加速顶起
D.A运动的速度始终大于B上顶的速度
【答案】D
【详解】A.物块B在水平方向受力平衡,由于A对B的支持力有水平向左的分力,则物块B受到左侧挡板水平向右的弹力,故A错误;
B.设对A施加水平推力时,A、B恰好处于静止状态;以B为对象,竖直方向有
以A为对象,水平方向有
联立解得
可知当,物块B才会被顶起,故B错误;
CD.设A的速度大小为,B的速度大小为,A、B在接触过程沿垂直斜面方向的分速度相等,则有
可得
若A向左匀速,则B将被匀速顶起;A运动的速度始终大于B上顶的速度,故C错误,D正确。
故选D。
4.(23-24高一上·江苏南通·期末)如图所示为某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机悬停在距水平地面的高度处,某时刻以的加速度水平向右飞行,5s时释放一个小球。空气阻力忽略不计,g取。下列说法正确的是( )
A.小球在空中运动的时间为2s
B.小球落地时的速度大小为
C.小球落地点与释放点之间的水平距离为8m
D.小球落地时与无人机之间的水平距离为10m
【答案】B
【详解】A.根据
可得小球在空中运动的时间为
故A错误;
B.根据
可得小球落地时的竖直分速度大小为
无人机以的加速度水平向右飞行,5s后的速度(即小球释放时的水平速度)为
小球落地时的水平分速度为
根据勾股定理可得小球落地时的速度大小为
故B正确;
C.小球落地点与释放点之间的水平距离为
故C错误;
D.无人机在飞行的水平距离为
小球落地时与无人机之间的水平距离为
故D错误。
故选B。
5.(23-24高一上·江苏南京·期末)在某次研究平抛运动的实验中:
(1)如图甲所示,用小锤打击弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球由静止自由下落,可观察到两小球同时落地;改变两小球距地面的高度和打击的力度,多次实验,都能观察到两小球同时落地。根据实验, (选填“能”或“不能”)判断出A球在竖直方向做自由落体运动。
(2)如图乙所示,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点,移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
①为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的,下列实验条件必须满足的是 。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末端水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
②取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于O点,钢球的 (选填“最上端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点。
③某同学做实验时记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图丙所示的坐标系,平抛轨迹上的这三点的坐标值已在图中标出,根据图中数据判断,A点 (选填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点,小球平抛的初速度为 m/s。(取g=10m/s2)
④某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他以某点迹为坐标原点,沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向,建立直角坐标系xOy,并测量出另外两个点迹的坐标值(x1,y1)、(x2,y2),且2x1>x2,如图丁所示,假设各个点迹之间的时间间隔相等,则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为 (用x1、x2、y1、y2坐标表示)。
【答案】 能 BC 球心 不是
【详解】(1)[1]A球沿水平方向抛出,同时B球由静止自由下落,可观察到两小球同时落地。改变两小球距地面的高度和打击的力度,多次实验,都能观察到两小球同时落地。根据实验能判断出A球在竖直方向做自由落体运动。
(2)①[2]斜槽轨道末端水平可以保证钢球水平飞出,每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球可以保证飞出的初速度是一定的,斜槽轨道光滑与否不影响实验效果。故A错误;BC正确。
故选BC。
②[3]为了减小误差,取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于O点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。
③[4]假设A点为抛出点,则竖直方向应该满足
由丙图数据可得
所以A点不是平抛运动的抛出点。
[5]由平抛运动规律,可得
联立,解得
④[6]依题意
2x1>x2
可知小球沿x轴做减速运动,那么x轴是斜向上偏离水平方向,设重垂线与y轴间的夹角为,将重力加速度分别沿x、y轴方向分解,如图所示
则
根据匀变速运动推论,设相邻点之间的时间间隔为T,则沿x轴方向有
解得
沿y轴方向有
解得
因此
6.(23-24高一上·江苏盐城·期末)在“探究平抛运动的特点”实验中,某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
D.图中档条MN每次必须等间距下移
(2)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是__________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
C.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
(3)在某次实验中,甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是__________。
A. B.
C. D.无法判断
(4)乙同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。则小球运动到图中位置A时,其速度的水平分量大小为 ;根据图中数据可得,当地重力加速度的大小为 。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)BC
(2)B
(3)A
(4) 1.0 9.7
【详解】(1)AC.为了获得相同的初速度,需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,斜槽轨道不需要光滑,故A错误,C正确;
B.为保证小球飞出时速度水平,所以斜槽轨道末段需要水平,故B正确;
D.挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置,不需要等间距变化,故D错误。
故选BC。
(2)A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹,此方案是可行的,不满足题意要求;
B.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,由于铅笔和纸之间没有压力,故不会形成运动轨迹,此方案是不可行的,满足题意要求;
C.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹,此方案是可行的,不满足题意要求。
故选B。
(3)因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,下落的速度越来越快,则下落相等位移的时间越来越短,水平方向上做匀速直线运动,所以
故选A。
(4)[1][2]由题意,根据图中数据可得,小球运动到图中位置A时,水平方向上有
可得其速度的水平分量大小为
根据图中数据可得在竖直方向上,根据逐差法可得
7.(23-24高一上·江苏·期末)在“探究平抛物体的运动”的实验中:
(1)如图甲所示,下列说法不正确的是 。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B.小球1和小球2必须从同一高度由静止释放
C.该装置可以验证平抛运动水平方向做匀速直线运动
D.小球1与斜槽的摩擦越大,在空中运动的时间越长
(2)某次利用频闪照片探究平抛运动的实验,得到小球运动轨迹中的四个点a、b、c、d如图乙所示。已知图乙中背景方格的边长均为,重力加速度大小为。
①请判断a点是否为抛出点 (填“是”或“否”)
②小球从a点运动到b点的时间为 s;
③小球做平抛运动的水平初速度 (请用字母L和t表示)
(3)一根水平放置的排污管正在向排污池排出大量污水,管口离地面有一定的高度,小明发现水流呈现上端粗下端细的现象,如图丙所示、假设液体的流量不变(流量:单位时间流过管道某一截面的液体的体积),忽略空气阻力,请解释出现该现象的原因 。
【答案】 D 否 0.1 见解析
【详解】(1)[1]
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平,故A正确,不满足题意要求;
B.为了保证两小球到达斜槽末端的速度相同,小球1和小球2必须从同一高度由静止释放,故B正确,不满足题意要求;
C.该装置可以验证平抛运动水平方向做匀速直线运动,故C正确,,不满足题意要求;
D.小球1在空中运动的时间与小球抛出是初速度无关,所以小球1与斜槽的摩擦越大,在空中运动的时间不变,故D错误,满足题意要求。
故选D。
(2)①[2]若a点为抛出点,则竖直方向的位移应满足
由图可知
可知a点不是抛出点;
②[3]竖直方向根据
可得小球从a点运动到b点的时间为
③[4]小球做平抛运动的水平初速度为
(3)[5]水做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做自由落体运动,则有
可得竖直分速度大小为
水的速度大小为
可知水流下端的速度较大,则单位时间内水通过的长度较长,由于流量不变(单位时间流过管道某一截面的液体的体积),可知对应的横轴面积较小,则水流呈现上端粗下端细的现象。
8.(22-23高三上·江苏南京·期末)如图所示,民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动,且向他左侧的固定目标拉弓放箭。假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的箭的速度为v2,跑道离固定目标的最近水平距离OC=d。不计空气阻力的影响,重力加速度为g。
(1)若运动员射出的箭能命中目标,求箭在空中飞行的最短时间及放箭处离目标的距离;
(2)设箭垂直AB水平射出,并把箭看成质点,并能击中靶心。若已知箭的质量为m,并以过出射点的水平面为零势能面,箭击中靶心时的动能多大?
(3)设箭垂直AB水平射出,并把箭看成质点,箭射出时的位置离地面的高度为H1,靶心离地面上O处高度为H2,靶是边长为a正方形,已知,运动员要击中靶,则运动员静止时射出的箭的速度为v2应满足什么条件?运动员应在跑道的什么位置放箭?
【答案】(1),;(2);(3)见解析
【详解】(1)若箭在空中飞行的时间最短,则有v2必水平且垂直AB,所以
解得水平距离为
根据几何关系有,箭的出射点与击中目标的位置间距为
所以
(2)箭击中靶心时的动能为
解得
(3)箭在竖直方向下落高度满足
联立可得
设运动员的射箭位置在AB方向上与击中点的距离为z0,则
所以
设击中点离靶右边缘的距离为L,则运动员的射箭位置在AB方向上离靶右边缘的距离满足
,且
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