专题01 抛体运动(6大考点)(北京专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编
2025-05-26
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内容正文:
专题01 抛体运动
曲线运动
1.(23-24高一下·北京东城区·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
【来源】北京市东城区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】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。
2.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,突然使它所受的力方向反向而大小不变,即由F变为-F,若BD为曲线AB上B点的切线,则该物体( )
A.可能沿曲线BE运动
B.可能沿直线BD运动
C.可能沿曲线BC运动
D.可能沿原曲线由B返回A
【答案】A
【来源】北京市朝阳区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】物体从A到B运动,因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中,所以物体所受恒力方向应是向下的。 到达B点后,力的大小不变方向相反,变成向上。
A.BE在力与速度的夹角内,物体有可能沿BE运动,A正确。
B.因为物体在B点的速度方向为切线方向,即直线BD,而力与速度方向不同,所以物体不可能做直线运动,B错误;
C.由于力的方向发生了改变,曲线BC不在力与速度的夹角内,C错误;
D.根据力和运动的关系可知,物体不可能由B返回A,D错误。
故选A。
3.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)如图所示,一个钢球在水平面上做直线运动,然后在钢球运动路线的旁边放一块磁铁钢球做曲线运动。据此判断物体做曲线运动的条件为( )
A.合力为零
B.合力方向与速度方向相同
C.合力方向与速度方向相反
D.合力方向与速度方向不在同一直线上
【答案】D
【来源】北京市第八十中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理(学考)试卷
【解析】钢球受到的重力与水平面 支持力平衡,合力等于磁铁对钢球的引力,钢球做曲线运动,磁铁的引力直线轨迹的内侧,与速度方向不在同一条直线上,即据此判断物体做曲线运动的条件为合力方向与速度方向不在同一直线上。故选D。
4.(23-24高一下·北京丰台区·期末)一个物体在光滑水平面上做匀速直线运动,其速度方向如图中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的外力F;到达B点时,这个外力的方向突然变为与前进方向相同;到达C点时,外力的方向又突然改为向前但偏左;物体最终到达D点。则关于物体由A点到D点的运动轨迹,下列选项中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】北京市丰台区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】从A点开始,物体受到向前但偏右的外力F,此过程轨迹在力和速度之间,且速度沿轨迹切线方向,但速度不可能与力共线,力在轨迹的凹侧;到达B点时,这个外力的方向突然变为与前进方向相同,此时物体做直线运动;到达C点时,外力的方向又突然改为向前但偏左,此过程轨迹在力和速度之间,且速度沿轨迹切线方向,力在轨迹的凹侧。
故选C。
5.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】北京市北京师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】赛车做的是曲线运动,赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧。故选B。
6.学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答下列小题。
(1)如图甲,在水平桌面上放一张白纸,白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道.使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入,钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙,拆去一段轨道,球仍从C端滚入,则球离开B端后留下的痕迹可能为( )
A.痕迹① B.痕迹② C.痕迹③ D.痕迹④
(2)同学们对以上现象进行了分析,说法不正确的是( )
A.速度方向沿切线方向
B.速度可能不变
C.做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧
D.合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上
【答案】(1)B (2)B
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)小球沿着弯道做曲线运动,在B端的速度方向沿着该点的切线方向,所以球离开B端后留下的痕迹可能为痕迹②。故选B。
(2)A.物体做曲线运动的速度方向沿切线方向,故A正确,不满足题意要求;
B.物体做曲线运动的速度方向时刻发生变化,故B错误,满足题意要求;
C.做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧,故C正确,不满足题意要求;
D.做曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上,故D正确,不满足题意要求。故选B。
7.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)如图所示,在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小,可知合力F的方向处于轨迹的凹侧,且与速度方向的夹角大于。故选C。
8.(23-24高一下·北京汉德三维集团·期末)一只可视为质点的蜜蜂沿弯曲轨迹做匀速率运动,蜜蜂在途经M、N、P、Q位置时的速度和所受合力F的大小,方向如图所示,其中可能正确的是( )
A.M位置 B.N位置 C.P位置 D.Q位置
【答案】B
【知识点】通过受力判断曲线运动的速度变化
【来源】 北京汉德三维集团2023-2024学年高一下学期第九次联考(期末)物理试卷
【解析】质点做曲线运动,速率不变,合力指向轨迹凹侧,且合力与速度方向垂直,即N位置正确。故选B。
运动合成与分解
1.(23-24高一下·北京东城区·期末)如图所示,将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块以速度匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v水平向右匀速移动,蜡块由管口上升到顶端。如果玻璃管以2v的水平速度移动,当蜡块由管口上升到顶端时,下列说法正确的是( )
A.蜡块速度增大 B.蜡块速度不变 C.蜡块位移减小 D.蜡块位移不变
【答案】A
【来源】北京市东城区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】AB.蜡块在竖直方向做速度为v0的匀速运动;水平方向做速度为v的匀速运动,则合速度为
当水平速度变为2v时,竖直速度不变,则合速度变为
即蜡块的速度增大,选项A正确,B错误;
CD.因竖直速度不变,则蜡块运动的时间不变,水平速度增加时,水平位移变大,根据
可知蜡块的位移变大,选项CD错误。故选A。
2.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)质量为的物体在水平面上运动,其两个正交分速度随时间的变化图像如图所示,则( )
A.0~6s内物体始终做曲线运动
B.0~4s内物体的位移大小为
C.0~4s内物体做曲线运动,4s末物体的速度与加速度方向相反
D.0~4s内物体做直线运动,4~6s内物体做曲线运动
【答案】BC
【来源】北京市朝阳区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】A CD.开始时物体初速度方向为x方向,加速度方向为y方向,两者不在一条直线上,所以物体做曲线运动。由图像可知,4s—6s内加速度分别为
4s末物体的速度方向与x正方向夹角的正切值
加速度方向与x负方向夹角的正切值
所以速度方向与加速度方向方向相反,所以物体要做直线运动,故AD错误,C正确;
B.图像与时间轴围成的面积为物体运动的位移,开始4s内物体x方向位移8m,y方向位移8m,所以开始4s内物体的位移为
故B正确。故选BC。
3.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)如图甲所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管中注满清水,水中放一个直径略小于玻璃管内径的圆柱形红蜡块R,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。把玻璃管迅速竖直倒置,红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升,在红蜡块刚从管口A开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图乙所示),直至红蜡块上升到管底B的位置(如图丙所示)。以地面为参考系,以红蜡块开始匀速运动的位置为原点,以水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系,描绘红蜡块R在这一运动过程中的轨迹,图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】北京市北京师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】由题意可知红蜡块竖直向上做匀速直线运动,水平向右做初速度为零的匀加速直线运动,合运动为匀变速曲线运动,其速度方向与水平方向的夹角的正切值为
由上式可知θ随t的增大而逐渐减小,而蜡块速度方向沿轨迹切线方向,所以红蜡块实际运动的轨迹可能是C。故选C。
4.(23-24高一下·北京大兴区·期末)如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到顶端,所需时间为t,相对地面通过的路程为L。在t时间内下列说法正确的是( )
A.v增大时,L减小 B.v增大时,L不变
C.v增大时,t减小 D.v增大时,t不变
【答案】D
【来源】北京市大兴区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】根据题意可知,红蜡块水平方向、竖直方向均做匀速直线运动,则
y为竖直方向的位移,即玻璃管的长度,vy不变,则运动时间t不变,若v增大,x增大,L增大。
故选D。
5.某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水,水中有一个蜡块。请利用所学知识回答下列小题。
(1)若玻璃管以速度v0向右匀速移动,与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮,用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹,可能是下面四幅图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
(2)这位同学称量了蜡块R的质量为200g,蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0=1cm/s匀速上浮,如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,测出某时刻蜡块R的x、y坐标值分别为2cm和2cm,则下列说法正确的是( )
A.蜡块做直线运动
B.玻璃管的加速度大小为1cm/s2
C.蜡块受到的合力为0.2N
D.可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s
【答案】(1)A (2)B
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)玻璃管以速度v0向右匀速移动,与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮,两个匀速直线运动的合运动为匀速直线运动,蜡块相对地面移动的轨迹为一条斜向右上方的倾斜的直线,令轨迹与水平方向的夹角为,则有
即有
可知,只有第一个选择项符合要求。
故选A。
(2)A.蜡块的初速度向上,加速度向右。两者方向不在同一直线上,可知,蜡块做曲线运动,故A错误;
B.蜡块向上做匀速直线运动,则有
根据位移公式有
解得
故B正确;
C.根据牛顿第二定律,蜡块受到的合力为
故C错误;
D.该时刻蜡块R速度大小
故D错误。故选B。
6.(23-24高一下·北京西城区·期末)在平面直角坐标系中,质点在平面内从O点开始运动,在x方向的位移—时间图像与y方向的速度—时间图像分别如图甲、乙所示。求:
(1)求时,质点的速度大小;
(2)质点的轨迹方程。
【答案】(1);(2)
【来源】北京市西城区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】(1) 根据图甲可知,质点x方向做匀速直线运动,速度为
根据图乙可知,质点y方向做匀加速直线运动,加速度为
根据速度公式有
则1s时,质点的速度
解得
(2)结合上述有
,
解得轨迹方程为
7.(23-24高一下·北京石景山区·期末)在研究某些复杂的曲线运动时,可以采用运动的合成与分解的方法。
在水平面内建立xOy坐标系,以点O为坐标原点。从t=0开始,质量为m=2.0kg的滑块从坐标原点O出发,初速度v0=4m/s,方向为x轴正方向。
(1)从t=0开始,若滑块受到沿x轴负方向的水平恒力F1作用,F1=4.0N,求:
a.滑块沿x轴正方向运动的最大距离xm;
b.滑块回到坐标原点的时间t;
(2)从t=0开始,除F1外,滑块同时还受到沿y轴正方向的恒力F2的作用,F2=3.0N。
a.在右图所示的坐标系内定性画出滑块的运动轨迹,并标明关键坐标;
b.求运动过程中滑块的最小速率v。
【答案】(1)a.4m,b.4s;(2)a.,b.2.4m/s
【来源】北京市石景山区2023-2024学年高一下学期期末物理试题
【解析】(1)a.物体沿x轴正方向先做匀减速运动,减速为零后沿x轴负方向做匀加速运动,水平加速度大小为
则最大距离为
b.减速时间为
则根据匀变速直线运动规律有,返回原点的时间为
(2)a.物体沿y轴正方向做匀加速直线运动,竖直方向上加速度大小为
x方向速度为零时,物体沿y轴正方向运动
物体再次回到y轴时,沿y轴正方向运动的距离
故运动轨迹如下图所示
b.物体沿x轴正方向做匀变速直线运动
物体沿y轴正方向做匀加速直线运动
根据运动的合成与分解,则有
代入数据,化简可得
可知,当t=1.28s时物体速度最小为
渡河问题
1.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)如图所示,在一条笔直的河道中,小船从点出发渡河要使小船在最短时间内渡河,船头朝向应沿( )
A.方向 B.方向 C.方向 D.方向
【答案】C
【来源】北京市第八十中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理(学考)试卷
【解析】要使小船在最短时间内渡河,船头应垂直指向对岸,即沿着的方向航行;
故选C。
平抛运动
1.(23-24高一下·北京海淀区·期末)请阅读文字。网球运动员将球沿水平方向击出,球离开球拍后在重力的作用下划出一条曲线,向对方场地飞去,如图所示。网球可视为质点,不计空气阻力。
(1)以地面为参考系,网球在空中的运动是( )
A.匀速运动 B.平抛运动 C.圆周运动 D.匀减速运动
(2)网球在空中运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.速度方向保持不变
B.位移方向保持不变
C.加速度方向保持不变
D.速度方向与加速度方向始终垂直
【答案】(1)B (2)C
【来源】北京市海淀区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题
【解析】(1)根据题意,网球有水平的初速度,运动过程中只受重力,则以地面为参考系,网球在空中做平抛运动,故选B。
(2)A.网球在空中做平抛运动,网球在空中运动的过程中速度方向时刻改变,故A错误;
B.网球做平抛运动,在空中运动的过程中,位移方向时刻改变,故B错误;
CD.网球做平抛运动,在空中运动的过程中,水平方向做匀速直线运动,加速度为零,竖直方向做自由落体运动,加速度方向竖直向下,保持不变;速度方向时刻改变,且与水平方向成某一小于的夹角,所以除了开始时刻速度方向与加速度方向垂直,其它时刻速度方向与加速度方向不垂直,故C正确,D错误。故选C。
2.(23-24高一下·北京东城区·期末)关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.速度方向不断改变,不可能是匀变速运动
B.在任意相等时间内的速度变化量都相等
C.在任意相等时间内的位移都相等
D.加速度随时间逐渐增大
【答案】B
【来源】北京市东城区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】ABD.平抛运动的加速度为重力加速度,恒定不变,所以是匀变速曲线运动,根据
可知在任意相等时间内的速度变化量都相等,故AD错误,B正确;
C.根据
由于水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,可知在任意相等时间内的水平分位移大小相等,竖直分位移大小不相等,则合位移大小不相等,故C错误。故选B。
3.(23-24高一下·北京西城区·期末)如图所示为一个简易足球场,球门宽为6m。一个同学在球门中线距离球门4m处采用头球将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)。同学顶球点的高度为1.8m。从头顶球到球落地的过程,忽略空气阻力,足球做平抛运动,g取,则( )
A.足球的位移小于5m
B.足球运动的时间为0.6s
C.足球初速度的大小约为
D.足球在竖直方向上速度增加了
【答案】BCD
【来源】北京市西城区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】A.设球门宽为,同学顶球点的高度为,同学在球门中线距离球门的距离为,则足球的水平位移为
则足球的位移
故足球的位移大于5m,A错误;
B.足球做平抛运动,足球运动的时间由竖直方向决定,竖直方向做自由落体运动,则
代入数据得
B正确;
C.足球初速度的大小
C正确;
D.足球在竖直方向上的末速度
竖直方向上的初速度为0,足球在竖直方向上速度增加了6m/s,D正确;故选BCD。
4.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以水平速度向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,小球落地时的速度为,不计空气阻力。下图中能表示小球不同时刻速度的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】北京市朝阳区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】平抛运动只受重力,则其加速度为重力加速度,根据加速度的定义可知
即经过时间的速度变化量大小一定,方向竖直向下,而水平速度始终不变为,即的水平分速度还是。
故选C。
5.(23-24高一下·北京大兴区·期末)如图所示,将一个沙包以的速度从h高处水平抛出,经过时间t落地。(不计空气阻力)
(1)下列描述沙包运动的物理量中,属于标量的是( )
A.速度 B.加速度 C.位移 D.高度
(2)在运动过程中,沙包的速度( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
(3)在运动过程中,沙包的加速度( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
(4)从抛出至落地,沙包的位移大小为( )
A.h B. C. D.
【答案】(1)D (2)A (3)C (4)D
【知识点】平抛运动的概念、平抛运动位移的计算
【解析】(1)速度、加速度、位移既有大小,又有方向,是矢量,高度只有大小,没有方向,是标量。
故选D。
(2)沙包做平抛运动,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,在运动过程中,沙包水平方向的速度不变,竖直方向的速度逐渐增大,则沙包的速度逐渐增大。
故选A。
(3)沙包做平抛运动,沙包的加速度为重力加速度,则在运动过程中,沙包的加速度保持不变。
故C正确。
(4)沙包做平抛运动,水平方向有
从抛出至落地,沙包的位移大小为
解得
故选D。
6.(23-24高一下·北京大兴区·期末)第24届冬季奥林匹克运动会在2022年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,落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点,忽略空气阻力的影响,重力加速度已知,则运动员由O点出发运动到E点过程中下列说法正确得是( )
A.运动员运动时间仅由OC的高度决定
B.运动员的落点E仅由OC的高度决定
C.若测出OE的水平距离则可计算运动员离开平台时的速度
D.若测出运动员空中飞行时间及OE的水平距离则可计算出落到E点时的速度大小
【答案】D
【来源】北京市大兴区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】ABC.根据平抛运动规律有
可知运动员运动时间由OE的高度决定,运动员的落点E由OC的高度和初速度决定,若只测出OE的水平距离,时间大小未知,无法计算初速度,故ABC错误;
D.若测出运动员空中飞行时间及OE的水平距离则有
可依据
计算落到E点时的速度大小,故D正确。故选D。
7.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)请阅读下述文字,完成试题。
在图所示的装置中,斜槽M末端水平。将钢球从斜槽中某一位置由静止释放,钢球从斜槽末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就可得到钢球做平抛运动的轨迹。
(1)做实验时,下列操作中不必要的是( )
A.在斜槽轨道上涂抹润滑油,以利于减小钢球与轨道之间的摩擦
B.每次实验时,将钢球从斜槽轨道的同一位置由静止释放
C.调节斜槽出口端呈水平状态
D.调节背板呈竖直状态
(2)对于钢球离开斜槽后做平抛运动的过程,下列说法正确的是( )
A.钢球只受重力作用,是的匀变速运动
B.钢球落到挡板N时的水平位移与平抛运动的初速度无关
C.钢球在斜槽上的释放点位置越高,做平抛运动的时间越长差
D.钢球落到挡板N时的水平位移与斜槽末端到挡板N的竖直高度无关
(3)若钢球水平抛出的初速度大小为,落到挡板N时的速度大小为,重力加速度为,则钢球在空中做平抛运动的时间为(不计空气阻力)( )
A. B. C. D.
【答案】(1)A (2)A (3)C
【解析】(1)AB.小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,保证小球到斜槽末端的速度相同即可,而斜槽摩擦力的大小,不影响实验,故A错误,符合题意、B正确,不符合题意;
C.为了保证小球做平抛运动,小球的初速度需水平,即斜槽末端需水平,故C正确,不符合题意;
D.将N板插入插槽中时必须保证背板竖直,否则碰撞点水平位移相等,时间不等,故D正确,不符合题意。故选A。
(2)A.钢球离开斜槽后做平抛运动的过程,钢球只受重力作用,是的匀变速曲线运动,故A正确;
C.做平抛运动的钢球,在竖直方向上做自由落体运动,则
可得
可知做平抛运动的时间与做平抛运动下落的高度有关,与钢球在斜槽上的释放点位置无关,故C错误;
BD.钢球落到挡板N时的水平位移
可见水平位移大小与平抛运动的初速度有关,与斜槽末端到挡板N的竖直高度有关,故BD错误。
故选A。
(3)落到挡板N时的竖直方向速度大小为
则钢球在空中做平抛运动的时间为
故C正确。故选C。
8.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)请阅读下述文字,完成下面小题。
运动的合成和分解是我们研究复杂运动常用的方法,可以将复杂的运动分解成简单的运动来研究。比如在研究平抛运动时,我们可以将平抛运动分解成竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。
(1)飞机以某一速度在高空某一水平面上做匀速直线运动,某时刻从飞机上每相隔1s释放一颗炸弹,忽略空气阻力。在地面上观察炸弹做平抛运动,下列说法正确的是( )
A.炸弹的质量影响炸弹的下落轨迹
B.炸弹的速度大小和方向不断变化,不可能是匀变速运动
C.炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同
D.释放炸弹时,若飞机的速度越大,炸弹在空中运动的时间越长
(2)在地面上观察这些炸弹落地前空中任一时刻的位置,下列说法正确的是( )
A.炸弹排成抛物线,相邻炸弹空间距离保持不变
B.炸弹排成抛物线,相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大
C.炸弹排成竖直的一条直线,相邻炸弹空间距离保持不变
D.炸弹排成竖直的一条直线,相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大
(3)掷实心球比赛中,某同学将实心球斜向上抛出,轨迹如图所示,不计空气阻力。根据实心球的受力情况和运动情况,参考平抛运动的研究方法,实心球的运动可以看成哪两个运动的合成( )
A.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
C.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
D.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀速直线运动
(4)某一同学从相同高度抛出实心球A、B,抛出后再次落到抛出高度的轨迹如图所示。两球运动的最大高度相同。不计空气阻力。此过程中下列说法正确的是( )
A.B球的加速度比A球的大
B.B球的飞行时间比A球的长
C.B球在最高点的速度比A球在最高点的大
D.B球的初速度比A球的初速度小
【答案】(1)C (2)D (3)B (4)C
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)A.炸弹的质量不影响炸弹的下落轨迹,A错误;
B.炸弹的速度大小和方向不断变化,加速度是重力加速度,加速度的大小和方向均不变,是匀变速运动,B错误;
C.根据 ,炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同,均是竖直向下的方向,C正确;
D.根据 ,释放炸弹时,若飞机的速度越大,炸弹在空中运动的时间不变,因为抛出点的高度不变,D错误。故选C。
(2)在水平方向上,每棵炸弹都做匀速直线运动,其速度都等于飞机的速度,每棵炸弹都在飞机的正下方,所以炸弹排成竖直的一条直线;在竖直方向上,每棵炸弹都做自由落体运动,在连续相等时间内的位移逐渐增大,所以相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大。ABC错误,D正确。
故选D。
(3)小球在水平方向上合力等于零,加速度等于零,所以小球在水平方向做匀速直线运动;小球在竖直方向上受到重力的作用,加速度等于重力加速度,所以小球在竖直方向做匀变速直线运动。竖直方向的初速度不等于零,不是自由落体运动。综上所述,小球的运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动。ACD错误,B正确。故选B。
(4)A.B球的加速度等于A球的加速度,均等于重力加速度,A错误;
B.两球在竖直方向上均做竖直上抛运动,两球运动的最大高度相同,表明两球上抛的初速度相同,运动时间也相同,所以B球的飞行时间等于A球的飞行时间,B错误;
C.两球在水平方向均做匀速直线运动,其速度大小等于最高点的速度,还等于抛出点速度的水平分量;两球初速度的竖直分量相等,B球初速度的方向与水平方向的夹角小,则B球初速度的水平分量大,所以B球在最高点的速度比A球在最高点的大,C正确;
D.两球初速度的竖直分量相等,B球初速度的方向与水平方向的夹角小,则B球的合速度大,B球的初速度比A球的初速度大,D错误。故选C。
9.(23-24高一下·北京顺义区·期末)某同学采用如图所示装置探究平抛运动规律。用小锤击打弹性金属片,B球沿水平方向抛出,同时A球由静止自由下落,可观察到两小球同时落地;改变小球距地面的高度和击打的力度,多次实验,都能观察到两小球同时落地。根据此实验,_________(选填“能”或“不能”)判断出B球在竖直方向做自由落体运动,___________(选填“能”或“不能”)判断出B球在水平方向做匀速直线运动。
【答案】能 不能
【来源】北京市顺义区2023-2024学年高一下学期期末质量监测物理试卷
【解析】[1][2]由于A、B两球总是同时落地,说明A球在竖直方向的分运动与B球的运动情况相同,则根据实验,能判断出A球在竖直方向做自由落体运动;不能判断出A球在水平方向做匀速直线运动。
10.(23-24高一下·北京东城区·期末)如图所示,一条小河两岸的高度差,一辆摩托车(可看作质点)以的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。不计空气阻力,取当地的重力加速度 。试求:
(1)摩托车在空中的飞行时间;
(2)小河的宽度。
【答案】(1)(2)
【来源】北京市东城区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】(1)由于摩托车越过小河的过程中,在竖直方向上做自由落体运动,根据
解得摩托车在空中飞行的时间
(2)设小河的宽度为,由于摩托车在水平方向上做匀速直线运动,根据
解得
11.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)1.某人骑摩托车越过一个壕沟,壕沟两侧的高度差。摩托车后轮离开地面后失去动力,可视为平抛运动,后轮落到壕沟对面才算安全。若摩托车恰好越过这个壕沟的初速度为,重力加速度。求:
(1)摩托车在空中运动的时间t;
(2)壕沟两侧的水平距离x;
(3)摩托车恰好越过壕沟落地前瞬间的速度大小v。
【答案】(1);(2);(3)
【来源】北京市朝阳区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】(1)平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,有
得
(2)平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动,有
得
(3)竖直方向的分速度为
落地速度为
得
12.(23-24高一下·北京丰台区·期末)2.如图所示,某同学站在山坡上从距地面20m的高处,将一石块以10m/s的速度水平抛出至落地。不计空气阻力,g取。求:
(1)石块从抛出至落地的时间t;
(2)石块从抛出至落地的水平位移x的大小;
(3)石块落地时速度的大小和方向(方向用落地速度的方向与水平方向夹角的正切值表示)。
【答案】(1);(2);(3),
【来源】北京市丰台区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】(1)石块在竖直方向做自由落体运动,根据
得
(2)石块在水平方向做匀速直线运动,得
(3)设落地速度的方向与水平方向夹角为,石块落地时速度的大小为
其中
联立解得
13.(23-24高一下·北京大兴区·期末)3.如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球下落的时间t;
(2)小球释放点与落地点之间的水平距离x。
【答案】(1)2s;(2)4m
【来源】北京市大兴区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)小球离开无人机时,具有和无人机相同的水平速度,做平抛运动,竖直方向有
解得小球下落的时间为
(2)小球在水平方向做匀速直线运动,则有
解得小球释放点与落地点之间的水平距离为
探究平抛运动的特点
1.(23-24高一下·北京海淀区·期末)为了探究平抛运动的特点,某同学进行了如下实验。
(1)该同学先用图甲所示的器材进行实验。他用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向飞出,同时B球被释放,做自由落体运动。改变小球距地面的高度和击打小球的力度,多次重复实验,均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验,下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.可以验证平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B.可以验证平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
C.可以同时验证平抛运动在两个方向上的运动规律
(2)为了在图甲实验结论的基础上进一步研究平抛运动水平分运动的特点,该同学用图乙所示装置继续进行实验。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,钢球会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复上述操作,白纸上将留下一系列印迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.每次释放钢球的位置应相同
B.斜槽轨道必须光滑
C.记录钢球位置用的挡板MN每次必须等距离下降
(3)在正确操作的情况下,如图丙所示,该同学以小球抛出点为坐标原点O,建立水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系,描绘出小球做平抛运动的轨迹OP。该同学在曲线OP上取三个点A、B、C,让它们在y方向上到O点的距离之比为,再测量三个点在x方向上到O点的距离、、,若小球在水平方向上是匀速直线运动,则______。
【答案】(1)B
(2)A
(3)
【来源】北京市海淀区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题
【解析】(1)观察到A、B两球同时落地,说明两球在竖直方向上的运动完全相同,即可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,无法说明水平方向的运动规律。
故选B。
(2)A.每次从同一高度静止释放,是为了保证从斜槽末端飞出的速度大小相等,故A正确;
B.斜槽轨道不需要光滑,只要保证每次飞出的速度相同即可,故B错误;
C.实验中只需要多记录几个小球的位置,作出轨迹,并不需要每次必须等距离的下降挡板,记录小球位置,故C错误。
故选A。
(3)由于
则可知相邻计数点之间的时间间隔相等,若小球在水平方向上是匀速直线运动,则
2.(23-24高一下·北京西城区·期末)下图是用频闪照相的方法记录的做平抛运动的小球每隔相等的时间的位置图,用于探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是_____(选填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)如图,以小球左边第一个位置(不是平抛起始点)的中心为起点,从左向右各位置间的水平间距依次为,、,若满足_____,可以说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动;竖直间距依次为,、,若满足_____,可以说明平抛运动在竖直方向的分运动是匀变速直线运动。
【答案】(1)ABD
(2)
【来源】北京市西城区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】(1)A.选择体积小、质量大的小球,以减小阻力的影响,选项A正确;
B.借助重垂线确定竖直方向,选项B正确;
C.先打开频闪仪,再抛出小球,选项C错误;
D.水平抛出小球,让小球做平抛运动,选项D正确。
故选ABD。
(2)[1][2]因闪光的时间间隔相同,则若满足
可以说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动;
竖直间距依次为,、,若满足
可以说明平抛运动在竖直方向的分运动是匀变速直线运动。
3.(23-24高一下·北京东城区·期末)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重锤线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图甲所示的实验中,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。图乙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。
(3)某同学使小球从高为0.8 m的桌面水平飞出,用频闪仪拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的______个位置。
(4)实验后,同学得到平抛小球在坐标纸上的部分位置信息,如图丙所示。图中坐标纸的正方形小格的边长为10 cm。g取。根据实验数据,小球抛出时的水平初速度______m/s,小球抛出后经过B点时的瞬时速度______ m/s。
【答案】(1)ABD
(2)自由落体 相等时间内水平位移相等
(3)10
(4)2 2.5
【来源】北京市东城区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】(1)A.选择体积小、质量大的小球,以减小阻力的影响,选项A正确;
B.借助重锤线确定竖直方向,选项B正确;
C.先打开频闪仪,再抛出小球,选项C错误;
D.水平抛出小球,选项D正确。
故选ABD。
(2)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,说明两球在竖直方向的运动完全相同,可判断A球竖直方向做自由落体运动;根据相等时间内水平位移相等,可判断A球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高为0.8 m的桌面水平飞出,则落地的时间为
频闪周期为
最多可以得到小球在空中运动的10个位置。
(4)[1][2]竖直方向根据
解得
T=0.1s
水平速度
B点的竖直速度
B点的速度
4.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)三位同学采用不同的实验方案进行“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用图1所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把a球沿水平方向弹出,同时b球被松开自由下落,观察到两球同时落地。多次改变装置的高度,同时改变小锤打击的力度,两球仍然同时落地,这说明___________。
A.a球竖直方向的分运动是自由落体运动
B.a球水平方向的分运动是匀速直线运动
C.a球运动可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)乙同学采用图2所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,上端分别装有电磁铁C、D,轨道右端切线均水平、且位于同一条竖直线上,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切。调节电磁铁C、D的高度,使,将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两铁球同时从轨道M、N的末端以相同的水平初速度射出,实验可观察到的现象应是__________________________________,初步说明__________________________________.
(3)丙同学采用图3所示的装置。通过描点在坐标纸上记录下小球平抛运动中时间间隔相等的三个位置A、B、C,但没有记录平抛运动的起点位置,如图4所示。已知坐标纸每小格的边长为5.0,不计空气阻力,则该相等的时间间隔_________s,小球做平抛运动的初速度_________。取重力加速度。
(4)丙同学将实验方案做了改变,如图5所示,他把桌子搬到墙的附近,调整好仪器,使从斜槽轨道固定位置P滚下的小球能够打在正对的墙上,把白纸和复写纸附着在墙上,记录小球的落点。该同学在实验中仅水平移动桌子,使固定于斜槽末端的重锤线依次处于图中1、2、3的位置进行实验,1与2的水平间距等于2与3的水平间距。通过三次实验,记录到小球在白纸上同一竖直线上的三个落点,则下列三幅图中_________图可能正确。
【答案】(1)A
(2)铁球P、Q同时到达水平轨道上同一位置相碰 铁球P的水平分运动为匀速直线运动
(3)0.10 2.0
(4)B
【来源】北京市朝阳区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】(1)无论水平速度是多少,两个小球同时落地,说明平抛运动竖直方向上是自由落体运动,故选A。
(2)[1][2]观察到铁球P、Q同时到达水平轨道上同一位置相碰,说明铁球P的水平分运动为匀速直线运动。
(3)[1]在竖直方向上,根据
解得
[2]小球做平抛运动的初速度
(4)1与2的水平间距等于2与3的水平间距,故1与2小球的平抛运动的时间差等于2与3的平抛运动的时间差,则在竖直方向上,根据
2与3的平抛运动的竖直位移差比1与2的平抛运动的竖直位移差多,故选B。
5.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中:
(1)如图甲,为定量研究,建立以水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向的坐标系,取平拋运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于该点,钢球的______(选填“最上端”、“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为坐标原点。
(2)如图乙所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做______;如图丙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,滑道末端水平,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______。
【答案】(1)球心
(2)自由落体运动 匀速直线运动
【来源】北京市第八十中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理(学考)试卷
【解析】(1)该实验中是以钢球的球心对应白纸上的位置做为坐标原点,在小球平抛的轨迹上也是以小球球心在背板白纸上的投影作为小球运动轨迹上的点迹。
(2)[1]图乙中,与小球B做平抛运动的对照实验的为小球A在竖直方向的自由落体运动,当两小球同时落地时,则说明平抛运动在竖直方向做的是自由落体运动;
[2]图丙中的对照实验中,上方小球从轨道末端抛出后做平抛运动,下方小球从轨道末端出射后做匀速直线运动,而在某时刻上方小球击中了下方小球,说明两小球的水平位移相同,由此可说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动。
6.(23-24高一下·北京丰台区·期末)某兴趣小组探究平抛运动的特点,尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。
(1)为了探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图甲所示装置进行实验。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。关于该实验,下列操作中必要的是__________。
A.所用两球的质量必须相等
B.需要改变小球下落的高度进行多次实验
C.每次实验中要保证小锤击打弹性金属片的力度相同
(2)用如图乙所示装置做进一步探究。每次都将小球从斜槽轨道的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平档板的高度,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。实验中将水平档板依次放在如图乙1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距,小球从抛出点到落点的水平位移依次是、、,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
(3)为计算平抛运动的初速度,甲同学取平抛运动的起始点为坐标原点O,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。而乙同学认为不需要记录平抛运动的起始点,可按下述方法处理数据求出初速度:如图丙所示,在轨迹上取O、C、D三点,OC和CD的水平间距相等且均为x,测得OC和CD的竖直间距分别是和,已知当地重力加速度为g。你认为乙同学的观点是否正确?若正确,请求出平抛运动的初速度;若不正确,请说明理由________。
【答案】(1)B
(2)A
(3)正确;
【来源】北京市丰台区2023-2024学年高一下学期期末考试物理试卷
【解析】(1)A.所用两球的质量不一定要相等,选项A错误;
B.需要改变小球下落的高度进行多次实验,选项B正确;
C.每次实验中小锤击打弹性金属片的力度不一定要相同,选项C错误。
故选B。
(2)因1与2的间距等于2与3的间距,而越往下小球的竖直速度越大,运动的时间越短,可知
因水平方向做匀速运动,可知
故选A。
(3)正确;
竖直方向根据
水平方向
解得
7.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)某小组同学做“研究平抛运动的特点”实验。
(1)用图1所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向飞出,同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中,下列说法正确的是________。
A.A球的运动时间比较长
B.两球的运动时间一样长
C.只改变小锤的击打力度,不会影响两球的运动时间
D.只改变两小球开始运动时距地面的高度,不会影响两球的运动时间
(2)图2是该小组同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹,O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B,测得A、B两点的纵坐标分别为y1=5.00cm,y2=45.00cm,A、B两点间的水平距离x2-x1=40.00cm。g取10m/s2,则小球的初速度v0=______m/s(结果保留两位有效数字)。
(3)为拓展研究物体从光滑抛物线轨道顶端下滑的运动,该小组同学制做了一个与某次实验中小球平抛轨迹完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与平抛轨迹重合的位置,如图3所示,让小球沿该轨道无初速下滑,已知小球下滑过程中不会脱离轨道。下列说法正确的是______。
A.小球经过d点时的速度方向与平抛小球经过d点时的速度方向相同
B.小球经过d点时的速度大小与平抛小球经过d点时的速度大小相等
C.小球从a运动到b的时间等于从b运动到c的时间
D.小球从a运动到b的过程中所受重力的平均功率小于从b运动到c过程所受重力的平均功率
【答案】(1)BC
(2)2.0
(3)AD
【来源】北京市北京师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)CD.平抛运动在水平方向是匀速直线运动,在竖直方向是自由落体运动,平抛(或自由落体)下落时间取决于下落高度,即
解得下落时间
只改变小锤的击打力度,只能改变初速度的大小,而不会影响下落时间。故C正确,D错误;
AB.A、B两球下落高度相同,因而两球的运动时间一样长。故A错误,B正确。
故选BC。
(2)根据匀变速直线运动规律可知
,
代入数据解得
,
在水平方向小球做匀速直线运动,则有
(3)A.因为运动轨迹相同,则两种运动到点时速度方向均为曲线在点的切线方向。故A正确;
B.因为全过程中支持力不做功,只有重力做功,则下滑到与平抛运动相同的位置时动能增量相等,即
平抛初速度不为0,但题干中小球是无初速度下滑的,因而小球经过d点时的速度小于平抛小球经过d点时的速度。故B错误;
C.题干中小球初速度为0,因而在水平方向上并不是匀速直线运动,题中
但
故C错误;
D.重力的平均功率
在下滑过程中小球速度越来越大,且曲面的倾斜角越来越大,则速度在竖直方向的分量越来越大,则小球从a到b的过程中竖直方向的平均速度小于从b到c过程中的竖直方向的平均速度。故小球从a运动到b的过程中所受重力的平均功率小于从b运动到c过程所受重力的平均功率。故D正确。
故选AD。
8.(23-24高一下·北京石景山区·期末)不同的研究小组采用不同的方法研究平抛运动的规律。
(1)某组同学用如右图所示装置研究平抛运动及其特点。他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到小球A、B同时落地;让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,能够观察到小球A、B__________(选填“同时”、“不同时”)落地。为了使实验结论具有普遍性,该组同学还需进行的操作是______________。
(2)另一组同学用如右图所示的装置进行实验。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。小球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端Q点水平飞出,落在水平放置的倾斜挡板MN上,小球落在挡板上时会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放小球,重复以上操作,坐标纸上将留下该小球做平抛运动的一系列痕迹点。
①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是( )
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.挡板高度必须等间距变化
②某同学按正确的操作完成实验并描绘出小球平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置在硬板上的投影点O为坐标原点建立xOy坐标系,如图所示。从运动轨迹上选取多个点,根据其坐标值可以验证平抛运动的轨迹符合抛物线方程y=ax2。
若坐标纸中每个小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,可以求出a=______。
【答案】(1) 同时 改变高度进行实验
(2)AC
【来源】北京市石景山区2023-2024学年高一下学期期末物理试题
【解析】(1)[1]平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,故能够观察到小球A、B同时落地。
[2]为了使实验结论具有普遍性,该组同学还需进行的操作是改变高度进行实验。
(2)[1]ABC.为使小球做平抛运动的速度大小相等,方向水平,小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放,斜槽轨道末端必须水平,斜槽轨道不需要光滑,故AC正确,B错误;
D.平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动,挡板高度不需要等间距变化,故D错误。
故选AC。
[2]小球做平抛运动,水平方向有
竖直方向有
整理得
将代入,可得
则
9.(23-24高一下·北京昌平区·期末)用如图甲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,钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出,落在水平挡板上、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.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,和的水平间距相等且均为x,测得和的竖直间距分别是和,则______(选填“>”、“<”或者“=”)。可求得钢球平抛的初速度大小为______(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
【答案】BD >
【来源】北京市昌平区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】(1)[1]A.斜槽轨道不一定要光滑,只要小球到达底端时速度相等即可,选项A错误;
B.斜槽轨道末端水平,以保证小球能做平抛运动,选项B正确;
C.挡板高度不一定要等间距变化,选项C错误;
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,以保证小球到达底端时速度相等,选项D正确。
故选BD。
(2)[2]由水平间距相等,则时间等时,在竖直方向做匀变速运动,若竖直初速度为零,竖直间距的比值应该是1:3:5,而A点不是抛出点,比值应该更大,填写“>”;
[3]由
可得
10.(23-24高一下·北京大兴区·期末)0.某同学用如图1所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放,并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板,实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板,通过多次释放钢球,记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O,以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向,建立直角坐标系,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹如图2所示。
(1)对于本实验,下列说法正确的是_。
A.每次必须从同一高度由静止释放钢球
B.斜槽轨道必须光滑
C.挡板必须等间隔上下移动
D.装置的挡板必须竖直放置
(2)通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后,为进一步研究钢球在水平方向的运动规律,该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)和(x3,y3),利用以上数据及重力加速度g可以计算出小球离开轨道时的速度大小为________。
【答案】(1)AD
(2)
【来源】北京市大兴区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)A.每次必须从同一高度由静止释放钢球,以保证小球做平抛运动的初速度相同,选项A正确;
B.斜槽轨道是否光滑对实验无影响,选项B错误;
C.挡板不一定必须等间隔上下移动,选项C错误;
D.装置的挡板必须竖直放置,选项D正确。
故选AD。
(2)根据
x=vt
可得
由ABC三点的坐标分别得到初速度
取平均值可得
11.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)某同学探究平抛运动的特点。
用如图所示装置研究平抛运动的特点,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上,小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出,落在水平挡板M上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,小球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)在探究平抛运动的特点时,除硬板、小球、斜槽、铅笔、白纸和复写纸、刻度尺之外,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
(2)实验中,下列说法正确的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端要保持水平
C.挡板的高度需要等间距变化
D.每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
(3)某同学用上图的实验装置得到的痕迹点如图所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验______。
A.小球释放的高度偏高 B.小球释放的高度偏低
C.小球没有被静止释放 D.挡板MN未水平放置
(4)如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景小方格的边长为1.25cm,g取,则:
①小球运动的初速度______m/s;
②小球运动至B点的竖直速度______m/s。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)A
(2)BD
(3)AC
(4)0.75 1.0
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】(1)在探究平抛运动的特点时,需要重锤线,用以确保木板在竖直平面内,也可方便确定坐标轴,不需要秒表、弹簧测力计和天平,故选A。
(2)A.斜槽轨道没有必要光滑,因为小球每次滚动时的摩擦力都相同,故A错误;
B.为了让小球做平抛运动,斜槽轨道末段必须水平,故B正确;
C.挡板高度可以等间距变化,也可以不等间距变化,故C错误;
D.为了保证小球平抛的初速度相同,应每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,故D正确。
故选BD。
(3)由题图可知,该点位于正常轨迹的上侧,表明该点水平方向的速度比其余点的水平速度大,可能是小球释放的高度偏高,或小球没有被静止释放,故选AC。
(4)[1]因题图中背景小方格的边长为1.25cm,可知
,
设每相邻两点的时间间隔为T,小球竖直方向为自由落体运动,根据
解得
因此小球水平方向的速度,即运动的初速度为
[2]小球运动至B点的竖直速度
斜抛运动
1.(23-24高一下·北京西城区·期末)铅球投掷比赛中,铅球离手时的初速度为,落地时的速度为v,忽略空气阻力。下列四个图中能够正确反映各时刻铅球速度矢量的示意图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【来源】北京市西城区2023-2024学年高一下学期7月期末物理试卷
【解析】斜抛运动由于只受重力,故水平速度保持不变,而竖直分速度均匀变化,速度矢量的变化方向等于加速度的方向,故矢量的变化方向应沿竖直方向。
故选A。
2.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)如图所示,“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线,经最高点时速度为v0,此时离平台的高度为h。棋子质量为m,空气阻力不计,重力加速度为g。则此跳跃过程( )
A.所用时间
B.水平位移大小
C.初速度的竖直分量大小为
D.初速度大小为
【答案】B
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【来源】北京市怀柔区2023-2024学年高一下学期期末物理试卷
【解析】A.竖直方向由
可得
该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动,时间是2,故A错误;
B.水平位移
故B正确;
C.初速度的竖直分量大小为
故C错误;
D.用速度的合成,即勾股定理可知初速度大小为
故D错误。故选B。
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专题01 抛体运动
曲线运动
1.(23-24高一下·北京东城区·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.
2.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,突然使它所受的力方向反向而大小不变,即由F变为-F,若BD为曲线AB上B点的切线,则该物体( )
A.可能沿曲线BE运动
B.可能沿直线BD运动
C.可能沿曲线BC运动
D.可能沿原曲线由B返回A
3.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)如图所示,一个钢球在水平面上做直线运动,然后在钢球运动路线的旁边放一块磁铁钢球做曲线运动。据此判断物体做曲线运动的条件为( )
A.合力为零
B.合力方向与速度方向相同
C.合力方向与速度方向相反
D.合力方向与速度方向不在同一直线上
4.(23-24高一下·北京丰台区·期末)一个物体在光滑水平面上做匀速直线运动,其速度方向如图中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的外力F;到达B点时,这个外力的方向突然变为与前进方向相同;到达C点时,外力的方向又突然改为向前但偏左;物体最终到达D点。则关于物体由A点到D点的运动轨迹,下列选项中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答下列小题。
(1)如图甲,在水平桌面上放一张白纸,白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道.使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入,钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙,拆去一段轨道,球仍从C端滚入,则球离开B端后留下的痕迹可能为( )
A.痕迹① B.痕迹② C.痕迹③ D.痕迹④
(2)同学们对以上现象进行了分析,说法不正确的是( )
A.速度方向沿切线方向
B.速度可能不变
C.做曲线运动的物体受到的合外力指向轨迹的凹侧
D.合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上
7.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)如图所示,在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·北京汉德三维集团·期末)一只可视为质点的蜜蜂沿弯曲轨迹做匀速率运动,蜜蜂在途经M、N、P、Q位置时的速度和所受合力F的大小,方向如图所示,其中可能正确的是( )
A.M位置 B.N位置 C.P位置 D.Q位置
运动合成与分解
1.(23-24高一下·北京东城区·期末)如图所示,将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块以速度匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v水平向右匀速移动,蜡块由管口上升到顶端。如果玻璃管以2v的水平速度移动,当蜡块由管口上升到顶端时,下列说法正确的是( )
A.蜡块速度增大 B.蜡块速度不变 C.蜡块位移减小 D.蜡块位移不变
2.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)质量为的物体在水平面上运动,其两个正交分速度随时间的变化图像如图所示,则( )
A.0~6s内物体始终做曲线运动
B.0~4s内物体的位移大小为
C.0~4s内物体做曲线运动,4s末物体的速度与加速度方向相反
D.0~4s内物体做直线运动,4~6s内物体做曲线运动
3.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)如图甲所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管中注满清水,水中放一个直径略小于玻璃管内径的圆柱形红蜡块R,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。把玻璃管迅速竖直倒置,红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升,在红蜡块刚从管口A开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图乙所示),直至红蜡块上升到管底B的位置(如图丙所示)。以地面为参考系,以红蜡块开始匀速运动的位置为原点,以水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系,描绘红蜡块R在这一运动过程中的轨迹,图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一下·北京大兴区·期末)如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v水平向右匀速运动。红蜡块由玻璃管的下端上升到顶端,所需时间为t,相对地面通过的路程为L。在t时间内下列说法正确的是( )
A.v增大时,L减小 B.v增大时,L不变
C.v增大时,t减小 D.v增大时,t不变
5.某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水,水中有一个蜡块。请利用所学知识回答下列小题。
(1)若玻璃管以速度v0向右匀速移动,与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮,用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹,可能是下面四幅图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
(2)这位同学称量了蜡块R的质量为200g,蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0=1cm/s匀速上浮,如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,测出某时刻蜡块R的x、y坐标值分别为2cm和2cm,则下列说法正确的是( )
A.蜡块做直线运动
B.玻璃管的加速度大小为1cm/s2
C.蜡块受到的合力为0.2N
D.可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s
6.(23-24高一下·北京西城区·期末)在平面直角坐标系中,质点在平面内从O点开始运动,在x方向的位移—时间图像与y方向的速度—时间图像分别如图甲、乙所示。求:
(1)求时,质点的速度大小;
(2)质点的轨迹方程。
7.(23-24高一下·北京石景山区·期末)在研究某些复杂的曲线运动时,可以采用运动的合成与分解的方法。
在水平面内建立xOy坐标系,以点O为坐标原点。从t=0开始,质量为m=2.0kg的滑块从坐标原点O出发,初速度v0=4m/s,方向为x轴正方向。
(1)从t=0开始,若滑块受到沿x轴负方向的水平恒力F1作用,F1=4.0N,求:
a.滑块沿x轴正方向运动的最大距离xm;
b.滑块回到坐标原点的时间t;
(2)从t=0开始,除F1外,滑块同时还受到沿y轴正方向的恒力F2的作用,F2=3.0N。
a.在右图所示的坐标系内定性画出滑块的运动轨迹,并标明关键坐标;
b.求运动过程中滑块的最小速率v。
渡河问题
1.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)如图所示,在一条笔直的河道中,小船从点出发渡河要使小船在最短时间内渡河,船头朝向应沿( )
A.方向 B.方向 C.方向 D.方向
平抛运动
1.(23-24高一下·北京海淀区·期末)请阅读文字。网球运动员将球沿水平方向击出,球离开球拍后在重力的作用下划出一条曲线,向对方场地飞去,如图所示。网球可视为质点,不计空气阻力。
(1)以地面为参考系,网球在空中的运动是( )
A.匀速运动 B.平抛运动 C.圆周运动 D.匀减速运动
(2)网球在空中运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.速度方向保持不变
B.位移方向保持不变
C.加速度方向保持不变
D.速度方向与加速度方向始终垂直
2.(23-24高一下·北京东城区·期末)关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.速度方向不断改变,不可能是匀变速运动
B.在任意相等时间内的速度变化量都相等
C.在任意相等时间内的位移都相等
D.加速度随时间逐渐增大
3.(23-24高一下·北京西城区·期末)如图所示为一个简易足球场,球门宽为6m。一个同学在球门中线距离球门4m处采用头球将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)。同学顶球点的高度为1.8m。从头顶球到球落地的过程,忽略空气阻力,足球做平抛运动,g取,则( )
A.足球的位移小于5m
B.足球运动的时间为0.6s
C.足球初速度的大小约为
D.足球在竖直方向上速度增加了
4.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以水平速度向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,小球落地时的速度为,不计空气阻力。下图中能表示小球不同时刻速度的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24高一下·北京大兴区·期末)如图所示,将一个沙包以的速度从h高处水平抛出,经过时间t落地。(不计空气阻力)
(1)下列描述沙包运动的物理量中,属于标量的是( )
A.速度 B.加速度 C.位移 D.高度
(2)在运动过程中,沙包的速度( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
(3)在运动过程中,沙包的加速度( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.先增大后减小
(4)从抛出至落地,沙包的位移大小为( )
A.h B. C. D.
6.(23-24高一下·北京大兴区·期末)第24届冬季奥林匹克运动会在2022年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,落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点,忽略空气阻力的影响,重力加速度已知,则运动员由O点出发运动到E点过程中下列说法正确得是( )
A.运动员运动时间仅由OC的高度决定
B.运动员的落点E仅由OC的高度决定
C.若测出OE的水平距离则可计算运动员离开平台时的速度
D.若测出运动员空中飞行时间及OE的水平距离则可计算出落到E点时的速度大小
7.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)请阅读下述文字,完成试题。
在图所示的装置中,斜槽M末端水平。将钢球从斜槽中某一位置由静止释放,钢球从斜槽末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N,钢球飞出后,落到挡板上。实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就可得到钢球做平抛运动的轨迹。
(1)做实验时,下列操作中不必要的是( )
A.在斜槽轨道上涂抹润滑油,以利于减小钢球与轨道之间的摩擦
B.每次实验时,将钢球从斜槽轨道的同一位置由静止释放
C.调节斜槽出口端呈水平状态
D.调节背板呈竖直状态
(2)对于钢球离开斜槽后做平抛运动的过程,下列说法正确的是( )
A.钢球只受重力作用,是的匀变速运动
B.钢球落到挡板N时的水平位移与平抛运动的初速度无关
C.钢球在斜槽上的释放点位置越高,做平抛运动的时间越长差
D.钢球落到挡板N时的水平位移与斜槽末端到挡板N的竖直高度无关
(3)若钢球水平抛出的初速度大小为,落到挡板N时的速度大小为,重力加速度为,则钢球在空中做平抛运动的时间为(不计空气阻力)( )
A. B. C. D.
8.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)请阅读下述文字,完成下面小题。
运动的合成和分解是我们研究复杂运动常用的方法,可以将复杂的运动分解成简单的运动来研究。比如在研究平抛运动时,我们可以将平抛运动分解成竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。
(1)飞机以某一速度在高空某一水平面上做匀速直线运动,某时刻从飞机上每相隔1s释放一颗炸弹,忽略空气阻力。在地面上观察炸弹做平抛运动,下列说法正确的是( )
A.炸弹的质量影响炸弹的下落轨迹
B.炸弹的速度大小和方向不断变化,不可能是匀变速运动
C.炸弹在空中任意两段时间内速度的变化量的方向相同
D.释放炸弹时,若飞机的速度越大,炸弹在空中运动的时间越长
(2)在地面上观察这些炸弹落地前空中任一时刻的位置,下列说法正确的是( )
A.炸弹排成抛物线,相邻炸弹空间距离保持不变
B.炸弹排成抛物线,相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大
C.炸弹排成竖直的一条直线,相邻炸弹空间距离保持不变
D.炸弹排成竖直的一条直线,相邻炸弹空间距离随时间的增加而增大
(3)掷实心球比赛中,某同学将实心球斜向上抛出,轨迹如图所示,不计空气阻力。根据实心球的受力情况和运动情况,参考平抛运动的研究方法,实心球的运动可以看成哪两个运动的合成( )
A.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B.水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
C.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
D.水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀速直线运动
(4)某一同学从相同高度抛出实心球A、B,抛出后再次落到抛出高度的轨迹如图所示。两球运动的最大高度相同。不计空气阻力。此过程中下列说法正确的是( )
A.B球的加速度比A球的大
B.B球的飞行时间比A球的长
C.B球在最高点的速度比A球在最高点的大
D.B球的初速度比A球的初速度小
9.(23-24高一下·北京顺义区·期末)某同学采用如图所示装置探究平抛运动规律。用小锤击打弹性金属片,B球沿水平方向抛出,同时A球由静止自由下落,可观察到两小球同时落地;改变小球距地面的高度和击打的力度,多次实验,都能观察到两小球同时落地。根据此实验,_________(选填“能”或“不能”)判断出B球在竖直方向做自由落体运动,___________(选填“能”或“不能”)判断出B球在水平方向做匀速直线运动。
10.(23-24高一下·北京东城区·期末)如图所示,一条小河两岸的高度差,一辆摩托车(可看作质点)以的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河。不计空气阻力,取当地的重力加速度 。试求:
(1)摩托车在空中的飞行时间;
(2)小河的宽度。
11.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)1.某人骑摩托车越过一个壕沟,壕沟两侧的高度差。摩托车后轮离开地面后失去动力,可视为平抛运动,后轮落到壕沟对面才算安全。若摩托车恰好越过这个壕沟的初速度为,重力加速度。求:
(1)摩托车在空中运动的时间t;
(2)壕沟两侧的水平距离x;
(3)摩托车恰好越过壕沟落地前瞬间的速度大小v。
12.(23-24高一下·北京丰台区·期末)2.如图所示,某同学站在山坡上从距地面20m的高处,将一石块以10m/s的速度水平抛出至落地。不计空气阻力,g取。求:
(1)石块从抛出至落地的时间t;
(2)石块从抛出至落地的水平位移x的大小;
(3)石块落地时速度的大小和方向(方向用落地速度的方向与水平方向夹角的正切值表示)。
13.(23-24高一下·北京大兴区·期末)3.如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球下落的时间t;
(2)小球释放点与落地点之间的水平距离x。
探究平抛运动的特点
1.(23-24高一下·北京海淀区·期末)为了探究平抛运动的特点,某同学进行了如下实验。
(1)该同学先用图甲所示的器材进行实验。他用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向飞出,同时B球被释放,做自由落体运动。改变小球距地面的高度和击打小球的力度,多次重复实验,均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验,下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.可以验证平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B.可以验证平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
C.可以同时验证平抛运动在两个方向上的运动规律
(2)为了在图甲实验结论的基础上进一步研究平抛运动水平分运动的特点,该同学用图乙所示装置继续进行实验。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,钢球会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复上述操作,白纸上将留下一系列印迹。为了能较准确地描绘运动轨迹,下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.每次释放钢球的位置应相同
B.斜槽轨道必须光滑
C.记录钢球位置用的挡板MN每次必须等距离下降
(3)在正确操作的情况下,如图丙所示,该同学以小球抛出点为坐标原点O,建立水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系,描绘出小球做平抛运动的轨迹OP。该同学在曲线OP上取三个点A、B、C,让它们在y方向上到O点的距离之比为,再测量三个点在x方向上到O点的距离、、,若小球在水平方向上是匀速直线运动,则______。
2.(23-24高一下·北京西城区·期末)下图是用频闪照相的方法记录的做平抛运动的小球每隔相等的时间的位置图,用于探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是_____(选填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)如图,以小球左边第一个位置(不是平抛起始点)的中心为起点,从左向右各位置间的水平间距依次为,、,若满足_____,可以说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动;竖直间距依次为,、,若满足_____,可以说明平抛运动在竖直方向的分运动是匀变速直线运动。
3.(23-24高一下·北京东城区·期末)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特点。
(1)关于实验,下列做法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重锤线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图甲所示的实验中,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。图乙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。
(3)某同学使小球从高为0.8 m的桌面水平飞出,用频闪仪拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25次),最多可以得到小球在空中运动的______个位置。
(4)实验后,同学得到平抛小球在坐标纸上的部分位置信息,如图丙所示。图中坐标纸的正方形小格的边长为10 cm。g取。根据实验数据,小球抛出时的水平初速度______m/s,小球抛出后经过B点时的瞬时速度______ m/s。
4.(23-24高一下·北京朝阳区·期末)三位同学采用不同的实验方案进行“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用图1所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把a球沿水平方向弹出,同时b球被松开自由下落,观察到两球同时落地。多次改变装置的高度,同时改变小锤打击的力度,两球仍然同时落地,这说明___________。
A.a球竖直方向的分运动是自由落体运动
B.a球水平方向的分运动是匀速直线运动
C.a球运动可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)乙同学采用图2所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,上端分别装有电磁铁C、D,轨道右端切线均水平、且位于同一条竖直线上,其中N的末端可看作与光滑的水平板相切。调节电磁铁C、D的高度,使,将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两铁球同时从轨道M、N的末端以相同的水平初速度射出,实验可观察到的现象应是__________________________________,初步说明__________________________________.
(3)丙同学采用图3所示的装置。通过描点在坐标纸上记录下小球平抛运动中时间间隔相等的三个位置A、B、C,但没有记录平抛运动的起点位置,如图4所示。已知坐标纸每小格的边长为5.0,不计空气阻力,则该相等的时间间隔_________s,小球做平抛运动的初速度_________。取重力加速度。
(4)丙同学将实验方案做了改变,如图5所示,他把桌子搬到墙的附近,调整好仪器,使从斜槽轨道固定位置P滚下的小球能够打在正对的墙上,把白纸和复写纸附着在墙上,记录小球的落点。该同学在实验中仅水平移动桌子,使固定于斜槽末端的重锤线依次处于图中1、2、3的位置进行实验,1与2的水平间距等于2与3的水平间距。通过三次实验,记录到小球在白纸上同一竖直线上的三个落点,则下列三幅图中_________图可能正确。
5.(23-24高一下·北京第八十中学·期末)在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中:
(1)如图甲,为定量研究,建立以水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向的坐标系,取平拋运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于该点,钢球的______(选填“最上端”、“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为坐标原点。
(2)如图乙所示的实验中,观察到两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向做______;如图丙所示的实验:将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内,滑道末端水平,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______。
6.(23-24高一下·北京丰台区·期末)某兴趣小组探究平抛运动的特点,尝试将平抛运动分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动。
(1)为了探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,用如图甲所示装置进行实验。用小锤击打弹性金属片,A球水平抛出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动。关于该实验,下列操作中必要的是__________。
A.所用两球的质量必须相等
B.需要改变小球下落的高度进行多次实验
C.每次实验中要保证小锤击打弹性金属片的力度相同
(2)用如图乙所示装置做进一步探究。每次都将小球从斜槽轨道的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平档板的高度,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。实验中将水平档板依次放在如图乙1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距,小球从抛出点到落点的水平位移依次是、、,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
(3)为计算平抛运动的初速度,甲同学取平抛运动的起始点为坐标原点O,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。而乙同学认为不需要记录平抛运动的起始点,可按下述方法处理数据求出初速度:如图丙所示,在轨迹上取O、C、D三点,OC和CD的水平间距相等且均为x,测得OC和CD的竖直间距分别是和,已知当地重力加速度为g。你认为乙同学的观点是否正确?若正确,请求出平抛运动的初速度;若不正确,请说明理由________。
7.(23-24高一下·北京北京师范大学附属中学·期末)某小组同学做“研究平抛运动的特点”实验。
(1)用图1所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球,用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向飞出,同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中,下列说法正确的是________。
A.A球的运动时间比较长
B.两球的运动时间一样长
C.只改变小锤的击打力度,不会影响两球的运动时间
D.只改变两小球开始运动时距地面的高度,不会影响两球的运动时间
(2)图2是该小组同学根据实验画出的小球做平抛运动的轨迹,O为平抛的起点。在轨迹上取两点A、B,测得A、B两点的纵坐标分别为y1=5.00cm,y2=45.00cm,A、B两点间的水平距离x2-x1=40.00cm。g取10m/s2,则小球的初速度v0=______m/s(结果保留两位有效数字)。
(3)为拓展研究物体从光滑抛物线轨道顶端下滑的运动,该小组同学制做了一个与某次实验中小球平抛轨迹完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与平抛轨迹重合的位置,如图3所示,让小球沿该轨道无初速下滑,已知小球下滑过程中不会脱离轨道。下列说法正确的是______。
A.小球经过d点时的速度方向与平抛小球经过d点时的速度方向相同
B.小球经过d点时的速度大小与平抛小球经过d点时的速度大小相等
C.小球从a运动到b的时间等于从b运动到c的时间
D.小球从a运动到b的过程中所受重力的平均功率小于从b运动到c过程所受重力的平均功率
8.(23-24高一下·北京石景山区·期末)不同的研究小组采用不同的方法研究平抛运动的规律。
(1)某组同学用如右图所示装置研究平抛运动及其特点。他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到小球A、B同时落地;让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片,能够观察到小球A、B__________(选填“同时”、“不同时”)落地。为了使实验结论具有普遍性,该组同学还需进行的操作是______________。
(2)另一组同学用如右图所示的装置进行实验。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。小球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端Q点水平飞出,落在水平放置的倾斜挡板MN上,小球落在挡板上时会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放小球,重复以上操作,坐标纸上将留下该小球做平抛运动的一系列痕迹点。
①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是( )
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.挡板高度必须等间距变化
②某同学按正确的操作完成实验并描绘出小球平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置在硬板上的投影点O为坐标原点建立xOy坐标系,如图所示。从运动轨迹上选取多个点,根据其坐标值可以验证平抛运动的轨迹符合抛物线方程y=ax2。
若坐标纸中每个小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,可以求出a=______。
9.(23-24高一下·北京昌平区·期末)用如图甲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,钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出,落在水平挡板上、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.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,和的水平间距相等且均为x,测得和的竖直间距分别是和,则______(选填“>”、“<”或者“=”)。可求得钢球平抛的初速度大小为______(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
10.(23-24高一下·北京大兴区·期末)0.某同学用如图1所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放,并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板,实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板,通过多次释放钢球,记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O,以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向,建立直角坐标系,用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹如图2所示。
(1)对于本实验,下列说法正确的是_。
A.每次必须从同一高度由静止释放钢球
B.斜槽轨道必须光滑
C.挡板必须等间隔上下移动
D.装置的挡板必须竖直放置
(2)通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后,为进一步研究钢球在水平方向的运动规律,该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)和(x3,y3),利用以上数据及重力加速度g可以计算出小球离开轨道时的速度大小为________。
11.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)某同学探究平抛运动的特点。
用如图所示装置研究平抛运动的特点,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上,小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出,落在水平挡板M上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,小球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)在探究平抛运动的特点时,除硬板、小球、斜槽、铅笔、白纸和复写纸、刻度尺之外,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
(2)实验中,下列说法正确的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端要保持水平
C.挡板的高度需要等间距变化
D.每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
(3)某同学用上图的实验装置得到的痕迹点如图所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验______。
A.小球释放的高度偏高 B.小球释放的高度偏低
C.小球没有被静止释放 D.挡板MN未水平放置
(4)如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景小方格的边长为1.25cm,g取,则:
①小球运动的初速度______m/s;
②小球运动至B点的竖直速度______m/s。(结果保留两位有效数字)
斜抛运动
1.(23-24高一下·北京西城区·期末)铅球投掷比赛中,铅球离手时的初速度为,落地时的速度为v,忽略空气阻力。下列四个图中能够正确反映各时刻铅球速度矢量的示意图是( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高一下·北京怀柔区·期末)如图所示,“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线,经最高点时速度为v0,此时离平台的高度为h。棋子质量为m,空气阻力不计,重力加速度为g。则此跳跃过程( )
A.所用时间
B.水平位移大小
C.初速度的竖直分量大小为
D.初速度大小为
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