内容正文:
寒假作业05 抛体运动 单元巩固分层练习
分层一:夯实基础练
一、单选题
1.关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动,变速运动一定是曲线运动
B.速度一定在变化
C.所受的合外力一定在变化
D.加速度方向一定垂直于速度方向
2.如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。蜡块R从坐标原点以速度v0匀速上浮,玻璃管沿x轴正方向运动(玻璃管始终保持竖直),蜡块R与玻璃管之间的摩擦不计。若玻璃管沿x轴正方向做速度为v的匀速直线运动,那么蜡块R的运动为( )
A.一定是匀速直线运动
B.可能是匀变速直线运动
C.可能是匀变速曲线运动
D.一定是匀变速曲线运动
3.甲、乙两物体从同一高度处同时开始运动,甲从静止自由下落,乙水平抛出,不计空气阻力,两物体( )
A.同时落地
B.落地时速度大小相同
C.到达地面的时间不同
D.在相同时间内通过的位移相等
4.某人在地面以大小为20m/s,方向与水平地面成30°角的速度,斜上抛一个物体,此物体斜向上抛到最高点所用的时间是(g取10m/s2)( )
A.2 s B.0.5 s C.4 s D.1 s
5.下列说法正确的是( )
A.物体在恒力作用下一定做直线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体做曲线运动时,速度可能保持不变
D.两个直线运动的合运动不一定是直线运动
6.如图所示,一辆行驶的汽车将一重物A提起,若要使重物A匀速上升,则在此过程中,汽车的运动情况是( )
A.加速运动 B.减速运动
C.匀速运动 D.不能确定
7.在水平放置的圆柱体轴线的正上方的P点,将一个小球以水平速度v0垂直圆柱体的轴线抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体上Q点沿切线飞过,测得O、Q连线与竖直方向的夹角为,那么小球经过Q点时的速度是( )
A. B. C. D.
8.在汶川大地震的救灾中,中国军队起到了至关重要的作用,特别是在水陆路都不能通行的情况下,空投救灾人员和物资显得尤为重要。从水平匀速航行的飞机上向地面空投救灾物资,地面上的人员以地面作为参考系,观察被投下的物体的运动,不计空气阻力,则以下说法中正确的是( )
A.物体是竖直下落的
B.物体是沿曲线下落的
C.从飞机上观察物体是做匀速直线运动
D.以上说法都不对
分层二:能力提升练
二、多选题
9.我国研制的爆轰驱动超高速高焓激波风洞各项性能指标领先国际。假设某风洞在竖直方向上可产生方向、大小均可调节的风。在竖直平面内建立平面直角坐标系轴沿竖直方向,从轴上P点抛出一小球,小球运动轨迹如图所示。已知风只在小球经过点时改变,且、与、间高度差相等,、间水平距离大于、间水平距离,下列说法正确的是( )
A.小球在点左右两侧所受风力方向可能相同
B.小球在点左侧时所受风力小于在点右侧时所受风力
C.小球在点左侧时的加速度大于在点右侧时的加速度
D.小球在竖直方向上的平均速度从到的小于从到的
10.2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场,展现出别样的东方美,寓意鱼跃龙门好运连连,如图甲所示。图乙为简化示意图,工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时,表演者B在空中升起,绳与水平方向之间的夹角为,则( )
A.A匀速运动时,B加速上升
B.A匀速运动时,B也匀速上升
C.当时,A与B的速度大小之比为
D.当时,A与B的速度大小之比为
11.如图所示,a、b两个小球从离地面5m的高度同时沿相反方向水平抛出,其平抛运动轨迹的交点为P,图中坐标单位为米,则以下说法正确的是( )
A.a、b两球同时落地
B.a、b两球初速度相同,且初速度大小为10m/s
C.a、b两球在P点相遇
D.无论两球初速度大小多大,两球总能相遇
12.如图所示,一斜面体固定在水平面上,斜面光滑且为矩形,倾角为θ,斜面的左上方顶点 P 与右下方顶点Q之间固定一与斜面垂直的挡板,挡板与斜面底边的夹角也为θ,一可视为质点的小物块由 P 点以平行于斜面底边的初速度水平射出,落在挡板上不再反弹。已知重力加速度为g,小物块在运动过程中始终在斜面上滑动,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小物块由P点抛出到落在挡板上所用时间为
B.小物块由P点抛出到落在挡板上所用时间为
C.若初速度变为,小物块由P点抛出到落在挡板上的位移大小变为原来的2倍
D.若初速度变为,小物块由P点抛出到落在挡板上的位移大小变为原来的4倍
三、填空题
13.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,加速度大小为 m/s2,方向为 .
(2)若只撤去F2,它将作 运动,加速度大小为 m/s2,方向为
(3)若只撤去F3,它将作 运动,加速度大小为 m/s2,方向为
14.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为。如果取,那么,小球的初速度大小是 ,小球经过B点时的速度大小是 。
15.如图甲所示,竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s的速度匀速上浮.现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀速向右运动,测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°,则(sin37°=0.6;cos37°=0.8)
(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为 m/s.
(2)若玻璃管的长度为0.6m,则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中,玻璃管水平运动的距离为 m.
(3)如图乙所示,若红蜡块从A点匀速上浮的同时,使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的
A.直线P B.曲线Q C.曲线R D.无法确定.
四、解答题
16.如图是抛出的铅球运动轨迹的示意图(把铅球看成质点),画出铅球沿这条曲线运动时在A、B、C、D、E各点的速度方向及铅球在各点的受力方向(空气阻力不计)。
17.一质量为的物体(视为质点)在坐标系xOy中,时刻从坐标原点O处开始运动,沿x轴方向做初速度为、加速度为的运动,图像如图甲所示,沿y轴方向的图像如图乙所示,求:
(1)物体受到的合力大小;
(2)1s时物体的速度大小以及第1s内物体的位移大小。
v
18.在某高处以10m / s的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,小球经1s落地,g取10 m / s2,求:
(1)小球下落的高度;
(2)小球落地时的水平位移大小;
(3)小球落地时的速度大小。
19.跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台进行的。运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观,设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆。如图所示,已知运动员水平飞出的速度为v0=20m/s,山坡倾角为θ=37°,山坡可以看成一个斜面。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)运动员在B点着陆时的速度大小。
试卷第1页,共3页
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《寒假作业05 抛体运动 单元巩固分层练习》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
D
D
B
A
B
AD
AD
题号
11
12
答案
AC
BD
1.B
【详解】A.曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,A错误;
B.做曲线运动的物体速度方向一定在发生变化,B正确;
C.做曲线运动的物体,合外力不一定在变化,C错误;
D.做曲线运动的物体,合力方向与速度方向不在同一条直线上,但不一定垂直,所以加速度方向不一定与速度方向垂直,D错误。
故选B。
2.A
【详解】竖直方向,蜡块在玻璃管中匀速上浮,水平方向,蜡块随玻璃管匀速运动,故蜡块的合速度大小、方向均不变,蜡块的合运动一定是做匀速直线运动。
故选A。
3.A
【详解】平抛运动物体的落地时间取决于抛出的高度,甲、乙两物体从同一高度处同时开始运动,所以它们的落地时间是相同的。由于平抛水平匀速,则在相同时间内通过的位移不相等,落地时除了竖直方向上的速度外还有水平方向的速度,大小不等。
故选A。
4.D
【详解】根据斜抛运动的规律,可知物体在竖直方向上的速度为
则上升到最高点的时间为
故选D。
5.D
【分析】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,由此可以分析得出结论。
【详解】A.物体在恒力作用下可能做直线运动,如匀加速直线运动,在恒力作用下,也可能做曲线运动,如平抛运动,A错误;
B.物体在变力作用下可能做直线运动,如果只改变力的大小,不改变力的方向,在水平力作用下从静止开始运动,轨迹是直线,B错误;
C.物体做曲线运动时,速度方向时刻改变,速度一定变化,C错误;
D.两个直线运动的合运动可以是曲线运动,如平抛运动,D正确。
故选D。
【点睛】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,掌握了做曲线运动的条件,本题基上就可以解决了。
6.B
【详解】小车参与两个分运动,沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向(绕滑轮转动)的两个分运动,将小车合速度正交分解,如图所示
设v1与水平方向夹角为α,那么物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度为
小车的速度
小车向右运动的过程中始终与水平方向之间的夹角减小,则cosα增大,小车的速度减小,所以小车向右做减速运动,B正确,ACD错误。
故选B。
7.A
【详解】测得O、Q连线与竖直方向的夹角为,即水平速度与末速度的夹角为θ,根据平行四边形法可得
解得
A正确;
故选A。
8.B
【详解】ABD.飞机水平匀速航行,救灾物资空投后由于惯性,保持原来的水平速度,则物资相对于地面有水平初速度,重物收到竖直向下的重力作用,则地面上的人看到物资做平抛运动,是曲线运动,B正确,AD错误;
C.货物抛出后相对于地面的水平分速度与飞机相同,一直在飞机正下方,做自由落体运动,所以飞行员看到物资是竖直向下的自由落体运动,C错误。
故选B。
9.AD
【详解】AB.由题意知风力在竖直方向,做曲线运动的物体合力在轨迹的凹侧,结合图像可知,小球在点左侧所受合力竖直向上,即风力大于重力,在点右侧所受合力竖直向下,合力方向与重力同向,因此点右侧风力的方向不能确定,方向可能向上,也可能向下,则小球在点左右两侧时所受风力大小关系无法判断,故A正确,B错误;
C.由于小球在水平方向不受力,所以小球在水平方向上的分速度不变,由于、间的水平距离大于、间的水平距离,可知小球在段的运动时间大于在段的运动时间,小球由到竖直方向的运动过程可看成由到的竖直方向的逆过程,从到和从到,小球竖直方向的初速度大小相同,竖直方向的位移大小相同,由于时间,根据匀变速直线运动位移时间公式易判断,小球在点左侧时的加速度小于在点右侧时的加速度,故C错误;
D.平均速度公式
由于小球在段的运动时间大于在段的运动时间,且、与、间高度差相等,故小球从到在竖直方向上的平均速度小于从到的平均速度,故D正确。
故选AD。
10.AD
【详解】AB.由运动的合成和分解可得
A匀速向左运动过程中θ变小,vB增大,因此A匀速运动时,B加速上升,选项A正确,B错误;
CD.根据
可得
可知当时,A与B的速度大小之比为,选项D正确,C错误。
故选AD。
11.AC
【详解】A.a、b两个小球做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动,根据
a、b两球下落高度相同,可知a、b两球同时落地,故A正确;
C.a、b两个小球做平抛运动,且从同一高度水平抛出,可知任意时刻a、b两个小球在同一高度上,水平方向两球相向做匀速直线运动,其平抛运动轨迹的交点为P,说明能够相遇,且a、b两球在P点相遇,故C正确;
B.a、b两个小球竖直方向上做自由落体运动,运动至P点的时间为
a、b两球在P点相遇,由图可知a、b两球的水平位移相等,可得a、b两个小球初速度大小相等,方向相反,大小为
故B错误;
D.a、b两个小球落地的时间为
设a、b两球速度和为时,且能发生碰撞,有
故两球初速度之和小于时,两球不能相遇,故D错误。
故选AC。
12.BD
【详解】AB.小球的加速度方向平行斜面向下,大小为
小球在斜面上做类平抛运动,从P点抛出到落在挡板上有
解得,故A错误,B正确;
CD.根据
若初速度变为,则小物块由P点抛出到落在挡板上的时间变为原来的2倍;根据
可知沿初速度方向的位移变为原来的4倍,根据
可知物块由P点抛出到落在挡板上的位移大小变为原来的4倍,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 匀加速直线运动 F1的反方向 匀变速曲线运动 F2的反方向 匀变速直线运动 F3的反方向
【详解】(1)[1][2][3]由题意可知,原本匀速直线运动,当只撤去F 1 ,则物体受到力的合力与撤去F 1 大小相等,方向相反,与运动速度方向相同,所以做匀加速直线运动,加速度大小为
方向与F1的方向相反;
(2)[4][5][6]当只撤去F 2 ,则物体受到力的合力与撤去F 2大小相等,方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角小于90°,所以做匀变速曲线运动,加速度大小为
方向与F2的方向相反;
(3)[7][8][9]当只撤去F 3 ,则物体受到力的合力与撤去F 3 大小相等,方向相反,与运动速度方向相反,所以做匀减速直线运动,加速度大小为
方向与F3的方向相反;
【点睛】当物体所受合力与速度方向在同一条直线上,物体做直线运动,当物体所受合力与速度方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,根据牛顿第二定律求出加速度的大小和方向.
14. 1.5 2.5
【详解】[1]在竖直方向上,根据
△y=2L=gT2
得相等的时间间隔为
闪光频率是
小球平抛运动的初速度为
[2]B点的竖直分速度为
根据平行四边形定则,可知球经过B点的速度大小是
15. 0.4 0.8 B
【详解】解:(1)根据平行四边形定则,有:
则有:
(2)在竖直方向上运动的时间为:
则玻璃管在水平方向上运动的距离为:
(3)根据运动的合成与分解,运动的轨迹偏向合外力的方向,则有Q,故选项B正确,A、C、D错误.
16.
【详解】根据曲线运动的速度方向可知,各点的速度方向沿轨迹的切线方向,如图;铅球在运动的过程中只受到重力的作用,方向竖直向下;如图.
【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,速度的方向与该点曲线的切线方向相同;铅球的运动可以分解成不同方向的两个分运动,抛体运动一般将小物体的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,水平方向匀速直线运动,竖直方向为匀变速直线运动,加速度保持g不变.
17.(1);(2),
【详解】(1)由题图甲可得
由题图乙可得
物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立可得
(2)时,物体沿x轴和y轴的分速度分别为
物体的合速度为
物体的分位移分别为
物体的合位移为
联立可得
。
18.(1)5m;(2)10m;(3)14.14m/s
【详解】(1)竖直方向做自由落体运动,由
代入数据解得高度
(2)水平分向做匀速直线运动,根据
代入数据得水平位移
(3)水平速度
竖直方向的速度
实际速度
代入数据得
19.(1);(2)
【详解】(1)设A到B的竖直高度为h,有
A到B的水平距离为x,有
由几何关系,得
联立三式,代入数据解得
(2)运动员落到B点,竖直方向有
所以在B点的速度大小为
【点睛】平抛运动一般由两种研究方法,即分解速度和位移,如果知道速度方向,就用求解,如果知道位移关系,则用求解。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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