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第4节 抛体运动的规律 课时检测
A组:基础巩固
一、选择题:
1.做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是( )
A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同
C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向相同
2.如图所示,某人在悬崖上斜向上抛出小石头,不计空气阻力,下列哪幅图像可以表示小石头在空中运动时的加速度a随时间t变化的规律( )
3.如图所示,某人在对面的山坡上水平抛出两个质量不等的小石块,分别落在A、B两处,不计空气阻力,则落到A处的石块( )
A.初速度小,运动时间长
B.初速度小,运动时间短
C.初速度大,运动时间长
D.初速度大,运动时间短
4.某射箭运动员在练习射箭时,箭水平射出的位置到靶的水平距离为18 m,到靶心的竖直高度为0.45 m。忽略空气阻力,将箭看作质点,重力加速度为10 m/s2。如果箭射中靶心,则箭射出的速度大小为( )
A.30 m/s B.40 m/s
C.50 m/s D.60 m/s
5.某物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值tan θ随时间t变化的图像如图所示(g取10 m/s2),则( )
A.第1 s内物体下落的高度为15 m
B.第1 s内物体下落的高度为10 m
C.物体的初速度为5 m/s
D.物体的初速度是10 m/s
6.(多选)如图所示,节水灌溉中的喷嘴距地高0.8 m,假定水从喷嘴水平喷出,喷灌半径为4 m,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则( )
A.水下落的加速度为8 m/s2
B.水从喷嘴到地面的时间为0.4 s
C.水从喷嘴喷出后速度不变
D.水从喷嘴喷出的速率为10 m/s
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7.在一次“飞车过黄河”的表演中,汽车在空中飞经最高点后在对岸着地,已知汽车从最高点至着地点经历的时间约0.8 s,两点间的水平距离约为30 m,忽略空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)汽车在最高点时速度是多少;
(2)最高点与着地点间的高度差是多少。
B组:能力强化
一、选择题:
8.一物体做平抛运动,若以抛出点为坐标原点,水平抛出方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,得出物体运动轨迹方程为y=,取g=10 m/s2。则物体做平抛运动的水平速度大小是( )
A.2 m/s B.4 m/s
C.8 m/s D.10 m/s
9.某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个实际尺寸为的模型展示效果,模型中槽道内的水流速度应为实际的( )
A. B.
C. D.
10.(多选)人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量为m的飞镖以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如图所示。不考虑空气阻力,只改变m、h、L、v0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是( )
A.适当减小L B.适当减小h
C.适当减小m D.适当增大v0
11.(多选)如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向先后抛出,恰好同时落到地面上与两抛出点水平距离相等的P点,若不计空气阻力,则( )
A.小球a比小球b先抛出
B.初速度va小于vb
C.小球a、b抛出点距地面高度之比为vb2∶va2
D.初速度va大于vb
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
12.将一个物体以10 m/s的速度从5 m的高度水平抛出,(不计空气阻力,取g=10 m/s2),求:(1)落地时它的速度v(合速度);
(2)从抛出到落地所用时间t。
13.跳台滑雪是冬奥会的项目之一。比赛中运动员脚穿专用滑雪板,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。若运动员从A处以v0=20 m/s的初速度水平飞出,在平直斜坡B处着陆。斜坡的倾角为37°,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员在空中运动过程中平均速度的大小和方向。
参考答案:
A组:1.解析:A 在平抛运动中,速度的变化量Δv=gΔt,所以每秒内的速度变化量大小相等,方向都是竖直向下,选项A正确。
2.解析:B 由题意,忽略空气阻力,石块抛出后只受重力,由牛顿第二定律得知,其加速度为g,保持不变,故B正确。
3.解析:A 落在A处的小石块下落的高度大,根据h=gt2知,落在A处的石块运动时间t长,而其水平位移x小,由x=v0t知,则落到A处的石块初速度小,A正确。
4.解析:D 箭射出后做平抛运动,在竖直方向有t==0.3 s,在水平方向有x=v0t,代入数据有v0=60 m/s,故D正确。
5.解析:D 根据tan θ==t,对应题图可得=1,解得v0=10 m/s,D正确,C错误;第1 s内物体下落的高度h=gt2=×10×12 m=5 m,A、B错误。
6.解析:BD 水喷出后做平抛运动,下落的加速度为10 m/s2,故A错误;根据h=gt2得t== s=0.4 s,故B正确;水从喷嘴喷出后竖直分速度增大,水平分速度不变,速度增大,故C错误;水从喷嘴喷出的速率v0== m/s=10 m/s,故D正确。
7.解析:(1)根据平抛运动的规律有x=v0t,
代入数据得v0=37.5 m/s。
(2)根据平抛运动的规律有h=gt2,
代入数据得h=3.2 m。
答案:(1)37.5 m/s (2)3.2 m
B组:8.解析:A 由题知物体做平抛运动,在水平方向有x=v0t,
在竖直方向有y=gt2
两式消去t有y=x2,可知v0=2 m/s,故A正确。
9.解析:B 由题意可知,水流出后做平抛运动的水平位移和下落高度均变为实际的,则有h=gt2,得t=,所以时间变为实际的,水流出的速度v=,由于水平位移变为实际的,时间变为实际的,则水流出的速度为实际的,故B正确。
10.解析:AD 由平抛运动的规律可得y=gt2,L=v0t可知,飞镖是否能投中靶心与m无关,C错误;适当减小L,飞镖飞行时间t减小,下落位移y减小,可使飞镖投中靶心,A正确;适当减小h,飞镖飞行时间不变,下落位移不变,故飞镖会投中比原来更低的位置,B错误;适当增大v0,飞镖飞行时间t减小,下落位移y减小,可使飞镖投中靶心,D正确。
11.解析:ABC 由h=gt2得t= ,可知平抛运动的运动时间是由竖直的高度决定的,由于a的下落高度比b的大,所以它们运动时间关系为ta>tb,两球要同时落地,则小球a必须先抛出,故A正确;由于a、b的水平位移大小相等,由x=v0t得va<vb,故B正确,D错误;由h=gt2、x=v0t结合得h=g·,x相同,可知,小球a、b抛出点距地面高度之比为ha∶hb=vb2∶va2,故C正确。
12.解析:(1)落地时竖直方向的速度为vy2=2gh 解得vy==10 m/s
落地时它的速度(合速度)为v== m/s=10 m/s
设合速度与水平方向的夹角为θ,则有tan θ===1
解得θ=45°。
(2)从抛出到落地所用时间为t,则有h=gt2
解得t=1 s。
答案:(1)10 m/s,与水平方向的夹角为45°斜向下 (2)1 s
13.解析:(1)运动员做平抛运动,则有x=v0t,y=gt2
又tan θ= 联立解得t=3 s。
(2)根据几何关系可得合位移为x合=
则平均速度的大小为v=
代入数据解得v=25 m/s,方向沿斜面向下。
答案:(1)3 s (2)25 m/s,方向沿斜面向下
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