内容正文:
专题09 抛体运动
【考点1 曲线运动】 1
【考点2 运动的合成与分解】 3
【考点3 实验:探究平抛运动的特点】 5
【考点4 抛体运动的规律】 8
【考点1 曲线运动】
1.(23-24高一上·天津·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》(1687年出版)中提出:“物体受外力作用后,将沿着外力的直线方向发生变化,且变化和所受外力成正比。”对一个运动的质点,以下说法正确的是( )
A.如果质点受到恒定的合外力作用,一定做直线运动
B.如果质点受到变化的合外力作用,一定做曲线运动
C.如果质点受到总是与速度方向相同的合外力作用,一定做匀加速直线运动
D.如果质点受到总是与速度方向垂直的合外力作用,一定做速率不变的运动
2.(23-24高一上·河北唐山·阶段练习)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高一上·浙江金华·期末)我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。如图虚线描述的是杨昊10米跳台跳水时头部的运动轨迹示意图,最后沿竖直方向入水。整个过程中在哪个位置头部的速度方向与入水时的速度方向相反( )
A.a B.b C.c D.d
4.(23-24高一上·云南昭通·期末)人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程,某学习小组在学习探讨时提出了以下观点,其中正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.力是维持物体运动的原因,也是改变物体运动的原因
C.马拉车加速前进是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.做曲线运动的物体受到的合外力大小可以不变但方向一定发生变化
5.(23-24高一上·山东淄博·期末)图甲为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片,图乙为其运动轨迹示意图,OA段是直线,AB段是曲线,则巡视器( )
A.在AB段运动时所受的合外力不为零 B.在AB段运动时加速度为零
C.OA段与AB段的平均速度相同 D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度
6.(23-24高一上·北京西城·期末)(多选)下列关于物体的运动状态与受力的关系的说法中,正确的是( )
A.物体的运动状态发生变化,说明该物体受到的合力一定发生变化
B.物体的运动状态保持不变,说明该物体受到的合力为零
C.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力可能是恒力
D.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力一定是变力
7.(23-24高一上·江西上饶·期末)(多选)如图,在某次足球比赛中,球员踢出“香蕉”球,足球在空中划出一道美妙的弧线后钻入球门死角。实际上生活中还有很多运动都是曲线运动,下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体,速度的大小一定改变
B.做曲线运动的物体,速度的方向一定改变
C.做曲线运动的物体,加速度方向可能不变
D.做曲线运动的物体,加速度大小一定改变
8.(23-24高一上·湖北武汉·期末)(多选)关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体做曲线运动,其速度大小可能不变
B.两个互成角度的匀变速直线运动,其合运动一定是曲线运动
C.做斜抛运动的物体,在不同时间内速度变化的方向一定相同
D.物体所受合力方向与速度方向不同时,一定做曲线运动
【考点2 运动的合成与分解】
9.(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.
10.(23-24高一上·浙江·期末)一只小船过河,河中水流速度各处相同且恒定,小船船头始终垂直于平直岸,小船三次运动中,轨迹如图中虚线所示,三次运动中,小船速度大小不同,由此可以确定( )
A.船沿三条不同路径渡河的时间相同 B.船沿AC轨迹过河所用的时间最短
C.三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小相同 D.三次运动中,船在静水中的速度大小相同
11.(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
12.(23-24高一上·山东威海·期末)如图所示,小船从岸边A处渡河,船在静水中的速度大小,船头与上游河岸的夹角为,河水的流速大小,,,则小船相对河岸的速度大小为( )
A.2.4m/s B.3.0m/s C.4.5m/s D.5.0m/s
13.(23-24高一上·广东汕头·期末)如图所示,河的宽度为,船渡河时船头始终垂直河岸。船在静水中的速度大小为,河水流速的大小为,则下列说法正确的是( )
A.小船的渡河时间大于
B.小船渡河的位移大小等于
C.小船沿河道方向的位移大小等于
D.若水流速度方向不变,但大小不稳定,则小船渡河时间将发生变化
14.(23-24高一上·湖南株洲·期末)(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是由匀速直线运动与匀加速直线运动合成
B.匀速直线运动与匀加速直线运动合成的可能是匀速直线运动
C.匀加速直线运动与匀加速直线运动合成的可能是曲线运动
D.合运动速度可能小于分运动速度也可能大于分运动速度
15.(23-24高一上·北京·期末)(多选)关于运动,以下说法不正确的是( )
A.物体受变力作用不可能做直线运动
B.物体受恒力作用不可能做曲线运动
C.分运动一是匀速直线运动,分运动二是匀加速直线运动,若这两个运动的方向不在一条直线上,则其合运动一定是曲线运动
D.两个初速度为0,加速度不同的匀变速直线运动的合运动有可能是曲线运动
16.(23-24高一上·上海浦东新·期末)某段江面宽,水流速度,有一木船在A点要过江,如图所示。
(1)若木船相对静水速度,则木船最短渡江时间为 s;
(2)若A处下游的B处是一片与河岸垂直的险滩,木船以(1)的方式渡河,则木船 (选填“能”或“不能”)安全渡河。
17.(23-24高一上·云南昆明·期末)一小船渡河,河宽,水流速度,船在静水中的速度为,则:
(1)欲使船在最短的时间内渡河,须用多长时间?位移是多少?
(2)欲使船渡河的航程最短,须用多长时间?位移是多少?
【考点3 实验:探究平抛运动的特点】
18.(23-24高一上·广西柳州·期末)物体做曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动不可能是匀变速运动 B.曲线运动速度大小时刻发生变化
C.曲线运动相同时间内速度改变量不可能相同 D.曲线运动速率可以不变
19.(23-24高一上·湖南株洲·期末)甲乙两个人从同一高度沿水平方向抛出两个不同的物体,已知甲抛出物体的质量大于乙所抛物体的质量,则两个物体平抛的时间大小关系说法正确的是( )
A.t甲>t乙 B.t甲<t乙
C.t甲=t乙 D.已知条件不足无法判断
20.(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
21.(23-24高一上·云南昆明·期末)跳台滑雪是一种勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。如图所示,某运动员从跳台a处沿水平方向飞出,经过空中b处,最后在斜坡c处着陆。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动员在空中速度保持不变
B.运动员在空中加速度保持不变
C.运动员经过图中b处时速度沿水平方向
D.运动员在空中飞行时所受合力方向与速度方向在一条直线上
22.(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
23.(23-24高一上·湖南株洲·期末)(多选)如图是某自行车的传动结构示意图。某天雨后,后轮上沾了不少泥水,现把后轮悬空,用手转动脚踏板,带动后轮高速转动,使后轮边缘的泥水脱离轮子飞出。不计空气阻力,从后轮边缘上A、B、C、D四点分别飞出的泥水,能做曲线运动的( )
A.A点飞出的 B.B点飞出的 C.C点飞出的 D.D点飞出的
24.(22-23高一下·广东广州·期末)(多选)风谷车农具在我国有着悠久的历史,它的工作原理是在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,简化如图。若谷种和瘪谷飞出后不计空气阻力和风力的影响,对这一现象,下列分析正确的是风轮( )
A.质量越大,惯性越大,所以M处是谷种
B.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同
C.谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
D.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
25.(23-24高一上·贵州贵阳·期末)用图1所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程,图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做 运动;根据 ,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
26.(23-24高一上·湖南永州·期末)物理学是以实验为基础的一门学科,所以学习物理离不开实验,要学好物理就要做好实验,请完成下面三个小实验。
(1)如图所示,在“探究求合力的方法”的实验中,要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”。为满足此要求,实验中应保证 。
(2)用如图所示的装置研究平抛运动。敲击弹性金属片后,A、B两球同时开始运动,均落在水平地面上,下列说法中合理的是 。
A.B球比A球先落地 B.A球比B球先落地
C.A球与B球同时落地 D.该实验可以验证A球在竖直方向上做自由落体运动
(3)某物理实验探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。
①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图(b)在水平面自然平展,总长度为51cm;
②如图(c)用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为1.5N时,总长度为81cm。
可知图(c)中每条弹性绳的形变量为 cm,每条弹性绳的劲度系数为 N/m。
【考点4 抛体运动的规律】
27.(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
28.(23-24高一上·浙江·期末)图甲是某人在湖边打水漂的图片,石块从水面弹起到触水算一个水漂,若石块每次从水面弹起时速度与水面的夹角均为,速率损失30%。图乙是石块运动轨迹示意图,测得石块从第1个点到第2个点的空中飞行时间为0.8s,已知石块在同一竖直面内运动,当触水速度小于2m/s时石块就不再弹起。不计空气阻力,重力加速度,石块在湖面上能漂起的次数n为( )
A. B. C. D.
29.(23-24高一上·山东烟台·期末)某同学在做平抛运动实验中得到了如图所示的物体运动轨迹,三点在直角坐标系中的位置坐标已标出,其中在坐标原点,已知重力加速度,则由图中数据推算出抛出点的位置坐标为( )
A. B. C. D.
30.(23-24高一上·江西宜春·期末)如图,固定在地面的斜面体上开有凹槽,槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球,各小球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接,OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放,小球离开A点后均做平抛运动,不计摩擦和空气阻力。则在各小球运动过程中,下列说法正确的是( )
A.六个小球将落在地面上同一点
B.六个小球将落在地面上六个不同的点
C.球6做平抛运动的水平位移最小
D.球1做平抛运动的水平位移最小
31.(23-24高一上·浙江杭州·期末)(多选)如图1为“探究平抛运动的特点”的实验装置图,小球多次沿同一轨道运动,通过描点法在坐标纸上得到A、B、C三点,如图2所示.已知坐标纸每一小格长,下面说法正确是( )
A.斜槽的末端必须保持水平 B.每次可以从不同位置释放小球
C.小球从A到B所用时间为 D.小球抛出时初速度大小为
32.(23-24高一上·湖北十堰·期末)(多选)如图所示,从水平面上方О点水平抛出一个初速度大小为的小球,小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与О点等高的A点,小球与水平面碰撞前、后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力,若只改变小球的初速度大小,小球仍能击中A点,则初速度大小可能为( )
A. B. C. D.
33.(23-24高一上·山东德州·期末)探究小组的同学在某星球模拟实验舱内,利用如图甲所示的装置对平抛运动进行探究。在悬点O正下方P点处设有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能被瞬间熔断,由于惯性,小球将做平抛运动。利用频闪数码照相机对小球的运动连续拍摄,在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球做平抛运动过程的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。已知a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,照相机连续拍照时间间隔是0.10s,坐标纸方格实际尺寸如图乙中的坐标所示,则:
(1)小球运动到图乙中位置b时,其速度的水平分量大小为 m/s,竖直分量大小为 m/s;
(2)该星球模拟实验舱内的重力加速度大小为 m/s2(结果保留2位有效数字)。
34.(23-24高一上·陕西西安·期末)在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中。
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做 ;如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,轨道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做 。
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,已知照相机每隔0.1s曝光一次,则照片中小方格的边长 cm,小球平抛初速度 m/s(当地重力加速度大小)。
35.(23-24高一上·安徽合肥·期末)为进一步提升中国排球超级联赛的影响力,中国排球协会将于2024年1月12日至1月15日举办全明星赛。如图为两运动员训练情景,甲运动员在距离地面高h1=2.3m处将排球以v0 =20m/s的速度水平击出,乙运动员在离地高h2=0.5m处将排球垫起。取重力加速度g = 10m/s2。不计空气阻力。求: (结果可用根号表示)
(1)排球被垫起前在空中运动的时间;
(2)排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小;
(3)排球被垫起前瞬间的速度大小。
36.(23-24高一上·山东威海·期末)树叶从空中下落的轨迹如图所示,P为轨迹上一点,下列说法正确的是( )
A.树叶经P点时的速度一定为0
B.树叶经P点时的加速度一定为0
C.树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切
D.树叶从A点运动到P点,平均速度的方向由A指向P
37.(23-24高一上·浙江温州·期末)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图甲中,船相对水垂直河岸匀速行驶,水流速度越大,渡河时间越长
B.图乙中,质点的运动轨迹已知,若该质点在y轴方向做匀速运动,则在x轴方向做加速运动
C.图丙中,篮球经过P时所受合力可能沿图示方向
D.图丁中,若用小锤用力敲击弹性金属片,a球会比水平弹出的b球先落地
38.(23-24高一上·山东日照·期末)2023年5月28日,从上海飞往北京的国产C919大型客机首飞成功,在北京首都机场降落。降落过程中的某时刻(t=0),水平分速度为80m/s,竖直分速度为6m/s,且在水平方向做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小为0.2m/s2的匀减速直线运动,落地前瞬间竖直分速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.飞机降落过程中的运动轨迹为直线
B.t=10s时,飞机的速度大小为64m/s
C.飞机降落过程中的位移大小为1500m
D.飞机落地时的速度大小为20m/s
39.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)小船匀速横渡一条河流,当船头垂直对岸方向航行时,出发后10min到达对岸下游120m处;当船头保持与上游河岸成角航行,出发后12.5min到达正对岸,水流速度保持不变,下列说法正确的是( )
A.水流的速度大小为 B.
C.小船在静水中的速度大小为 D.河的宽度为200m
40.(23-24高一上·广东汕头·期末)(多选)生活中运送装修材料时,常采用图中的滑轮装置。向右做匀速直线运动的工作人员通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起装修材料,设工作人员和装修材料的速度大小分别为和,则下列说法正确的是( )
A. B.
C.物块B处于超重状态 D.物块B处于失重状态
41.(23-24高一上·云南昭通·期末)(多选)一可视为质点的小球在三个恒力的作用下做匀速直线运动,某时刻撤去其中的某一个力,则下列说法正确的是( )
A.小球受到的三个力的大小可能分别为10N、8N、20N
B.撤去一个力后,小球可能做曲线运动
C.撤去一个力后,小球的速度可能先增大后减小
D.撤去一个力后,小球的速度可能先减小后增大
42.(23-24高一上·贵州铜仁·期末)(多选)亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图,父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏,两人相向站立,在父子的正中间放一金属框,各持一小球并将球水平抛出,下述抛球方式可能使两球都落在金属框中的有(不计空气阻力)( )
A.父亲以比儿子大的初速度将球抛出
B.父亲以比儿子小的初速度将球抛出
C.父亲以和儿子一样大的初速度将球抛出
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出
43.(23-24高一上·山西朔州·期末)(多选)故宫太和殿建在高大的石基上,每逢雨季这里都会出现“九龙吐水”的壮观景象,如图甲所示,它是利用自然形成的地势落差,使雨水从龙口喷出,顺势流向沟渠,之后通过下水道排出城外,我们可以将某个出水口的排水情况简化为如图乙所示的模型。某次暴雨后,出水口喷出的细水柱的落点距出水口的最远水平距离为,过一段时间后细水柱的落点距出水口的最远水平距离变为。已知出水口距离水平面的高度,出水口的横截面积为,不计空气阻力,重力加速度,流量为单位时间内排出水的体积,则下列说法正确的是( )
A.两种状态下的时间之比为
B.两种状态下的初速度之比为
C.这次暴雨后,一个出水口的最大流量为
D.这次暴雨后,一个出水口的最大流量为
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,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)
45.(23-24高一上·湖南株洲·期末)在一次模拟战斗中,轰炸机驾驶员驾驶轰炸机以80m/s的速度自西向东在405m的高空飞行,在飞机正前方的海平面上一艘小船是飞机的轰炸目标。忽略空气阻力,重力加速度取。
(1)炸弹从投出到接触海面需要多久时间?
(2)若要保证命中目标,则要距离目标水平距离时多远时开始投弹?
(3)若在投出炸弹的一瞬间,小船就以2m/s2的加速度向东运动,要保证命中目标,则此时要距离目标水平距离多远才开始投弹?
46.(23-24高一上·天津·期末)在小游戏中经常有飞机投弹击中逃跑汽车的情景,要求根据飞机和汽车的速度而选择合理的投弹高度或者水平距离,从而完成任务。现在简化为如图所示的模型,在距地面高为H=45m处,有一小球A以初速度水平抛出。与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出,B与地面间的动摩擦因数μ=0.4,A、B均可看成质点,重力加速度,空气阻力不计。求:
(1)A球从抛出到落地的时间;
(2)A球从抛出到落地这段时间内的水平位移;
(3)A球落地时,A、B之间的距离。
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专题09 抛体运动
【考点1 曲线运动】 1
【考点2 运动的合成与分解】 4
【考点3 实验:探究平抛运动的特点】 9
【考点4 抛体运动的规律】 14
【考点1 曲线运动】
1.(23-24高一上·天津·期末)牛顿在《自然哲学的数学原理》(1687年出版)中提出:“物体受外力作用后,将沿着外力的直线方向发生变化,且变化和所受外力成正比。”对一个运动的质点,以下说法正确的是( )
A.如果质点受到恒定的合外力作用,一定做直线运动
B.如果质点受到变化的合外力作用,一定做曲线运动
C.如果质点受到总是与速度方向相同的合外力作用,一定做匀加速直线运动
D.如果质点受到总是与速度方向垂直的合外力作用,一定做速率不变的运动
【答案】D
【详解】A.如果质点受到恒定的合外力作用,合力方向与运动方向不在一条直线上,质点做曲线运动,故A错误;
B.如果质点受到变化的合外力作用,合力方向与运动方向在一条直线上,质点做直线运动,故B错误;
C.如果质点受到总是与速度方向相同的合外力作用,合力大小发生变化,质点做变加速直线运动,故C错误;
D.如果质点受到总是与速度方向垂直的合外力作用,一定做速率不变的运动,故D正确。
故选D。
2.(23-24高一上·河北唐山·阶段练习)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,加速度应位于轨迹的凹侧,且加速度方向与速度方向(切线方向)的夹角大于。
故选B。
3.(23-24高一上·浙江金华·期末)我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。如图虚线描述的是杨昊10米跳台跳水时头部的运动轨迹示意图,最后沿竖直方向入水。整个过程中在哪个位置头部的速度方向与入水时的速度方向相反( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】D
【详解】由于速度的方向沿运动轨迹的切线方向,通过运动轨迹可知d点的速度方向向上,与入水时的速度方向相反。
故选D。
4.(23-24高一上·云南昭通·期末)人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程,某学习小组在学习探讨时提出了以下观点,其中正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.力是维持物体运动的原因,也是改变物体运动的原因
C.马拉车加速前进是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.做曲线运动的物体受到的合外力大小可以不变但方向一定发生变化
【答案】A
【详解】A.曲线运动的速度方向一定改变,则曲线运动一定是变速运动,故A正确;
B.力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.马拉车的力与车拉马的力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.做曲线运动的物体受到的合外力大小和方向都可以不变,例如平抛运动,故D错误。
故选A。
5.(23-24高一上·山东淄博·期末)图甲为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片,图乙为其运动轨迹示意图,OA段是直线,AB段是曲线,则巡视器( )
A.在AB段运动时所受的合外力不为零 B.在AB段运动时加速度为零
C.OA段与AB段的平均速度相同 D.从O到B的位移大小等于OAB轨迹长度
【答案】A
【详解】AB.巡视器在AB段做曲线运动,根据物体做曲线运动条件可知,巡视器所受的合外力不为零,加速度不为零,故A正确,B错误;
C.OA段与AB段的位移方向不同,所以OA段与AB段的平均速度不相同,故C错误;
D.从O到B的位移大小小于OAB轨迹长度,故D错误。
故选A。
6.(23-24高一上·北京西城·期末)(多选)下列关于物体的运动状态与受力的关系的说法中,正确的是( )
A.物体的运动状态发生变化,说明该物体受到的合力一定发生变化
B.物体的运动状态保持不变,说明该物体受到的合力为零
C.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力可能是恒力
D.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力一定是变力
【答案】BC
【详解】A.物体的运动状态发生变化,说明物体合外力不为零,但物体受到的合力可能不变,也可能变化,故A错误;
B.物体的运动状态保持不变,说明该物体受到的合力为零,故B正确;
CD.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力可能是恒力,也可能为变力,例如平抛运动的物体合力为恒力,而圆周运动的物体合力为变力,故C正确,D错误。
故选BC。
7.(23-24高一上·江西上饶·期末)(多选)如图,在某次足球比赛中,球员踢出“香蕉”球,足球在空中划出一道美妙的弧线后钻入球门死角。实际上生活中还有很多运动都是曲线运动,下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体,速度的大小一定改变
B.做曲线运动的物体,速度的方向一定改变
C.做曲线运动的物体,加速度方向可能不变
D.做曲线运动的物体,加速度大小一定改变
【答案】BC
【详解】AB.做曲线运动的物体,速度的大小不一定改变,速度的方向一定改变,故A错误,B正确;
CD.做曲线运动的物体,加速度一定不为零,但加速度可以恒定不变,即加速度大小、方向均可能不变,故C正确,D错误。
故选BC。
8.(23-24高一上·湖北武汉·期末)(多选)关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体做曲线运动,其速度大小可能不变
B.两个互成角度的匀变速直线运动,其合运动一定是曲线运动
C.做斜抛运动的物体,在不同时间内速度变化的方向一定相同
D.物体所受合力方向与速度方向不同时,一定做曲线运动
【答案】AC
【详解】A.物体做曲线运动,其速度大小可能不变,比如匀速圆周运动。故A正确;
B.两个互成角度的匀变速直线运动,如果合速度方向与合加速度方向共线,其合运动为直线运动。故B错误;
C.根据
可知做斜抛运动的物体,速度变化的方向与重力加速度方向相同,即竖直向下。故C正确;
D.物体所受合力方向与速度方向不共线时,一定做曲线运动。故D错误。
故选AC。
【考点2 运动的合成与分解】
9.(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。
10.(23-24高一上·浙江·期末)一只小船过河,河中水流速度各处相同且恒定,小船船头始终垂直于平直岸,小船三次运动中,轨迹如图中虚线所示,三次运动中,小船速度大小不同,由此可以确定( )
A.船沿三条不同路径渡河的时间相同 B.船沿AC轨迹过河所用的时间最短
C.三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小相同 D.三次运动中,船在静水中的速度大小相同
【答案】B
【详解】AB.渡河时间只与垂直于河岸速度(本题中即船相对于静水速度)有关,沿水流方向有
根据轨迹可知,船沿AC轨迹过河所用的时间最短,故A错误,B正确;
CD.因为水流速度相同,但三次船相对于静水的速度不同,故三次运动中,船到对岸的瞬时速度大小不相同,故CD错误。
故选B。
11.(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。
12.(23-24高一上·山东威海·期末)如图所示,小船从岸边A处渡河,船在静水中的速度大小,船头与上游河岸的夹角为,河水的流速大小,,,则小船相对河岸的速度大小为( )
A.2.4m/s B.3.0m/s C.4.5m/s D.5.0m/s
【答案】B
【详解】由题意可知,船头与上游河岸的夹角为,船在静水中的速度可以分解为垂直河岸的分速度和平行河岸的分速度,如图所示,垂直河岸的分速度大小为
平行河岸的分速度大小为
方向与水流方向相反。由运动的合成可得小船相对河岸的速度大小为
故选B。
13.(23-24高一上·广东汕头·期末)如图所示,河的宽度为,船渡河时船头始终垂直河岸。船在静水中的速度大小为,河水流速的大小为,则下列说法正确的是( )
A.小船的渡河时间大于
B.小船渡河的位移大小等于
C.小船沿河道方向的位移大小等于
D.若水流速度方向不变,但大小不稳定,则小船渡河时间将发生变化
【答案】B
【详解】ABC.渡河时间为
则沿河岸方向的位移为
则船渡河通过的位移为
故AC错误,B正确。
D.小船渡河时间与水流速度无关,若水流速度方向不变,但大小不稳定,小船渡河时间不会发生变化,故D错误;
故选B。
14.(23-24高一上·湖南株洲·期末)(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是由匀速直线运动与匀加速直线运动合成
B.匀速直线运动与匀加速直线运动合成的可能是匀速直线运动
C.匀加速直线运动与匀加速直线运动合成的可能是曲线运动
D.合运动速度可能小于分运动速度也可能大于分运动速度
【答案】ACD
【详解】A.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,平抛运动是由匀速直线运动与匀加速直线运动合成,故A正确;
B.匀速直线运动与匀加速直线运动合成,合外力不为0,不可能是匀速直线运动,故B错误;
C.匀加速直线运动与匀加速直线运动合成,速度方向与合力方向在同一直线上,做匀加速直线运动,速度方向与合力方向不在一条直线上,做匀加速曲线运动,故C正确;
D.根据平行四边形定则,合运动速度可能小于分运动速度也可能大于分运动速度,故D正确。
故选ACD。
15.(23-24高一上·北京·期末)(多选)关于运动,以下说法不正确的是( )
A.物体受变力作用不可能做直线运动
B.物体受恒力作用不可能做曲线运动
C.分运动一是匀速直线运动,分运动二是匀加速直线运动,若这两个运动的方向不在一条直线上,则其合运动一定是曲线运动
D.两个初速度为0,加速度不同的匀变速直线运动的合运动有可能是曲线运动
【答案】ABD
【详解】A.物体在变力作用下也可能做直线运动,如变加速直线运动,选项A错误;
B.物体在恒力作用下,只要力与运动方向不在一条直线上,物体做曲线运动,选项B错误;
C.分运动一是匀速直线运动,分运动二是匀加速直线运动,若这两个运动的方向不在一条直线上,则合速度方向与合力方向不在一条直线上,其合运动一定是曲线运动,选项C正确;
D.两个初速度为0,加速度不同的匀变速直线运动的合运动一定做直线运动,选项D错误。
本题选不正确的,故选ABD。
16.(23-24高一上·上海浦东新·期末)某段江面宽,水流速度,有一木船在A点要过江,如图所示。
(1)若木船相对静水速度,则木船最短渡江时间为 s;
(2)若A处下游的B处是一片与河岸垂直的险滩,木船以(1)的方式渡河,则木船 (选填“能”或“不能”)安全渡河。
【答案】 20 不能
【详解】(1)[1]若木船船头指向正对岸时,渡河时间最短,则木船最短渡江时间为
(2)[2]此时船到达对岸时沿河水方向的位移为
则木船以(1)的方式渡河,则木船不能安全渡河。
17.(23-24高一上·云南昆明·期末)一小船渡河,河宽,水流速度,船在静水中的速度为,则:
(1)欲使船在最短的时间内渡河,须用多长时间?位移是多少?
(2)欲使船渡河的航程最短,须用多长时间?位移是多少?
【答案】(1)36s,;(2),
【详解】(1)欲使最短时间渡河,船头应朝垂直河岸方向,所用时间
合速度
位移为
(2)欲使航程最短,应使合运动速度方向垂直河岸,则最小位移为
所用时间
【考点3 实验:探究平抛运动的特点】
18.(23-24高一上·广西柳州·期末)物体做曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动不可能是匀变速运动 B.曲线运动速度大小时刻发生变化
C.曲线运动相同时间内速度改变量不可能相同 D.曲线运动速率可以不变
【答案】D
【详解】A.曲线运动也可能是匀变速运动,例如平抛运动,选项A错误;
BD.曲线运动速度大小不一定发生变化,,即速率可以不变,例如匀速圆周运动,选项B错误,D正确;
C.曲线运动相同时间内速度改变量也可能相同,例如平抛运动,选项C错误;
故选D。
19.(23-24高一上·湖南株洲·期末)甲乙两个人从同一高度沿水平方向抛出两个不同的物体,已知甲抛出物体的质量大于乙所抛物体的质量,则两个物体平抛的时间大小关系说法正确的是( )
A.t甲>t乙 B.t甲<t乙
C.t甲=t乙 D.已知条件不足无法判断
【答案】C
【详解】平抛运动的时间由高度决定,与初速度、物体的质量无关,高度相同,运动的时间相同。
故选C。
20.(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。
21.(23-24高一上·云南昆明·期末)跳台滑雪是一种勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。如图所示,某运动员从跳台a处沿水平方向飞出,经过空中b处,最后在斜坡c处着陆。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动员在空中速度保持不变
B.运动员在空中加速度保持不变
C.运动员经过图中b处时速度沿水平方向
D.运动员在空中飞行时所受合力方向与速度方向在一条直线上
【答案】B
【详解】AB.运动员在空中做平抛运动,加速度为重力加速度,恒定不变;运动员在空中速度大小逐渐增大,方向时刻发生变化,故A错误,B正确;
C.运动员经过图中b处时速度沿着轨迹切线斜向下,故C错误;
D.运动员在空中做平抛运动,轨迹为曲线运动,所以运动员在空中飞行时所受合力方向与速度方向不在一条直线上,故D错误。
故选B。
22.(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。
23.(23-24高一上·湖南株洲·期末)(多选)如图是某自行车的传动结构示意图。某天雨后,后轮上沾了不少泥水,现把后轮悬空,用手转动脚踏板,带动后轮高速转动,使后轮边缘的泥水脱离轮子飞出。不计空气阻力,从后轮边缘上A、B、C、D四点分别飞出的泥水,能做曲线运动的( )
A.A点飞出的 B.B点飞出的 C.C点飞出的 D.D点飞出的
【答案】AC
【详解】A.后轮边缘的泥水脱离轮子飞出,由于惯性保持原来的运动状态,飞行中受重力作用,从A点飞出的泥水做平抛运动,是曲线运动,故A正确;
B.从B点飞出的泥水做竖直下抛运动,是直线运动,故B错误;
C.从C点飞出的泥水做平抛运动,是曲线运动,故C正确;
D.从D点飞出的泥水做竖直上抛运动,是直线运动,故D错误。
故选AC。
24.(22-23高一下·广东广州·期末)(多选)风谷车农具在我国有着悠久的历史,它的工作原理是在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,简化如图。若谷种和瘪谷飞出后不计空气阻力和风力的影响,对这一现象,下列分析正确的是风轮( )
A.质量越大,惯性越大,所以M处是谷种
B.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同
C.谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
D.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
【答案】BC
【详解】D.在大小相同的风力作用下,风力做的功相同,由于谷种的质量大,所以离开风车时的速度小,故D错误;
A.由于谷种飞出时的速度较小,而谷种和瘪谷的运动的时间相同,所以谷种的水平位移较小,瘪谷的水平位移较大,所以M处是瘪谷,N处是谷种,故A错误;
B.谷种飞出后不计空气阻力和风力的影响,谷种和瘪谷飞出洞口后都做平抛运动,平抛运动的高度相等,则运动的时间相等,故B正确;
C.谷种飞出后不计空气阻力和风力的影响,谷种和瘪谷做的是平抛运动,平抛运动是匀变速曲线运动,故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动,故C正确。
故选BC。
25.(23-24高一上·贵州贵阳·期末)用图1所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验,A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程,图2为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内,根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同,可判断A球竖直方向做 运动;根据 ,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
【答案】 自由落体 相同时间内水平方向的位移相同
【详解】[1]在误差允许范围内,根据两球均在同一水平直线上即任意时刻A、B两球的竖直高度相同可判断A球竖直方向做自由落体运动;
[2]根据相同时间内水平方向的位移相同可判断A球水平方向做匀速直线运动。
26.(23-24高一上·湖南永州·期末)物理学是以实验为基础的一门学科,所以学习物理离不开实验,要学好物理就要做好实验,请完成下面三个小实验。
(1)如图所示,在“探究求合力的方法”的实验中,要求用一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”。为满足此要求,实验中应保证 。
(2)用如图所示的装置研究平抛运动。敲击弹性金属片后,A、B两球同时开始运动,均落在水平地面上,下列说法中合理的是 。
A.B球比A球先落地 B.A球比B球先落地
C.A球与B球同时落地 D.该实验可以验证A球在竖直方向上做自由落体运动
(3)某物理实验探究小组测量图(a)所示口罩两侧弹性绳的劲度系数。
①将两条弹性绳A、B端拆离口罩并如图(b)在水平面自然平展,总长度为51cm;
②如图(c)用两个弹簧测力计同时缓慢拉A、B端,当两个弹簧测力计示数均为1.5N时,总长度为81cm。
可知图(c)中每条弹性绳的形变量为 cm,每条弹性绳的劲度系数为 N/m。
【答案】 两次将结点O拉至同一位置 CD/DC 15 10
【详解】(1)[1]一个弹簧测力计拉橡皮条与用两个弹簧测力计同时拉橡皮条的“作用效果相同”,为满足此要求,实验中应保证两次将结点O拉至同一位置。
(2)[2]敲击弹性金属片后,A、B两球同时开始运动,A球与B球同时落地,说明平抛运动竖直方向的运动规律与自由落体运动的运动规律相同,该实验可以验证A球在竖直方向上做自由落体运动。
故选CD。
(3)[3]根据几何关系有
每条弹性绳的形变量为
[4]根据胡克定律,每条弹性绳的劲度系数为
【考点4 抛体运动的规律】
27.(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。
28.(23-24高一上·浙江·期末)图甲是某人在湖边打水漂的图片,石块从水面弹起到触水算一个水漂,若石块每次从水面弹起时速度与水面的夹角均为,速率损失30%。图乙是石块运动轨迹示意图,测得石块从第1个点到第2个点的空中飞行时间为0.8s,已知石块在同一竖直面内运动,当触水速度小于2m/s时石块就不再弹起。不计空气阻力,重力加速度,石块在湖面上能漂起的次数n为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】石块做斜上抛运动
根据
运动总时间
解得
设石块一共能打个水漂,则有
(取整数)
解得
故选C。
29.(23-24高一上·山东烟台·期末)某同学在做平抛运动实验中得到了如图所示的物体运动轨迹,三点在直角坐标系中的位置坐标已标出,其中在坐标原点,已知重力加速度,则由图中数据推算出抛出点的位置坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题图乙可知,a、b、c三点中相邻两点的时间间隔相等,设为T,根据运动学公式可得
解得
T = 0.2s
小球做平抛运动的初速度大小为
小球运动到b点时的竖直分速度大小为
小球从抛出点运动到b点所用的时间为
故抛出点的横坐标为
抛出点的纵坐标为
抛出点的位置坐标为。
故选A。
30.(23-24高一上·江西宜春·期末)如图,固定在地面的斜面体上开有凹槽,槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球,各小球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接,OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放,小球离开A点后均做平抛运动,不计摩擦和空气阻力。则在各小球运动过程中,下列说法正确的是( )
A.六个小球将落在地面上同一点
B.六个小球将落在地面上六个不同的点
C.球6做平抛运动的水平位移最小
D.球1做平抛运动的水平位移最小
【答案】C
【详解】CD.由于有部分小球在水平轨道上运动时,斜面上的小球仍在加速,所以可知离开A点时球6的速度最小,其做平抛运动的水平位移最小,选项C正确,D错误;
AB.离开A点时球6的速度最小,水平位移最小;而当1、2、3小球均在OA段时,三球的速度相同,故从A点抛出后,这三球落地点相同,选项AB错误。
故选C。
31.(23-24高一上·浙江杭州·期末)(多选)如图1为“探究平抛运动的特点”的实验装置图,小球多次沿同一轨道运动,通过描点法在坐标纸上得到A、B、C三点,如图2所示.已知坐标纸每一小格长,下面说法正确是( )
A.斜槽的末端必须保持水平 B.每次可以从不同位置释放小球
C.小球从A到B所用时间为 D.小球抛出时初速度大小为
【答案】AD
【详解】A.斜槽的末端必须保持水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.每次必须从相同位置无初速释放小球,选项B错误;
C.根据
解得小球从A到B所用时间为
选项C错误;
D.小球抛出时初速度大小为
选项D正确。
故选AD。
32.(23-24高一上·湖北十堰·期末)(多选)如图所示,从水平面上方О点水平抛出一个初速度大小为的小球,小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与О点等高的A点,小球与水平面碰撞前、后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力,若只改变小球的初速度大小,小球仍能击中A点,则初速度大小可能为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】设间的水平位移为,О点与水平面的高度为,则有
,
若只改变小球的初速度大小,小球仍能击中A点,则有
(,,)
联立解得小球的初速度大小为
(,,)
故选BD。
33.(23-24高一上·山东德州·期末)探究小组的同学在某星球模拟实验舱内,利用如图甲所示的装置对平抛运动进行探究。在悬点O正下方P点处设有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能被瞬间熔断,由于惯性,小球将做平抛运动。利用频闪数码照相机对小球的运动连续拍摄,在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球做平抛运动过程的多张照片,经合成后,照片如图乙所示。已知a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,照相机连续拍照时间间隔是0.10s,坐标纸方格实际尺寸如图乙中的坐标所示,则:
(1)小球运动到图乙中位置b时,其速度的水平分量大小为 m/s,竖直分量大小为 m/s;
(2)该星球模拟实验舱内的重力加速度大小为 m/s2(结果保留2位有效数字)。
【答案】 0.4 0.6 4.0
【详解】(1)[1]小球水平方向做匀速直线运动,小球运动到图乙中位置b时,其速度的水平分量大小为
[2]小球竖直方向做自由落体运动,根据时间中点的速度等于这段时间的平均速度,可得小球运动到图乙中位置b时,竖直分量大小为
(2)[3]根据,可得该星球模拟实验舱内的重力加速度大小为
34.(23-24高一上·陕西西安·期末)在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中。
(1)如图甲所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做 ;如图乙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,轨道末端水平,把两个质量相等的小钢球,从斜面的相同高度由静止同时释放,观察到球1落到水平板上并击中球2,这说明平抛运动在水平方向做 。
(2)该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,已知照相机每隔0.1s曝光一次,则照片中小方格的边长 cm,小球平抛初速度 m/s(当地重力加速度大小)。
【答案】 自由落体运动 匀速直线运动 5 1.5
【详解】(1)[1]实验中,观察到两球同时落地,说明两球在竖直方向具有相同的运动,而A球做自由落体运动,所以说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动;
[2]观察到球1落到水平板上并击中球2,说明两球在水平方向具有相同的运动,而球2在水平轨道做匀速直线运动,所以说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
(2)[3]设照相机每隔时间曝光一次,竖直方向有
可得照片中小方格的边长为
[4]水平方向有
可得小球平抛初速度为
35.(23-24高一上·安徽合肥·期末)为进一步提升中国排球超级联赛的影响力,中国排球协会将于2024年1月12日至1月15日举办全明星赛。如图为两运动员训练情景,甲运动员在距离地面高h1=2.3m处将排球以v0 =20m/s的速度水平击出,乙运动员在离地高h2=0.5m处将排球垫起。取重力加速度g = 10m/s2。不计空气阻力。求: (结果可用根号表示)
(1)排球被垫起前在空中运动的时间;
(2)排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小;
(3)排球被垫起前瞬间的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)由
可得排球被垫起前在空中运动的时间为
(2)排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小为
(3)排球被垫起前瞬间竖直分速度大小为
则排球被垫起前瞬间的速度大小为
36.(23-24高一上·山东威海·期末)树叶从空中下落的轨迹如图所示,P为轨迹上一点,下列说法正确的是( )
A.树叶经P点时的速度一定为0
B.树叶经P点时的加速度一定为0
C.树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切
D.树叶从A点运动到P点,平均速度的方向由A指向P
【答案】D
【详解】B.根据图像可知,树叶做曲线运动,速度不断发生变化,即速度的变化量不等于0,可知,树叶经P点时的加速度一定不为0,故B错误;
A.根据图像可知,树叶做曲线运动,速度不断发生变化,可知,树叶经P点时的速度不一定为0,故A错误;
C.树叶做曲线运动,所受外力的合力方向指向轨迹内侧,可知,树叶经P点时的加速度的方向与轨迹不相切,故C错误;
D.根据平均速度的表达式有
可知,平均速度的方向与位移方向相同,树叶从A点运动到P点,平均速度的方向由A指向P,故D正确。
故选D。
37.(23-24高一上·浙江温州·期末)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图甲中,船相对水垂直河岸匀速行驶,水流速度越大,渡河时间越长
B.图乙中,质点的运动轨迹已知,若该质点在y轴方向做匀速运动,则在x轴方向做加速运动
C.图丙中,篮球经过P时所受合力可能沿图示方向
D.图丁中,若用小锤用力敲击弹性金属片,a球会比水平弹出的b球先落地
【答案】B
【详解】A.图甲中,船相对水垂直河岸匀速行驶,根据
可知渡河时间与水流速度无关,故A错误;
B.图乙中,质点的运动轨迹已知,若该质点在y轴方向做匀速运动,可知质点受到的合力方向沿x轴正方向,则在x轴方向做加速运动,故B正确;
C.图丙中,篮球经过P时合力方向与速度方向的夹角应大于,所受合力不可能沿图示方向,故C错误;
D.图丁中,若用小锤用力敲击弹性金属片,a球与b球应同时落地,故D错误。
故选B。
38.(23-24高一上·山东日照·期末)2023年5月28日,从上海飞往北京的国产C919大型客机首飞成功,在北京首都机场降落。降落过程中的某时刻(t=0),水平分速度为80m/s,竖直分速度为6m/s,且在水平方向做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小为0.2m/s2的匀减速直线运动,落地前瞬间竖直分速度恰好为零。下列说法正确的是( )
A.飞机降落过程中的运动轨迹为直线
B.t=10s时,飞机的速度大小为64m/s
C.飞机降落过程中的位移大小为1500m
D.飞机落地时的速度大小为20m/s
【答案】D
【详解】A.飞机速度与水平方向的夹角的正切值为
飞机加速度与水平方向的夹角的正切值为
可得
可知飞机降落过程中,速度方向与加速度方向不在同一直线上,运动轨迹为曲线,故A错误;
B.t=10s时,飞机的水平速度大小为
t=10s时,飞机的竖直速度大小为
t=10s时,飞机的速度大小为
故B错误;
C.飞机在空中运动的时间为
飞机降落过程中竖直方向的位移为
飞机降落过程中水平方向的位移为
飞机降落过程中的位移大小为
故C错误;
D.飞机落地前瞬间竖直分速度恰好为零,则机落地时的速度大小等于飞机水平方向的速度,为
故D正确。
故选D。
39.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)小船匀速横渡一条河流,当船头垂直对岸方向航行时,出发后10min到达对岸下游120m处;当船头保持与上游河岸成角航行,出发后12.5min到达正对岸,水流速度保持不变,下列说法正确的是( )
A.水流的速度大小为 B.
C.小船在静水中的速度大小为 D.河的宽度为200m
【答案】D
【详解】A.船头垂直对岸方向航行时,如图所示
由
得水流的速度大小为
A错误;
BCD.船头保持与河岸成角航行时,如图乙所示
可知
,
由图甲可得
联立解得
,,
故BC错误,D正确。
故选D。
40.(23-24高一上·广东汕头·期末)(多选)生活中运送装修材料时,常采用图中的滑轮装置。向右做匀速直线运动的工作人员通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起装修材料,设工作人员和装修材料的速度大小分别为和,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.物块B处于超重状态
D.物块B处于失重状态
【答案】BC
【详解】AB.工作人员A的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个运动,设斜拉绳子与水平方向的夹角为,由几何关系可得
所以
故B正确,A错误;
CD.工作人员A向右做匀速直线运动,不变,所以斜拉绳子与水平方向的夹角减小,则增大,所以增大,即物块B向上做加速直线运动,处于超重状态。
故C正确,D错误。
故选BC。
41.(23-24高一上·云南昭通·期末)(多选)一可视为质点的小球在三个恒力的作用下做匀速直线运动,某时刻撤去其中的某一个力,则下列说法正确的是( )
A.小球受到的三个力的大小可能分别为10N、8N、20N
B.撤去一个力后,小球可能做曲线运动
C.撤去一个力后,小球的速度可能先增大后减小
D.撤去一个力后,小球的速度可能先减小后增大
【答案】BD
【详解】A.小球在三个恒力的作用下做匀速直线运动,则三个恒力的合力为0,由于
可知,10N、8N、20N三个恒力的合力不可能为0,故A错误;
B.由平衡条件可知,撤去一个力后,剩下两个恒力的合力与撤去的力大小相等,方向相反,若撤去的力与小球运动方向不在一条直线上,则撤去一个力后,小球做曲线运动,故B正确;
C.若撤去一个力后,小球的速度先增大,则剩下两个恒力的合力方向与小球运动方向的夹角为锐角,把小球的速度分解,一个分速度与剩下两个恒力的合力方向相同,一个分速度与剩下两个恒力的合力方向垂直,则小球在剩下两个恒力的合力方向上一直做加速运动,在与剩下两个恒力的合力方向垂直的方向上做匀速运动,则小球的速度将一直增大,故C错误;
D.若撤去一个力后,小球的速度先减小,则剩下两个恒力的合力方向与小球运动方向的夹角为钝角,把小球的速度分解,一个分速度与剩下两个恒力的合力方向相反,一个分速度与剩下两个恒力的合力方向垂直,则小球在剩下两个恒力的合力方向上先减速后加速,在与剩下两个恒力的合力方向垂直的方向上做匀速运动,则小球的速度将先减小后增大,故D正确。
故选BD。
42.(23-24高一上·贵州铜仁·期末)(多选)亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图,父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏,两人相向站立,在父子的正中间放一金属框,各持一小球并将球水平抛出,下述抛球方式可能使两球都落在金属框中的有(不计空气阻力)( )
A.父亲以比儿子大的初速度将球抛出
B.父亲以比儿子小的初速度将球抛出
C.父亲以和儿子一样大的初速度将球抛出
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出
【答案】BD
【详解】ABC.根据平抛运动的研究方法可知,物体做平抛运动时,水平方向的分运动为匀速直线运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,设父子两人距正中间金属框的距离为,父亲抛球高度为,抛球速度为,儿子抛球高度为,抛球速度为,根据身高差距可知
父子两人抛球都进入金属框,则在水平方向有
,
在竖直方向有
,
解得
,
则可得
因此必须满足
故AC错误,B正确;
D.父亲下蹲适当高度后再以和儿子一样大的初速度将球抛出,若此高度和儿子抛球高度相同,则以和儿子一样大的初速度将球抛出,两人均可将球抛入金属框,故D正确。
故选BD。
43.(23-24高一上·山西朔州·期末)(多选)故宫太和殿建在高大的石基上,每逢雨季这里都会出现“九龙吐水”的壮观景象,如图甲所示,它是利用自然形成的地势落差,使雨水从龙口喷出,顺势流向沟渠,之后通过下水道排出城外,我们可以将某个出水口的排水情况简化为如图乙所示的模型。某次暴雨后,出水口喷出的细水柱的落点距出水口的最远水平距离为,过一段时间后细水柱的落点距出水口的最远水平距离变为。已知出水口距离水平面的高度,出水口的横截面积为,不计空气阻力,重力加速度,流量为单位时间内排出水的体积,则下列说法正确的是( )
A.两种状态下的时间之比为
B.两种状态下的初速度之比为
C.这次暴雨后,一个出水口的最大流量为
D.这次暴雨后,一个出水口的最大流量为
【答案】ABD
【详解】A.由平抛运动的规律可知,竖直方向有
因为两种状态下下落高度相同所以两种状态下的时间之比为1:1,故A正确;
B.水平方向有
可得
两种状态下的初速度之比为2:1,故B正确;
CD.每个出水口的流量
所以一个出水口的最大流量为
故D正确,C错误。
故选ABD。
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,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
45.(23-24高一上·湖南株洲·期末)在一次模拟战斗中,轰炸机驾驶员驾驶轰炸机以80m/s的速度自西向东在405m的高空飞行,在飞机正前方的海平面上一艘小船是飞机的轰炸目标。忽略空气阻力,重力加速度取。
(1)炸弹从投出到接触海面需要多久时间?
(2)若要保证命中目标,则要距离目标水平距离时多远时开始投弹?
(3)若在投出炸弹的一瞬间,小船就以2m/s2的加速度向东运动,要保证命中目标,则此时要距离目标水平距离多远才开始投弹?
【答案】(1)9s;(2)720m;(3)639m
【详解】(1)炸弹在空中做平抛运动,竖直方向有
可得炸弹从投出到接触海面需要的时间为
(2)炸弹在水平方向做匀速直线运动,则有
可知要保证命中目标,则要距离目标水平距离时开始投弹。
(3)若在投出炸弹的一瞬间,小船就以2m/s2的加速度向东运动,则小船在内的位移为
则有
可知要保证命中目标,要距离目标水平距离才开始投弹。
46.(23-24高一上·天津·期末)在小游戏中经常有飞机投弹击中逃跑汽车的情景,要求根据飞机和汽车的速度而选择合理的投弹高度或者水平距离,从而完成任务。现在简化为如图所示的模型,在距地面高为H=45m处,有一小球A以初速度水平抛出。与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出,B与地面间的动摩擦因数μ=0.4,A、B均可看成质点,重力加速度,空气阻力不计。求:
(1)A球从抛出到落地的时间;
(2)A球从抛出到落地这段时间内的水平位移;
(3)A球落地时,A、B之间的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)A球抛出后做平抛运动,竖直方向有
解得A球从抛出到落地的时间为
(2)水平方向有
解得A球从抛出到落地这段时间内的水平位移为
(3)物块B做匀减速运动的加速度大小为
物块B减速到停下所用时间为
物块B做匀减速运动到停下通过的位移大小为
则A球落地时,A、B之间的距离为
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