内容正文:
寒假作业05 抛体运动 巩固分层练习
分层一:夯实基础练
一、单选题
1.关于曲线运动,有下列说法正确的是
①曲线运动一定是变速运动,②曲线运动一定是匀速运动
③在平衡力作用下,物体可以做曲线运动④在恒力作用下,物体可以做曲线运动
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.如图所示,在一张白纸上放置一根直尺,沿直尺的边缘放置一块直角三角板.将三角板沿直尺水平向右匀速运动,同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端向上运动,而且向上的速度越来越大,则铅笔在纸上留下的轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
3.在第32届奥运会上,中国选手巩立姣以20.58米的成绩夺得金牌。在夺金的这一投中,若不计空气阻力,铅球从最高点到落地前运动过程( )
A.做匀变速运动
B.速度增加的越来越快
C.加速度和速度方向都始终沿切线方向
D.加速度方向跟速度方向始终垂直
4.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球A和B,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力,要使两球在空中相遇,则必须( )
A.先抛出A球
B.先抛出B球
C.A球的初速度小于B球的初速度
D.A球的初速度大于B球的初速度
5.如图所示,是从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中A、B、C和D处河水的速度方向跟P处流水的速度方向几乎相同的是( )
A.A和B B.B和C C.B和D D.C和D
6.小船在静水中的速度为3m/s,它在一条流速为4m/s,河宽为150m的河流中渡河,则
A.小船不可能垂直河岸到达对岸
B.小船渡河的时间可能为40s
C.小船渡河时间可能为30s
D.小船若在50s内渡河,到达河对岸时被冲下150m远
7.将一小球以5 m/s的速度水平抛出,落地位置距离抛出位置水平距离5m。则小球在空中运动的时间为( )s
A.1 B.2 C.1.5 D.0.5
8.关于平抛运动的物体,下列说法中正确的是( )
A.平抛运动是加速度不变的曲线运动
B.水平方向上的分运动是匀加速直线运动
C.初速度大的物体一定比初速度小的物体射程远
D.平抛运动飞行的时间由初速度和竖直高度共同决定
分层二:能力提升练
二、多选题
9.质量为m的物体受到一组共点恒力作用而处于匀速直线运动状态,当撤去某个恒力F1时,有关物体的运动,下列说法正确的是( )
A.物体可能做匀加速直线运动
B.物体可能做匀减速直线运动
C.物体可能做匀变速曲线运动
D.物体可能做变加速曲线运动
10.关于两个运动的合成,下列说法正确的是( )
A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动
B.不共线的两个匀速直线运动的合运动一定不是匀速直线运动
C.小船渡河的运动中,小船对岸的速度可以小于水流速度
D.小船渡河的运动中,小船渡河所需时间与水流速度大小无关
11.在精选谷种时,常用一种叫风车的农具进行分选。在同一风力作用下,谷种(饱满)和瘪谷(空壳)都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示。若不计空气阻力和浮力,对这一现象,下列分析正确的是( )
A.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些
B.谷种和瘪谷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.M处是瘪谷,N处为谷种
12.在高处以初速度v1水平抛出一个带刺飞镖,在离开抛出点水平距离l、2l处有A、B两个小气球以速度v2匀速上升,先后被飞镖刺破(认为飞镖质量很大,刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹)。则下列判断正确的是( )
A.飞镖刺破A气球时,飞镖的速度大小为
B.飞镖刺破A气球时,飞镖的速度大小为
C.A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为
D.A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中,高度差为
三、填空题
13.河宽480m,船在静水中的速度为4m/s,水流速度是3m/s, 则过河的最短时间为 s,最小位移为 m。
14.如图所示,质量为m的物体受到4个共点力的作用下正在做匀速直线运动,速度方向与F1、F3方向恰在一直线上,则
(1)若只撤去F1,则物体将作 运动;
(2)若只撤去F2,则物体将作 运动;
(3)若只撤去F3,则物体将作 运动;
(4)若只撤去F4,则物体将作 运动。
15.某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示,在该石块从A点运动到B点的过程中,石块的速度 ,石块的加速度 ,石块的速度方向与竖直方向的夹角 。(均填“增大”“减小”或“不变”)
四、解答题
16.根据曲线运动,回答问题
(1)如图所示,砂轮上打磨下来的炽热的微粒沿砂轮的切线飞出,其速度方向不断变化,那么如何确定物体在某一点的速度方向?
(2)曲线运动一定是变速运动吗?
(3)曲线运动可能是匀变速运动吗?
(4)物体做曲线运动时,加速度可以为零吗?为什么?
17.如图所示,在斜面的点正上方高处的点以水平初速度,抛出一个小球,小球正好垂直地撞在倾角的斜面上,不计空气阻力,求小球的初速度和在空中运动的时间(取)。
18.如图所示为研究空气动力学的风洞设备,将水平刚性杆固定在风洞内距水平地面高度H=5 m处,杆上套一质量m=2 kg的可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F= 20 N,方向水平向左。现使小球以大小= 10 m/s的速度水平向右离开杆端,假设小球所受风力不变,取g=10 m/s²,求小球落地点到杆右端的距离s。
19.小船摆渡曾是人们过河的主要方式。设河的宽度为d,河水匀速流动,流速为,小船在静水中的运动速度为,且>。
(1)要使小船渡河的时间最短,小船应如何渡河?最短时间是多少?到达对岸时小船的航程是多少?
(2)要使小船渡河的航程最短,小船应如何渡河?渡河所用的时间是多少?最短的航程是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《寒假作业05 抛体运动 巩固分层练习》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
A
D
B
A
A
A
ABC
CD
题号
11
12
答案
BCD
BC
1.B
【详解】曲线运动的速度的方向一定在变,所以曲线运动一定是变速运动,①正确②错误;
在平衡力的作用下,物体处于静止或者匀速直线运动状态,③错误;
在恒力作用下,物体可以做曲线运动,例如平抛运动过程中只受重力作用,是恒力作用,④正确。
故选B。
【名师点睛】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,做曲线运动的物体的速度大小可能恒定不变,但是速度方向一定发生变化
2.C
【分析】本题考查曲线运动的条件及运动的合成问题,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动;加速度加速度方向(即合外力方向)大致指向轨迹凹的一向.
【详解】笔尖参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动,加速度方向竖直向上,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,笔尖做曲线运动,加速度的方向大致指向轨迹凹的一向,知C正确,A、B、D错误.
【点睛】解决本题的关键知道笔尖在水平方向和竖直方向上的运动规律,物体的运动是这两运动的合运动,由此确定合速度的方向.比较合速度的方向与加速度方向是否在一条直线上,确定物体做直线运动还是曲线运动,曲线应该向哪个方向弯曲.
3.A
【详解】A.若不计空气阻力,铅球从最高点到落地前运动过程做平抛运动,而平抛运动是水平方向做匀速直线运动和竖直方向做加速度为g的匀变速直线运动的合运动,所以平抛运动是匀变速运动,故A正确;
B.若不计空气阻力,铅球从最高点到落地前运动过程做平抛运动,加速度大小为g,因为加速度大小恒定不变,所以速度的变化快慢不变,故B错误;
CD.若不计空气阻力,铅球从最高点到落地前运动过程做平抛运动,加速度方向竖直向下,加速度方向和速度方向成一夹角,在运动过程中加速度方向和速度方向的夹角越来越小,故CD错误。
故选A。
4.D
【详解】AB.平抛运动的落地时间只与竖直高度有关,要使两球在空中相遇必须同时抛出,故AB错误;
CD.因A球在后B球在前,则需要A球的初速度大于B球的初速度,故D正确C错误。
故选D。
5.B
【详解】根据曲线运动的特点可知,曲线运动速度方向为曲线上该点的切线方向,画出各点的速度方向,如图所示
由图可知,跟P处流水的速度方向几乎相同的是B处和C处。
故选B。
6.A
【详解】A.由题意知,水流的速度大于船在静水中的速度,所以小船不可能垂直河岸到达对岸,故A正确;
BC.当船头垂直河岸时,渡河时间最短为
故BC错误;
D.由于要在50s内过河,此时船头垂直河岸,故平行与河岸的位移
故D错误。
故选A。
7.A
【详解】小球做平抛运动,水平方向和竖直方向时间相同,水平方向做匀速直线运动,所以有
故选A。
8.A
【详解】A.平抛运动的加速度为重力加速度,大小和方向均不变,且轨迹为曲线,故A正确;
B.水平方向不受力,分运动为匀速直线运动,故B错误;
C.水平射程,若高度不同,初速度大的物体射程未必更远,故C错误;
D.飞行时间,仅由竖直高度决定,与初速度无关,故D错误。
故选A。
9.ABC
【详解】物体原来处于匀速直线运动状态,合力为零,撤去某个恒力F1时,物体所受的合力恒定不变,根据牛顿第二定律得知物体的加速度不变,物体做匀变速直线或曲线运动;
A.若恒力F1与速度方向相反,则合力与速度同向,物体匀加速直线运动,故A正确;
B.若恒力F1与速度方向相同,则合力与速度反向,物体匀减速直线运动,故B正确;
C.若恒力F1与速度方向不在同一直线上,物体做匀变速曲线运动,故C正确;
D.由上分析可知,物体不可能做变加速曲线运动。故D错误。
故选ABC。
10.CD
【详解】A.两个分运动是直线运动,其合运动可能是曲线运动,比如平抛运动,故A项错误;
B.不共线两个匀速直线运动,没有加速度,则合运动也一定是匀速直线运动,故B项错误;
C.合运动的速度可能比分速度大,可能比分速度小,可能与分速度相等,故C项正确;
D.小船渡河运动中,时间为
所以其时间与河岸宽与船垂直于河岸的速度有关,与水流速无关,故D项正确。
故选CD。
11.BCD
【详解】A.在同一风力作用下,因为谷种的质量较大,惯性较大,其飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小,故A错误;
B.谷种和瘪谷竖直方向做自由落体运动,由
得
则知运动时间相等,故B正确;
C.谷种和瘪谷从洞口水平飞出后都做平抛运动,不计空气阻力,都只受重力,加速度为g保持不变,所以谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动,故C正确;
D.速度越大,则水平位移越大,所以M处是瘪谷,N处为谷种,故D正确;
故选BCD。
【点睛】谷种和瘪谷从洞口水平飞出后都做平抛运动,可以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,运动时间由下落的高度决定,根据水平位移与时间结合可分析初速度关系。
12.BC
【详解】AB.飞镖刺破A气球时所经历的时间
t=
此时飞镖竖直方向上的分速度
vy=gt=
所以飞镖的速度
v=
故选项B正确A错误;
CD.飞镖从刺破A球到刺破B球的时间
此时气球上升的高度
h1=v2 t′
飞镖下降的高度
h2=vyt′+
两气球在上升的过程中高度差不变,所以
h=h1+h2=
故选项C正确,D错误。
故选BC。
13. 120 480
【详解】[1]当船头垂直河岸时,船的过河时间最短为
[2]船速大于水速时,船可以垂直河岸过河,故过河的最短位移与河宽相等,即
14. 匀加速直线运动 匀变速曲线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动
【详解】由题意可知,原本匀速直线运动,则四个力的合力为零.
(1)当只撤去F1,则物体受到力的合力与撤去F1方向相反,与运动速度方向相同,所以做匀加速直线运动.
(2)当只撤去F2,则物体受到力的合力与撤去F2方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角小于90°,因合力恒定则是匀变速运动,而初速度与合外力有夹角是曲线运动;故做匀变速曲线运动.
(3)当只撤去F3,则物体受到力的合力与撤去F3方向相反,与运动速度方向相反,所以做匀减速直线运动.
(4)当只撤去F4,则物体受到力的合力与撤去F4方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角大于90°,因合力恒定则是匀变速运动,而初速度与合外力有夹角是曲线运动;故做匀变速曲线运动.
15. 增大 不变 减小
【详解】[1][2]石块做平抛运动,其只受到重力的作用,即加速度为重力加速度,大小和方向均不变,所以石块的加速度不变,做曲线运动的物体在某点的速度方向为该点的切线方向,结合题图可知,其加速度方向与速度方向夹角为锐角,所以石块做匀加速曲线运动,即从A点到B点的速度增大。
[3]由于水平方向速度大小不变,竖直方向速度大小逐渐增加,设石块的速度方向与竖直方向的夹角为,则有
所以其夹角在逐渐减小。
16.(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析;(4)见解析
【详解】(1)从题图可以看出,从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿脱落点的切线方向飞出,所以物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
(2)由于曲线运动的速度方向时刻在变化,不论其速度大小是否变化,其速度一定变化,因此曲线运动一定是变速运动。
(3)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受的合外力情况,合外力为恒力,物体做匀变速曲线运动;合外力为变力,物体做非匀变速曲线运动。
(4)不可以,物体做曲线运动时,速度不断变化,所以加速度一定不为零。
17.;
【详解】将小球垂直撞到斜面上的速度沿水平方向和竖直方向进行分解,如图所示,由几何知识知,和竖直方向的夹角为,根据平抛运动的规律得
……①
小球的初速度为,则水平位移为
竖直位移为
由几何知识得
……②
将数据代入①②解得
18.
【详解】小球在竖直方向做自由落体运动, 有
小球在水平方向做匀减速运动,加速度为:;
则水平位移为:
又小球落地点到杆右端的距离为:,
计算得出:s=
【点睛】小球离开杆后在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀减速直线运动;根据自由落体运动规律可求得时间;根据水平方向的匀变速直线运动规律可求得水平位移.
19.(1)船头的方向应垂直于对岸;;;(2)合速度方向应垂直于对岸;;d
【详解】(1)要使小船渡河的时间最短,小船在静水中的速度应全部用于过河,因此船头的方向应垂直于对岸,小船速度的合成如图所示,则最短渡河时间
小船的速度
故到达对岸时小船的航程
(2)要使小船渡河的航程最短,小船的合速度方向应垂直于对岸,即船头需向上游转过一定的角度。因为>,小船速度的合成如图所示,则小船的速度
最短的航程即为河的宽度d,故渡河所用的时间
船头方向与对岸的夹角可通过
求得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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