内容正文:
微专题Ⅱ 与斜面 曲线结合的平抛运动
掌握平抛运动与斜面、曲面结合的平抛运动分析思路
知识点一 沿着斜面平抛
1.斜面上平抛运动的时间的计算
v0
θ(
)α
)α
斜面上的平抛(如图),分解位移(位移三角形)
x=v0t ,
y=gt2,tan θ=,
可求得t=。
2.斜面上平抛运动的推论
根据推论可知,tanα=2tanθ,同一个斜面同一个θ,所以,无论平抛初速度大小如何,落到斜面速度方向相同。
3.斜面上平抛运动的运动时间两种坐标系建立求解方法
v0
θ(
v
)θ
dm
x
y
当v的方向与斜面平行时距离最大
v0
θ(
v
)θ
dm
)θ
g
θ
x
y
当vy减为0时距离最大
(1) 如图(b)所示,当速度方向与斜面平行时,离斜面最远,v的切线反向延长与v0交点为此时横坐标的中点P,
则tan θ==,t=.
(1) 以抛出点为坐标原点,沿斜面方向为x轴,垂直于斜面方向为y轴,建立坐标系,如图(a)所示
vx=v0cos θ,vy=v0sin θ,
ax=gsin θ,ay=gcos θ.
物体沿斜面方向做初速度为vx、加速度为ax的匀加速直线运动,垂直于斜面方向做初速度为vy、加速度为ay的匀减速直线运动,类似于竖直上抛运动.
令v′y=v0sin θ-gcos θ·t=0,即t=.
(2)当t=时,物体离斜面最远,由对称性可知总飞行时间T=2t=,
A、B间距离s=v0cos θ·T+gsin θ·T2=.
知识点二 垂直撞斜面平抛运动
v0
)θ
H
H-y
x
方法:分解速度.
vx=v0,
vy=gt,
tan θ==,
可求得t=.
底端正上方平抛撞斜面中的几何三角形
知识点三 撞斜面平抛运动中的最小位移问题
v0
)θ
θ
过抛出点作斜面的垂线,如图所示,
当小球落在斜面上的B点时,位移最小,设运动的时间为t,则
水平方向:x=hcos θ·sin θ=v0t
竖直方向:y=hcos θ·cos θ=gt2,解得v0= sin θ,t=cos θ.
知识点四 半圆平抛运动
(1)在半圆内的平抛运动(如图),由半径和几何关系制约时间t: h=gt2,R±=v0t,联立两方程可求t。
(2)或借助角度θ,分解位移可得:x: R(1+cosθ)=v0t,y: Rsinθ=½gt2,联立两方程可求t或v0。
知识点五 平抛与圆相切
对速度v进行分解tanθ=
对速度v进行分解tanθ=
由v的反向延长线为水平位移中点可知小球不能垂直撞击圆弧
[例题1] (25-26高三上·云南·阶段练习)如图所示,倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上,小华同学将一篮球(视为质点)以某一水平初速度抛出,抛出点正好在斜面底边端点的正上方,抛出点与斜面上顶点等高,篮球恰好落到斜面的中点,重力加速度大小为g,不计空气阻力,篮球被抛出时的速度大小为( )
A. B. C. D.
[例题2] (24-25高一下·贵州毕节·期中)某水流造景设施的截面如图所示,为水平喷水口,水柱刚离开的速度为,从喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面上的处。已知重力加速度为,不计空气阻力,水柱在空中的运动可看成平抛运动,则一滴水从到所用的时间为( )
A. B. C. D.
[例题3] (25-26高二上·河南开封·开学考试)如图所示,倾角为37°的斜面体固定在水平地面上,斜面底端正上方某高度处有一小球以水平速度抛出,恰好垂直打在斜面上,已知重力加速度大小为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球从抛出到落在斜面上的时间为
B.小球从抛出到落在斜面上的时间为
C.小球抛出时距斜面底端的高度为
D.小球抛出时距斜面底端的高度为
[例题4] (25-26高三上·北京西城·阶段练习)如图所示,以的速度水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上,按考虑,以下结论中正确的是( )
A.物体飞行的水平距离是 B.物体撞击斜面时的速度大小为
C.物体飞行的时间是 D.物体下落的竖直距离是
[例题5] (24-25高一下·重庆·阶段练习)如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子(可视为质点),初速度分别为,落在轨道上的C、D两点,OC、OD连线与竖直方向的夹角均为,忽略空气阻力,则( )
A.两个毽子不会同时落到轨道上 B.
C.两个毽子速度变化量方向不相同 D.落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点
[例题6] (24-25高二下·贵州黔南·期末)如图所示,AB为一段四分之一圆弧轨道,B为圆弧轨道最低点,且过B点的切线水平。一小球(可视为质点)从轨道右上方某点以初速度水平抛出,经过一段时间后,垂直击中圆弧轨道的中点,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球在空中运动的时间t为( )
A. B. C. D.
[例题7] (24-25高一下·海南海口·期中)如图所示,一半径为R的半球形坑,其中坑边缘两点与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别将、两个小球以、的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知,,,重力加速度为g,忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变
D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球不可能垂直坑壁落入坑中
1. (24-25高一下·湖北荆州·期末)如图所示,竖直面内有一个半圆形轨道,半径为R,O为圆心,AB为水平直径,C为圆弧最低点,将一个可看成质点的小球从AO上M点以速率v0(大小未知)水平向右抛出,恰好垂直打在轨道上N点,此时小球速度与竖直方向的夹角为37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,若不计空气阻力,则( )
A.
B.AM之间的距离为
C.若从A点正上方某处P以某一速度水平抛出,一定不能垂直打到N点
D.若从A点水平抛出,对于落点在AC段的小球,初速度越大,落点速度与水平初速度夹角越大
2. (24-25高一下·四川德阳·期末)如图所示,竖直平面xOy中存在一抛物线其满足方程y=x2,现在y轴上y0=216m处,以v0=1m/s水平抛出一质点,则该质点击中抛物线p(x,y)的位置坐标满足(忽略空气阻力,g=10m/s2)( )
A.x=36m B.x=6m C.y=6m D.y=72m
3. (24-25高一下·山东青岛·期中)如图所示,在竖直平面内有一半圆形轨道,半径为,为轨道圆心,为其水平直径,为竖直半径,半径与水平方向成角。现以为坐标原点建立直角坐标系,在平面内有一弹射器(图中未画出)可以沿轴正方向发射速度大小可调的弹丸(可看作质点),若要使弹丸垂直撞击轨道点,弹丸发射点位置坐标可能值是( )
A.(0.8m,0) B.(0.7m,-0.2m) C.(0.25m,0.1m) D.(0.1m,0.2m)
4. (24-25高一下·云南·期中)如图所示,内壁光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定放置,轨道半径为,圆心为、分别是竖直半径和水平半径。现让光滑水平面上的小球获得一个水平向右的速度(未知量),小球从A点离开后运动到圆弧上的点,重力加速度为,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A.若,小球运动到点时速度与水平方向的夹角为,则有
B.无论调整的大小为何值,球都不可能垂直撞击在圆弧上
C.改变的大小,小球落到圆弧上的速度最大值为
D.改变的大小,小球落到圆弧上速度的最小值为
5. (24-25高一下·天津滨海新·期末)如图,在某次飞行演习中,以水平匀速飞行的飞机,某时释放一颗模拟弹,经时间后炸弹垂直击中倾角为的山坡。则时间为( )
A. B. C. D.
6. (25-26高二上·辽宁·阶段练习)北京冬奥会跳台滑雪比赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”举行,运动员某次练习滑雪的过程简化模型如图所示,可看成质点的运动员从M点由静止下滑,从P点以速度v0水平飞出,落至斜面PQ上的N点。已知斜面的倾角为β,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动员从P点运动到N点的时间为
B.运动员从P点运动到N点的位移大小为
C.运动员从P点运动到N点的过程中离开斜面的最大距离为
D.若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,则落至斜面上时速度与斜面的夹角会变大
7. (24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)图甲为北京2022年冬奥会的跳台滑雪场地,其简化示意图如图乙所示,某滑雪运动员从跳台a处以v0=20m/s的速度沿水平方向飞出,落点在斜坡b处,c处离斜坡ab最远,ce垂直斜坡ab交于e点,竖直线cf与斜坡ab交于f点,斜坡与水平方向的夹角为θ=37°,运动员与滑雪装备的大小不计,忽略空气阻力,则( )
A.运动员从a处到c处的时间是2s
B.ce两点之间的距离是12m
C.长度ae与eb之比等于1:3
D.长度af与fb之比等于1:1
8. (24-25高一下·广东·阶段练习)如图所示,水平桌面上固定一个五面体,其中是直角三角形,,是正方形,是矩形且表面光滑。现从五面体的点沿方向以速度抛出小球1,小球1刚好沿斜面滑到点;再从斜面的点沿水平方向以速度抛出一小球2,小球2刚好落到点,不计空气阻力,两小球均可视为质点,,则下列说法正确的是( )
A.小球1、2到达点的时间之比为
B.小球1、2到达点的时间之比为
C.小球1、2的初速度之比为
D.小球1、2的初速度之比为
9. (25-26高二上·浙江·开学考试)如图为飞机逃生用的充气滑梯,滑梯可视为理想的斜面,已知斜面长L=8m,斜面倾斜角,人下滑时与充气滑梯间动摩擦因数为。不计空气阻力,g取,,求:
(1)旅客从静止开始由滑梯顶端滑到底端逃生,需要多长时间;
(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱头从舱门处水平跳出,求其落在充气滑梯上所用的时间;
(3)若当他落到充气滑梯上后没有反弹,由于有能量损失,结果他仍以v0=4.0m/s的速度开始沿着滑梯加速下滑。该旅客以这种方式逃生用了多长时间。
10. (23-24高一下·湖北·开学考试)水平放置的圆柱体正上方有一点P,将一个小球从P点以沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出,其飞行一段时间后,恰由Q点沿切线飞过,测得圆心O与Q的连线与OP的夹角为θ,试求:
(1)小球从P运动到Q的时间t;
(2)小球的初始位置P点到圆柱体最高点的高度H。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$
微专题Ⅱ 与斜面 曲线结合的平抛运动
掌握平抛运动与斜面、曲面结合的平抛运动分析思路
知识点一 沿着斜面平抛
1.斜面上平抛运动的时间的计算
v0
θ(
)α
)α
斜面上的平抛(如图),分解位移(位移三角形)
x=v0t ,
y=gt2,tan θ=,
可求得t=。
2.斜面上平抛运动的推论
根据推论可知,tanα=2tanθ,同一个斜面同一个θ,所以,无论平抛初速度大小如何,落到斜面速度方向相同。
3.斜面上平抛运动的运动时间两种坐标系建立求解方法
v0
θ(
v
)θ
dm
x
y
当v的方向与斜面平行时距离最大
v0
θ(
v
)θ
dm
)θ
g
θ
x
y
当vy减为0时距离最大
(1) 如图(b)所示,当速度方向与斜面平行时,离斜面最远,v的切线反向延长与v0交点为此时横坐标的中点P,
则tan θ==,t=.
(1) 以抛出点为坐标原点,沿斜面方向为x轴,垂直于斜面方向为y轴,建立坐标系,如图(a)所示
vx=v0cos θ,vy=v0sin θ,
ax=gsin θ,ay=gcos θ.
物体沿斜面方向做初速度为vx、加速度为ax的匀加速直线运动,垂直于斜面方向做初速度为vy、加速度为ay的匀减速直线运动,类似于竖直上抛运动.
令v′y=v0sin θ-gcos θ·t=0,即t=.
(2)当t=时,物体离斜面最远,由对称性可知总飞行时间T=2t=,
A、B间距离s=v0cos θ·T+gsin θ·T2=.
知识点二 垂直撞斜面平抛运动
v0
)θ
H
H-y
x
方法:分解速度.
vx=v0,
vy=gt,
tan θ==,
可求得t=.
底端正上方平抛撞斜面中的几何三角形
知识点三 撞斜面平抛运动中的最小位移问题
v0
)θ
θ
过抛出点作斜面的垂线,如图所示,
当小球落在斜面上的B点时,位移最小,设运动的时间为t,则
水平方向:x=hcos θ·sin θ=v0t
竖直方向:y=hcos θ·cos θ=gt2,解得v0= sin θ,t=cos θ.
知识点四 半圆平抛运动
(1)在半圆内的平抛运动(如图),由半径和几何关系制约时间t: h=gt2,R±=v0t,联立两方程可求t。
(2)或借助角度θ,分解位移可得:x: R(1+cosθ)=v0t,y: Rsinθ=½gt2,联立两方程可求t或v0。
知识点五 平抛与圆相切
对速度v进行分解tanθ=
对速度v进行分解tanθ=
由v的反向延长线为水平位移中点可知小球不能垂直撞击圆弧
[例题1] (25-26高三上·云南·阶段练习)如图所示,倾角为45°、高为h的斜面固定在水平地面上,小华同学将一篮球(视为质点)以某一水平初速度抛出,抛出点正好在斜面底边端点的正上方,抛出点与斜面上顶点等高,篮球恰好落到斜面的中点,重力加速度大小为g,不计空气阻力,篮球被抛出时的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由几何关系,结合平抛运动的规律可知,
解得
故选D。
[例题2] (24-25高一下·贵州毕节·期中)某水流造景设施的截面如图所示,为水平喷水口,水柱刚离开的速度为,从喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面上的处。已知重力加速度为,不计空气阻力,水柱在空中的运动可看成平抛运动,则一滴水从到所用的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图所示
水滴从P到B做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,速度
竖直方向做自由落体运动,速度
因水柱垂直撞击倾角为的斜面,故撞击时速度方向与斜面垂直,即沿斜面方向的速度分量为零。将水平速度和竖直速度分解到沿斜面方向,水平速度沿斜面方向的分量为;竖直速度沿斜面方向的分量为,负号表示与斜面正方向相反。沿斜面方向合速度为零,有
代入得
化简解得
故选A。
[例题3] (25-26高二上·河南开封·开学考试)如图所示,倾角为37°的斜面体固定在水平地面上,斜面底端正上方某高度处有一小球以水平速度抛出,恰好垂直打在斜面上,已知重力加速度大小为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球从抛出到落在斜面上的时间为
B.小球从抛出到落在斜面上的时间为
C.小球抛出时距斜面底端的高度为
D.小球抛出时距斜面底端的高度为
【答案】D
【详解】AB.小球做平抛运动恰好垂直打在斜面上,根据几何关系可得
解得,故AB错误;
CD.小球垂直打在斜面上,设小球抛出时距斜面底端的高度为,根据平抛运动规律,在水平方向上有
在竖直方向上有
根据几何关系有
解得,故C错误,D正确。
故选D。
[例题4] (25-26高三上·北京西城·阶段练习)如图所示,以的速度水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角的斜面上,按考虑,以下结论中正确的是( )
A.物体飞行的水平距离是 B.物体撞击斜面时的速度大小为
C.物体飞行的时间是 D.物体下落的竖直距离是
【答案】C
【详解】AC.几何关系可知落点速度方向与水平方向夹角为
则有
联立解得
则物体飞行的水平距离,故A错误,C正确;
B.物体撞击斜面时的速度大小,故B错误;
D.物体下落的竖直距离,故D错误。
故选C。
[例题5] (24-25高一下·重庆·阶段练习)如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子(可视为质点),初速度分别为,落在轨道上的C、D两点,OC、OD连线与竖直方向的夹角均为,忽略空气阻力,则( )
A.两个毽子不会同时落到轨道上 B.
C.两个毽子速度变化量方向不相同 D.落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点
【答案】B
【详解】A.由分析可知,两个毽子均为平抛运动,由几何关系,两毽子竖直方向的位移相等为
可得
则两个毽子会同时落到轨道上,A选项错误;
B.由两毽子平抛运动水平方向位移为
可知,B选项正确;
C.由平抛运动仅受重力,故加速度始终为竖直方向,速度变化量公式
可知速度变化量方向与加速度方向一致,故两个毽子速度变化量方向相同,C选项错误;
D.由平抛运动推论,末速度的反向延长线与轴的交点为水平位移的中点,由几何关系可知O点不是水平位移中点,则落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点,D选项错误。
故选B。
[例题6] (24-25高二下·贵州黔南·期末)如图所示,AB为一段四分之一圆弧轨道,B为圆弧轨道最低点,且过B点的切线水平。一小球(可视为质点)从轨道右上方某点以初速度水平抛出,经过一段时间后,垂直击中圆弧轨道的中点,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球在空中运动的时间t为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】小球垂直打在轨道中点时,此时速度方向与水平方向成,根据
解得
B正确。
故选B。
[例题7] (24-25高一下·海南海口·期中)如图所示,一半径为R的半球形坑,其中坑边缘两点与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别将、两个小球以、的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知,,,重力加速度为g,忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变
D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球不可能垂直坑壁落入坑中
【答案】AD
【详解】A.从M点抛出的小球,
解得,故A正确;
B.从N点抛出的小球,
解得,故B错误;
C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,则运动时间相同均为
根据
两球抛出的速率之和
随着落点的竖直高度的变化而变化,故C错误;
D.根据平抛运动的推论:速度的反向延长线交水平位移的中点,假设小球垂直落在半球型坑中,速度反向延长线过球心O并不是水平位移的中点,两者矛盾,所以假设错误,不可能使小球垂直坑壁落在圆弧轨道内,故D正确。
故选AD。
1. (24-25高一下·湖北荆州·期末)如图所示,竖直面内有一个半圆形轨道,半径为R,O为圆心,AB为水平直径,C为圆弧最低点,将一个可看成质点的小球从AO上M点以速率v0(大小未知)水平向右抛出,恰好垂直打在轨道上N点,此时小球速度与竖直方向的夹角为37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,若不计空气阻力,则( )
A.
B.AM之间的距离为
C.若从A点正上方某处P以某一速度水平抛出,一定不能垂直打到N点
D.若从A点水平抛出,对于落点在AC段的小球,初速度越大,落点速度与水平初速度夹角越大
【答案】A
【详解】A.小球从AO上M点以速率v0(大小未知)水平向右抛出,恰好垂直打在轨道上N点,此时小球速度与竖直方向的夹角为37°
小球在N点竖直方向的速度
小球从M到N运动的时间
根据平抛运动的推论,速度方向的反向延长线过水平位移的中点,结合几何知识
,解得
小球从M到N水平位移
,故A正确;
B.由A选项知,AM之间的距离为,故B错误;
C.若从A点正上方某处P以某一速度水平抛出,有可能垂直打到N点,故C错误;
D.根据平抛运动的推论,速度方向的反向延长线过水平位移的中点,速度夹角正切值是位移夹角正切值的2倍,初速度越大,落点在AC段的小球位移夹角的正切值越小,落点速度与水平初速度夹角越小,故D错误。
故选A。
2. (24-25高一下·四川德阳·期末)如图所示,竖直平面xOy中存在一抛物线其满足方程y=x2,现在y轴上y0=216m处,以v0=1m/s水平抛出一质点,则该质点击中抛物线p(x,y)的位置坐标满足(忽略空气阻力,g=10m/s2)( )
A.x=36m B.x=6m C.y=6m D.y=72m
【答案】B
【详解】设质点经时间t击中抛物线,则有
又由x、y满足方程y=x2,带入可得
解得
则可得
故选B。
3. (24-25高一下·山东青岛·期中)如图所示,在竖直平面内有一半圆形轨道,半径为,为轨道圆心,为其水平直径,为竖直半径,半径与水平方向成角。现以为坐标原点建立直角坐标系,在平面内有一弹射器(图中未画出)可以沿轴正方向发射速度大小可调的弹丸(可看作质点),若要使弹丸垂直撞击轨道点,弹丸发射点位置坐标可能值是( )
A.(0.8m,0) B.(0.7m,-0.2m) C.(0.25m,0.1m) D.(0.1m,0.2m)
【答案】BCD
【详解】根据题意可知,若弹丸垂直撞击轨道P点,可知弹丸速度与水平方向的夹角为,则有
根据平抛运动的推论,抛出点和P点连线与水平方向夹角的正切值满足
由几何关系可得P点横纵坐标分别为,
设抛出点坐标为,则
代入各选项数据,BCD均符合,故选BCD。
4. (24-25高一下·云南·期中)如图所示,内壁光滑的四分之一圆弧轨道竖直固定放置,轨道半径为,圆心为、分别是竖直半径和水平半径。现让光滑水平面上的小球获得一个水平向右的速度(未知量),小球从A点离开后运动到圆弧上的点,重力加速度为,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A.若,小球运动到点时速度与水平方向的夹角为,则有
B.无论调整的大小为何值,球都不可能垂直撞击在圆弧上
C.改变的大小,小球落到圆弧上的速度最大值为
D.改变的大小,小球落到圆弧上速度的最小值为
【答案】ABD
【详解】A.设,则平抛运动位移的偏转角为
当速度的偏转角为时,根据平抛运动的推论,可得
综合可得
故A正确;
B.由于速度的反向延长线恰好过与抛出点等高的水平位移的中点处,若与圆弧垂直,恰好与半径一致,两者相矛盾,因此球都不可能垂直撞击在圆弧上,故B正确;
CD.若让小球从A点以不同初速度水平向右抛出,由平抛运动的规律可得小球刚到达某点点时的速度为
结合,,
综合可得
由数学知识可得
则的最小值为
故C错误,D正确。
故选ABD。
5. (24-25高一下·天津滨海新·期末)如图,在某次飞行演习中,以水平匀速飞行的飞机,某时释放一颗模拟弹,经时间后炸弹垂直击中倾角为的山坡。则时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】模拟弹落地时速度如图所示
竖直分速度
解得模拟弹的运动时间
故选D。
6. (25-26高二上·辽宁·阶段练习)北京冬奥会跳台滑雪比赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”举行,运动员某次练习滑雪的过程简化模型如图所示,可看成质点的运动员从M点由静止下滑,从P点以速度v0水平飞出,落至斜面PQ上的N点。已知斜面的倾角为β,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动员从P点运动到N点的时间为
B.运动员从P点运动到N点的位移大小为
C.运动员从P点运动到N点的过程中离开斜面的最大距离为
D.若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,则落至斜面上时速度与斜面的夹角会变大
【答案】C
【详解】A.由几何关系结合运动学公式可知
可得从P点运动到N点的时间,故A错误;
B.从P点运动到N点的位移大小,
联立可得,故B错误;
C.将平抛运动分解成沿斜面方向和垂直斜面方向,则垂直斜面的分速度为,垂直斜面方向的分加速度为,运动员在垂直斜面方向做匀减速运动,当速度减小为零时离斜面最远,则最大距离,故C正确;
D.平抛运动速度与水平方向夹角的正切值为位移夹角正切值的二倍,即设速度与斜面的夹角为α,则
可知,若增大运动员从P点飞出的速度,且运动员仍落至斜面PQ上,位置夹角不变,速度与斜面的夹角不变,故D错误。
故选C。
7. (24-25高一下·浙江宁波·阶段练习)图甲为北京2022年冬奥会的跳台滑雪场地,其简化示意图如图乙所示,某滑雪运动员从跳台a处以v0=20m/s的速度沿水平方向飞出,落点在斜坡b处,c处离斜坡ab最远,ce垂直斜坡ab交于e点,竖直线cf与斜坡ab交于f点,斜坡与水平方向的夹角为θ=37°,运动员与滑雪装备的大小不计,忽略空气阻力,则( )
A.运动员从a处到c处的时间是2s
B.ce两点之间的距离是12m
C.长度ae与eb之比等于1:3
D.长度af与fb之比等于1:1
【答案】D
【详解】A.运动员从a运动到b,有
解得
所以运动员从a处到c处的时间为,故A错误;
B.ce两点之间的距离为,故B错误;
C.运动员在斜面方向做初速度不为零的匀加速运动,故经过相等时间长度ae与eb之比不等于1:3,故C错误;
D.在水平方向上做匀速运动,故长度af与fb之比等于1:1,故D正确。
故选D。
8. (24-25高一下·广东·阶段练习)如图所示,水平桌面上固定一个五面体,其中是直角三角形,,是正方形,是矩形且表面光滑。现从五面体的点沿方向以速度抛出小球1,小球1刚好沿斜面滑到点;再从斜面的点沿水平方向以速度抛出一小球2,小球2刚好落到点,不计空气阻力,两小球均可视为质点,,则下列说法正确的是( )
A.小球1、2到达点的时间之比为
B.小球1、2到达点的时间之比为
C.小球1、2的初速度之比为
D.小球1、2的初速度之比为
【答案】AC
【详解】AB.设AC=L,小球1做类平抛运动,沿斜面向下运动的加速度大小为
所以
小球2做平抛运动,则
可得小球1、2到达点的时间之比为,则A正确,B错误;
CD.由几何关系可知
可知1的初速度
2的初速度
可知小球1、2的初速度之比为,C正确,D错误。
故选AC。
9. (25-26高二上·浙江·开学考试)如图为飞机逃生用的充气滑梯,滑梯可视为理想的斜面,已知斜面长L=8m,斜面倾斜角,人下滑时与充气滑梯间动摩擦因数为。不计空气阻力,g取,,求:
(1)旅客从静止开始由滑梯顶端滑到底端逃生,需要多长时间;
(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱头从舱门处水平跳出,求其落在充气滑梯上所用的时间;
(3)若当他落到充气滑梯上后没有反弹,由于有能量损失,结果他仍以v0=4.0m/s的速度开始沿着滑梯加速下滑。该旅客以这种方式逃生用了多长时间。
【答案】(1)
(2)0.6s
(3)1.6s
【详解】(1)根据牛顿第二定律可知,加速度
运动时间
(2)根据题意可知
解得
(3)根据题意,
且,
代入数据得
逃生时间
10. (23-24高一下·湖北·开学考试)水平放置的圆柱体正上方有一点P,将一个小球从P点以沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出,其飞行一段时间后,恰由Q点沿切线飞过,测得圆心O与Q的连线与OP的夹角为θ,试求:
(1)小球从P运动到Q的时间t;
(2)小球的初始位置P点到圆柱体最高点的高度H。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)设小球在Q点时的速度为,在Q点竖直方向的速度为,如图所示
根据几何关系可得到Q点速度同水平方向夹角为,则
可得
小球做平抛运动,竖直方向为自由落体运动
,
代入数据得
(2)平抛运动,在水平方向匀速运动
由几何关系
竖直方向位移
可得
小球距圆柱体的高度
联立可得
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$