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课时跟踪检测(三) 研究平抛运动的规律
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1.(多选)物体在做平抛运动的过程中,下列哪些量是不变的 ( )
A.物体运动的加速度
B.物体沿水平方向运动的分速度
C.物体沿竖直方向运动的分速度
D.物体运动的位移方向
2.(多选)如图所示,节水灌溉中的喷嘴距地面高0.45 m,假定从喷嘴水平喷出的水做平抛运动,喷灌半径为3 m,不计空气阻力,g取10 m/s2,则 ( )
A.水从喷嘴喷出至落地的位移为3 m
B.水从喷嘴喷出至地面的时间为0.3 s
C.水从喷嘴喷出落地时的速度大小为10 m/s
D.水从喷嘴喷出的速度大小为10 m/s
3.如图,某公园有喷水装置,若水从小鱼模型口中水平喷出,忽略空气阻力及水之间的相互作用,则 ( )
A.喷水口高度一定,喷水速度越大,水从喷出到落入池中的时间越长
B.喷水口高度一定,喷水速度越大,水从喷出到落入池中的时间越短
C.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远
D.喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越近
4.一个晴朗无风的冬日,滑雪运动员从雪坡上以v0的水平速度滑出,落在雪坡下面的水平面上,运动员在空中保持姿势不变。当v0增大时 ( )
A.落地时间增大
B.飞出的水平距离增大
C.落地时速度减小
D.落地时速度方向不变
5.(多选)如图所示,小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力,则 ( )
A.A和B的位移大小相等
B.A的运动时间是B的2倍
C.A的初速度是B的
D.A的末速度比B的大
6.一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型,以水平速度v1从O点抛出小球,小球正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,洞口处于斜面上的P点,O、P的连线正好与斜面垂直;当以水平速度v2从O点抛出小球时,小球正好与斜面在Q点垂直相碰。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是 ( )
A.小球落在P点的时间是
B.Q点在P点的下方
C.v1>v2
D.小球落在P点所用的时间与落在Q点所用的时间之比是
7.(2025·绵阳高一期中)如图,两个完全相同的小球M、N(均看作质点)通过长为1.2 m且不可伸长的细线连接,将两球从同一位置,分别以vM=2 m/s、vN=1 m/s 的初速度向左、右同时水平抛出,一段时间后,细线首次绷紧。不计空气阻力,重力加速度大小为10 m/s2,下列说法正确的是 ( )
A.小球M、N水平抛出后,经过0.3 s,细线首次绷紧
B.细线首次绷紧前瞬间,小球M、N之间的距离为1.5 m
C.细线首次绷紧前瞬间,小球N下降的竖直距离为1.8 m
D.细线首次绷紧前瞬间,小球M的速度大小为2 m/s
8.(2025·内江高一期末)如图所示为足球发球机在球门正前方的A、B两个相同高度的位置发射同一足球的示意图,两次足球都水平击中球门横梁上的同一点,不计空气阻力。下列说法正确的是 ( )
A.两次击中横梁的速度相同
B.从A位置发射的足球在空中的运动时间长
C.足球两次运动的速度变化量相同
D.从B位置发射的足球初速度较大
9.有一台阶,如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m,一小球以水平速度v飞出,g取10 m/s2,欲落在第四级台阶上,则v的取值范围是 ( )
A. m/s<v≤2 m/s
B.2 m/s<v≤3.5 m/s
C. m/s<v< m/s
D.2 m/s<v<2 m/s
10.(14分)(2024·北京高考)如图所示,水平放置的排水管满口排水,管口的横截面积为S,管口离水池水面的高度为h,水在水池中的落点与管口的水平距离为d。假定水在空中做平抛运动,已知重力加速度为g,h远大于管口内径。求:
(1)水从管口到水面的运动时间t;(4分)
(2)水从管口排出时的速度大小v0;(4分)
(3)管口单位时间内流出水的体积Q。(6分)
11.(16分)(2025年1月·八省联考四川卷)某同学借助安装在高处的篮球发球机练习原地竖直起跳接球。该同学站在水平地面上,与出球口的水平距离为l=2.5 m,举手时手掌距地面最大高度为h0=2.0 m。发球机出球口以速度v0=5 m/s沿水平方向发球,从篮球发出到该同学起跳离地,耗时t0=0.2 s,该同学跳至最高点伸直手臂恰能在头顶正上方接住篮球。重力加速度g大小取10 m/s2。求:
(1)t0时间内篮球的位移大小;(8分)
(2)出球口距地面的高度。(8分)
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课时跟踪检测(三)
1.选AB 做平抛运动的物体,只受重力作用,所以运动过程中的加速度始终为g,A正确;水平方向不受力,做匀速直线运动,速度不变,所以B正确;竖直方向做自由落体运动,即v=gt,速度均匀增加,C错误;位移方向时刻变化,故D错误。
2.选BD 喷嘴距地面高0.45 m,喷灌半径为3 m,则水的位移大于3 m,故A错误;根据h=gt2,得:t= = s=0.3 s ,故B正确;水从喷嘴喷出的速率为v0== m/s=10 m/s,水从喷嘴喷出在竖直方向上做加速运动,速度增大,则落地的速度大于10 m/s,故C错误,D正确。
3.选C 据题可将水的运动看作平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,则有:竖直方向h=gt2,t= ,可知水从喷出到落入池中的时间由喷水口高度决定,与喷水速度无关,所以喷水口高度一定,运动时间一定,故A、B错误;水平方向有:x=v0t=v0 ,则知喷水口高度一定,喷水速度越大,水喷得越远,故C正确,D错误。
4.选B 设运动员下落的高度为h,根据位移时间关系可得h=gt2,解得t= ,可知落地时间与初速度v0无关,故落地时间不变,A错误;根据x=v0t可知,t不变,当v0增大时飞出的水平距离增大,故B正确;落地时速度v==,g、h不变,故当v0增大时落地时的速度增大,C错误;设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ,根据速度的合成与分解可得tan θ==,g、t不变,当v0增大时,θ减小,故D错误。
5.选AD 由题意可知,落地后,小球A的位移的大小为sA== =l,小球B的位移的大小为sB===l,显然小球A、B的位移大小相等,A正确;小球A的运动时间为tA= = ,小球B的运动时间为tB= = ,则tA∶tB=∶1,B错误;小球A的初速度为vxA=== ,小球B的初速度为vxB===,则vxA∶vxB=1∶2,C错误;落地瞬间,小球A竖直方向的速度为vyA=,小球B竖直方向的速度为vyB=,则落地瞬间小球A的速度为vA== ,小球B的速度为vB==,显然vA>vB,D正确。
6.选D 以水平速度v1从O点抛出小球,小球正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,此时位移垂直于斜面,根据几何知识知tan θ==,所以t1=,故A错误;当以水平速度v2从O点抛出小球时,小球正好与斜面在Q点垂直相碰,此时速度与斜面垂直,根据几何知识知tan θ=,所以t2=,根据速度偏角的正切值等于位移偏角正切值的2倍,知Q点在P点的上方,t2<t1,水平位移x2>x1,所以v2>v1,故B、C错误;小球落在P点所用的时间与落在Q点所用的时间之比=,故D正确。
7.选D 水平方向上,两球均做匀速直线运动,L=t,解得t=0.4 s,竖直方向上,两球均做自由落体运动,两球始终在同一高度,所以细线恰好绷紧前瞬间,小球M、N之间的距离为1.2 m,A、B错误;根据h=gt2,解得h=0.8 m,C错误;细线首次绷紧前瞬间,小球M的速度大小为v=,解得v=2 m/s,D正确。
8.选C 将足球发射到水平击中球门横梁的过程,看成逆向的平抛运动,根据平抛运动规律有h=gt2,x=vxt,解得vx=x,由于两次的水平位移不相等,高度相等,所以两次的水平分速度不相等,即两次击中横梁的速度不相同,故A错误;根据h=gt2,由于两次足球在空中的高度相等,所以两次足球在空中的运动时间相等,故B错误;根据Δv=gt,由于两次足球在空中的运动时间相等,则足球两次运动的速度变化量相同,故C正确;足球发射的初速度大小为v=,由于两次高度相等,所以两次足球发射的初速度竖直分量相等,由于从B位置发射的足球水平位移较小,则从B位置发射的足球水平分速度较小,从B位置发射的足球初速度较小,故D错误。
9.选A 根据平抛运动规律有:x=vt,y=gt2,根据几何关系有:vt=gt2,得v=gt,如果落到第四级台阶上有:3×0.4 m<gt2≤4×0.4 m,代入v=gt,得 m/s<v≤2 m/s,A正确。
10.解析:(1)水在空中做平抛运动,由平抛运动规律得,竖直方向h=gt2,解得水从管口到水面的运动时间t= 。
(2)由平抛运动规律得,水平方向d=v0t
解得水从管口排出时的速度大小v0=d 。
(3)管口单位时间内流出水的体积Q=Sv0=Sd 。
答案:(1) (2)d (3)Sd
11.解析:(1)篮球发出后在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,在t0时间内的水平位移大小为
x=v0t0=5×0.2 m=1 m
竖直位移大小为h=g=×10×0.22 m=0.2 m
所以t0时间内篮球的位移大小为x0== m。
(2)篮球从发出到被接住经历的时间为t== s=0.5 s
所以该同学从起跳离地到接住篮球经历的时间为t1=t-t0=0.3 s
该同学起跳离地后上升的高度为
h1=g=×10×0.32 m=0.45 m
整个过程篮球下降的高度为h2=gt2=×10×0.52 m=1.25 m
所以出球口距地面的高度为H=h0+h1+h2=3.7 m。
答案:(1) m (2)3.7 m
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