内容正文:
章末综合检测(一) 抛体运动
(满分:100分 网阅作业,选择题请在答题区内作答)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.如图,古典舞蹈演员舞动长长的水袖,水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P ( )
A.速度方向一定变化
B.速度大小一定变化
C.所受合力为零
D.所受合力方向与运动方向在同一直线上
2.如图所示,将小铁球从一定高度以垂直于竖直墙面的初速度水平抛出,房间内有水平平行光垂直照射墙面,在小铁球运动的过程中,墙面上形成了一个竖直向下运动的阴影。下列关于此阴影的说法正确的是 ( )
A.做自由落体运动
B.做匀速直线运动
C.做加速度增大的加速直线运动
D.做加速度减小的加速直线运动
3.如图,在磁铁吸引下钢珠沿曲线APB运动。图中能正确表示钢珠经过P点时速度方向的是 ( )
A.v1的方向 B.v2的方向
C.v3的方向 D.v4的方向
4.如图所示,两岸平行的河宽为400 m,A、B点为两侧河岸上正对着的两点。一艘小船从A点出发渡河,渡河过程中小船保持船头与河岸垂直,经过100 s到达对岸距离B点300 m处。小船的静水速度大小、河水各处流速大小均恒定,下列说法正确的是 ( )
A.河水流速大小为3 m/s
B.小船的静水速度大小为3 m/s
C.小船渡河时的合速度大小为7 m/s
D.无论如何调整小船的船头方向,小船都无法沿AB路线渡河
5.如图所示,O点处有一小球以v=8 m/s的水平初速度做平抛运动,经过2 s,小球到达M点(g取10 m/s2),则下列说法正确的是 ( )
A.O、M两点之间的水平距离为16 m
B.O、M两点之间的竖直距离为16 m
C.小球在M点的水平分速度大小为16 m/s
D.小球在M点的竖直分速度大小为10 m/s
6.在某校运动会期间,一位同学参加定点投篮比赛,先后两次将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上,不计空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
A.篮球在空中运动的加速度两次一样大
B.篮球撞篮板的速度,第一次较大
C.从抛出到撞篮板,第一次篮球在空中运动的时间较短
D.抛出时的速度,第一次一定比第二次大
7.一战士正在训练投弹,他从斜坡上某处将手榴弹以大小为v0的速度水平抛出,手榴弹落回斜坡上,如图所示。不计空气阻力。若从手榴弹刚被抛出时开始计时,手榴弹在t时刻落在斜坡上,则下列关系式正确的是 ( )
A.t∝ B.t∝v0
C.t∝ D.t∝
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,从倾角为30°的斜坡底端A斜向上抛出一个小球,抛出的初速度大小为v0,小球恰好从斜坡上端B点沿水平方向以速度大小v冲上水平高台,已知斜坡AB长为10 m,重力加速度大小为10 m/s2,不计小球大小,忽略空气阻力,则 ( )
A.v0=7 m/s
B.v=5 m/s
C.小球从A运动到B的时间为1 s
D.若从B点以速度大小v向左水平抛出小球,则小球一定落到斜坡底端A点
9.如图所示,乒乓球桌中间球网上沿高出桌面H,网到桌边的距离为L。某人在乒乓球训练中,从左侧中点离桌边处将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘。设乒乓球的运动为平抛运动,则乒乓球 ( )
A.在水平方向做匀加速直线运动
B.在竖直方向做匀变速运动
C.在网的右侧运动的时间是左侧的2倍
D.击球点的高度是网高的2倍
10.如图所示,一固定斜面MN与水平面的夹角为α,斜面上有一质量为m的小球P,Q是一带竖直推板的直杆。现使竖直杆Q以速度v0水平向右做匀速直线运动,从而推动小球P沿斜面向上运动。小球P与直杆Q及斜面之间的摩擦均不计,直杆始终保持竖直状态,下列说法正确的是 ( )
A.小球P处于超重状态
B.小球P的速度大小为
C.小球P的速度大小为v0cos α
D.直杆Q对小球P的推力大小为mgtan α
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(6分)在做“探究平抛运动的特点”的实验时,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,并求出平抛运动初速度,实验装置如图所示。
(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查斜槽末端是否水平,请简述你的检查方法: ;(2分)
(2)关于这个实验,以下说法正确的是 ;(2分)
A.小球释放的初始位置越高越好
B.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
C.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
(3)在做“探究平抛运动的特点”的实验时,坐标纸应当固定在竖直的木板上,图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是 。(2分)
12.(9分)某物理兴趣小组在做“探究平抛运动的特点”的实验时,分成两组,其中一个实验小组让小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图所示的照片,已知每个小方格边长L为10 cm,当地的重力加速度g取10 m/s2,其中第4点处的位置被污迹覆盖。
(1)若以拍摄的第1点为坐标原点,以水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,被拍摄的小球在第4点的位置坐标为( cm, cm);(4分)
(2)小球平抛的初速度大小为 m/s;(2分)
(3)另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹,测量了轨迹上的不同点的坐标值,根据所测得的数据以y为纵轴,x2为横轴,在坐标纸上画出对应的图像为过原点的直线,并测出直线斜率为2,则平抛运动的初速度v0= m/s。(3分)
13.(12分)如图所示,在注满清水的竖直密封玻璃管中,红蜡块R正以较小的速度v0沿y轴匀速上浮,与此同时玻璃管沿水平x轴正方向做加速度为a的匀加速直线运动。从红蜡块通过坐标原点O开始计时(此时的水平x轴方向的初速度为零),直至红蜡块运动到玻璃管顶端为止。试求,在此过程中
(1)红蜡块的轨迹方程;(3分)
(2)红蜡块在某时刻t运动的速度大小;(4分)
(3)在这个实例中,我们看到红蜡块向右上方的运动(称为合运动)可以看成由沿玻璃管向上的运动(称为分运动)和水平向右的运动(称为分运动)共同构成。请列举出一些关于“合运动与分运动”的特点(至少说出两条)。(5分)
14.(12分)如图所示,已知排球场网高H,半场长L,某次扣球点高h(h>H),扣球点离网水平距离s,为了使水平扣出的球既不触网、又不出界,求运动员扣球速度v的取值范围。
15.(15分)如图甲所示,矿山利用传送带传输矿物,对其装置简化为如图乙所示进行研究。粗糙倾斜轨道AB与水平传送带BC平滑连接,CD为光滑水平轨道,传送带与轨道无缝衔接,B、C、D在同一水平直线上,EF为一足够长的水平接收装置,E点位于D点正下方,DE间高度h=1.25 m。可视为质点的矿物从A点静止开始下滑,落到EF上时离E点的水平距离为x,已知AB轨道长L=4 m、倾角θ=37°,矿物与AB间的动摩擦因数μ1=0.5,与传送带之间的动摩擦因数μ2=0.2,传送带BC长s=3 m,并以速度v沿顺时针方向匀速转动,为了确保输送过程的稳定性与便捷性,传送带速度大小不能超过6 m/s,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。
(1)求矿物运动到B点时速度v1的大小;(3分)
(2)若传送带静止,求x大小;(5分)
(3)要使x最大,求传送带的速度大小范围。(7分)
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章末综合检测(一)
1.选A 做曲线运动的物体速度方向为轨迹的切线方向,轨迹是曲线,所以运动方向时刻改变,故A正确;做曲线运动的物体速度大小不一定发生变化,故B错误;做曲线运动的物体处于非平衡状态,合外力不为0,故C错误;做曲线运动的物体所受合力方向与运动方向不在同一直线上,故D错误。
2.选A 在小铁球运动的过程中,墙面上形成了一个竖直向下运动的阴影,阴影的运动与小球在竖直方向的分运动具有相同的运动情况,由于小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,所以阴影做自由落体运动。
3.选B 物体做曲线运动的速度方向为该点处的切线方向,所以为v2的方向。
4.选A 河水流速大小v水= m/s=3 m/s,A正确;小船的静水速度大小v静= m/s=4 m/s,B错误;小船渡河时的合速度大小v==5 m/s,C错误;由于v水<v静,因此适当调整小船的船头方向就可以确保小船沿AB路线渡河,D错误。
5.选A O、M两点之间的水平距离x=v0t=16 m,竖直距离h=gt2=20 m,小球在M点的水平分速度大小为8 m/s,竖直分速度大小vy=gt=20 m/s,故选A。
6.选A 不计空气阻力,篮球只受重力,所以篮球在空中运动的加速度两次一样大,均为重力加速度,故A正确;在两次运动中,篮球被抛出后的运动可以看作平抛运动的逆运动,由于两次篮球垂直撞在竖直篮板上,在竖直方向有h=gt2,可得篮球第一次从抛出到撞篮板在空中运动的时间较长,但是两球的水平位移相同,根据x=vxt,可知篮球第一次撞篮板的速度较小,故B、C错误;根据平行四边形定则知,抛出时的速度v==,第一次的水平初速度小,上升的高度大,则无法比较抛出时的速度大小,故D错误。
7.选B 设斜坡的倾角为θ,则有tan θ=,解得t=,故t与v0成正比,即t∝v0,B正确。
8.选BCD 竖直方向有h=Lsin 30°=gt2,可得小球从A运动到B的时间为t=1 s,水平方向有x=Lcos 30°=vt,可得v=5 m/s,由几何关系可知,小球抛出的初速度大小为v0==5 m/s,故A错误,B、C正确;由逆向思维法可知,若从B点以速度大小v向左水平抛出小球,则小球一定落到斜坡底端A点,故D正确。
9.选BC 乒乓球的运动为平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,故A错误,B正确;乒乓球在网的左侧运动的时间为t1=,乒乓球在网的右侧运动的时间为t2==2t1,可知在网的右侧运动的时间是左侧的2倍,故C正确;设击球点高度为h,则有h-H=g,h=gt2,又t=t1+t2,联立解得h=H,故D错误。
10.
选BD 因为竖直杆Q水平向右做匀速直线运动,则小球P在水平方向的分速度为v0,满足vPcos α=v0,所以小球P也做匀速直线运动,处于平衡状态,则小球P的速度大小为vP=,A、C错误,B正确;对小球P受力分析可知,直杆Q对小球P的推力大小F=mgtan α,D正确。
11.解析:(1)实验前检查斜槽末端是否水平的方法是:将小球放在斜槽的末端,看小球能否静止。
(2)小球释放的初始位置高度要适当,并非越高越好,故A错误;实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直,故B正确;小球在平抛运动时要靠近但不接触木板,故C正确。故选B、C。
(3)斜槽末端是水平的,小球做平抛运动,要分解为水平和竖直方向的分运动,故方格纸应该水平、竖直,坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时在木板上的投影重合。故选C。
答案:(1)将小球放在斜槽的末端,看小球能否静止
(2)BC (3)C
12.解析:(1)平抛运动满足水平方向做匀速直线运动,由题图可知经过相等时间小球在水平方向经过20 cm,所以第4点的水平坐标应为60 cm;平抛运动满足竖直方向做匀加速直线运动,由题图可知经过相等时间小球在竖直方向下落高度增量Δy=10 cm,故第4点的纵坐标为60 cm。
(2)根据Δy=gt2,可得图中相邻两拍摄点之间的时间间隔为t= = s=0.1 s
可得小球平抛的初速度大小为v0== m/s=2 m/s。
(3)水平方向x=v0t,竖直方向y=gt2,
消去t得y=x2,可知斜率k=,
解得v0= m/s。
答案:(1)60 60 (2)2 (3)
13.解析:(1)红蜡块沿水平x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,有x=at2
红蜡块沿竖直y轴方向做匀速直线运动,有y=v0t
整理上面两个式子,轨迹方程为y= 。
(2)红蜡块沿水平x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,有vx=at
红蜡块沿竖直y轴方向做匀速直线运动,有vy=v0
整理上面两个式子,得到v==。
(3)①运动的合成和分解都遵循平行四边形定则;
②合运动与分运动具有等效性;
③合运动与分运动的时间相等。
答案:(1)y= (2) (3)合运动与分运动具有等效性;合运动与分运动的时间相等。
14.解析:假设运动员用速度vmax扣球时,球刚好不会出界,则有h=g,s+L=vmaxt1,解得vmax=(L+s)
用速度vmin扣球时,球刚好不触网,
则有h-H=g,s=vmint2,解得vmin=s
故实际扣球速度应满足s <v< 。
答案:s <v<
15.解析:(1)矿物在倾斜轨道AB上,根据牛顿第二定律有
mgsin θ-μ1mgcos θ=ma1,解得a1=2 m/s2
根据匀变速直线运动规律=2a1L,解得vB=4 m/s。
(2)若传送带静止,矿物在传送带上做匀减速运动,
根据牛顿第二定律有μ2mg=ma2,解得a2=2 m/s2
根据匀变速直线运动规律-=-2a2s,解得vC=2 m/s
根据平抛运动规律h=gt2,x=vCt,,解得x=1 m。
(3)若矿物在传送带上一直做匀加速运动,则离开D点时的速度最大,x最大
根据匀变速直线运动规律有vC'2-=2a2s
解得vC'=2 m/s
所以要使x最大,传送带的速度2 m/s≤v≤6 m/s。
答案:(1)4 m/s (2)1 m (3)2 m/s≤v≤6 m/s
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