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课时跟踪检测(十三) 生活中的抛体运动
1.如图是斜向上抛出的物体的运动轨迹,C点是轨迹最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是(不计空气阻力) ( )
A.物体在C点的速度为零
B.物体在A点的速度与在B点的速度相同
C.物体在A点、B点的水平分速度等于物体在C点的速度
D.物体在A、B两点的竖直分速度相同
2.(2024·江苏高考)喷泉a、b形成如图所示的形状,不计空气阻力,则喷泉a、b ( )
A.加速度相同
B.初速度相同
C.在最高点的速度相同
D.在空中的时间相同
3.掷实心球是某市的中考体育加试项目之一,掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球 ( )
A.上升过程中所受外力与下落过程中实心球所受外力的方向相反
B.出手后到落地前这段时间实心球所受的外力大小、方向恒定不变
C.实心球上升到最高点b时速度为0
D.实心球在出手后到落地前这段时间运动状态是不变的
4.(双选)有一张一个同学正在向篮筐中投篮球的图(如图甲),可以简化为如图乙所示。若图中投球点M与篮筐N在同一水平面上,P为篮球运动的最高点,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.篮球在M点的速度方向与水平方向的夹角大于在N点的速度方向与水平方向的夹角
B.篮球在M点的动能与在N点的动能相等
C.篮球从M点运动到P点的时间与篮球从P点运动到N点的时间相等
D.篮球从M点运动到P点的过程中合外力做功与篮球从P点运动到N点的过程中合外力做功相同
5.(双选)草坪洒水器工作的画面如图所示,若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角θ不变,速率均为v0,在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下,重力加速度为g,下列结论正确的是 ( )
A.水落地前瞬间的速率为v1=v0sin θ
B.水到达最高点时的速率为v2=0
C.水在空中飞行时间为t=
D.水的水平射程为x=
6.农民在水田里把多棵秧苗同时斜向上抛出,秧苗的初速度大小相等,方向不同,θ表示抛出速度方向与水平地面的夹角。不计空气阻力,关于秧苗的运动,正确的说法是 ( )
A.θ越大,秧苗被抛得越远
B.θ不同,抛秧的远近一定不同
C.θ越大,秧苗在空中的时间越长
D.θ越大,秧苗落到地面的速度越大
7.小明在野外发现一只猞猁,它是我国二级保护动物。猞猁的弹跳能力非常惊人,在其跃过间距为5 m的河中两等高木桩时,小明抓拍到了猞猁恰好跳跃到最高点时的照片,如图所示。已知猞猁在最高点的位置到两木桩连线的高度为1 m,不考虑猞猁身长、身高、空气阻力等因素,g取10 m/s2。下列说法中正确的是 ( )
A.猞猁在空中的时间为 s
B.猞猁在最高点的速度大小为5 m/s
C.猞猁从木桩上跳起速度方向与水平方向的夹角的正切值为0.8
D.图中猞猁比较模糊,可能是由于紧张拍摄时相机发生了抖动
8.(双选)运动员在同一位置分别沿与水平地面成30°和60°角的方向踢出一只橄榄球,两次球落在同一地点,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,则橄榄球 ( )
A.两次运动的位移相等
B.沿轨迹①运动的时间长
C.在最高点时沿轨迹②运动的速度小
D.两次的最高点位置不在同一竖直线上
9.(双选)如图所示,甲、乙两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,篮球A以速度v1被斜向上抛出,篮球B以速度v2被竖直向上抛出,当篮球A到达最高点时恰与篮球B相遇。不计空气阻力,篮球A、B的质量相等且均可视为质点,则下列说法错误的是 ( )
A.相遇时篮球A的速度不为零
B.v1<v2
C.相遇时篮球B克服重力做功的功率不一定为零
D.从抛出到相遇的过程中,篮球A克服重力做功的功率等于篮球B克服重力做功的功率
10.(10分)如图,做斜上抛运动的物体到达最高点时,速度v=24 m/s,落地时速度vt=30 m/s,g取10 m/s2。求:
(1)物体抛出时速度的大小和方向;(5分)
(2)物体在空中的飞行时间t。(5分)
11.(16分)中国选手在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中以绝对优势夺得金牌。现将某段比赛过程简化成如图可视为质点小球的运动,小球从倾角为α=30°的斜面顶端O点以v0飞出,已知v0=20 m/s,且与斜面夹角为θ=60°。图中虚线为小球在空中的运动轨迹,且A为轨迹上离斜面最远的点,B为小球在斜面上的落点,C是过A作竖直线与斜面的交点,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2。求:
(1)小球从O运动到A点所用时间t;(4分)
(2)小球离斜面最远的距离L;(6分)
(3)O、C两点间距离x。(6分)
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课时跟踪检测(十三)
1.选C 斜抛运动水平方向是匀速直线运动,竖直方向是竖直上抛运动,故A错误,C正确;物体在A、B两点的竖直分速度方向不同,故B、D错误。
2.选A 不计空气阻力,喷泉喷出的水在空中只受重力,加速度均为重力加速度,故A正确;设喷泉喷出的水竖直方向的分速度为vy,水平方向的分速度为vx,设喷泉最高的高度为h,根据对称性可知在空中运动的时间t=2,可知tb>ta,D错误;在最高点的速度等于水平方向的分速度vx=,由于水平方向的位移大小关系未知,无法判断最高点的速度大小关系,根据速度的合成可知无法判断初速度的大小关系,B、C错误。
3.选B 掷出去的实心球,出手后不再受到推力的作用,若不计空气阻力,只受重力作用,重力方向始终竖直向下,故上升过程中所受外力与下落过程中实心球所受外力的方向相同,都竖直向下,故A错误,B正确;据图可知,实心球上升到最高点b时,球在水平方向上仍有速度,故C错误,实心球在出手后到落地前这段时间运动速度的大小和方向时刻在变化,故运动状态是变化,故D错误。
4.选BC 由题知投球点M与篮筐N在同一水平面上,则根据对称性可知,篮球在M点的速度方向与水平方向的夹角等于在N点的速度方向与水平方向的夹角,A错误;由题知投球点M与篮筐N在同一水平面上,则根据对称性可知,篮球在M点的速度与在N点的速度大小相等,则篮球在M点的动能与在N点的动能相等,B正确;由题知投球点M与篮筐N在同一水平面上,且P点为最高点,则篮球从M点运动到P点的时间与篮球从P点运动到N点的时间相等,C正确;篮球从M点运动到P点的过程中和从P点运动到N点的过程中合外力均为重力,但篮球从M点运动到P点的过程中重力做负功,篮球从P点运动到N点的过程中重力做正功,D错误。
5.选CD 水落地前瞬间的速率仍为v0,A错误;将运动分解到水平方向和竖直方向,由于水平方向做匀速运动,可知水到达最高点时的速率为v2=v0cos θ,B错误;水离开洒水器喷口时的竖直分速度vy=v0sin θ,因此水在空中飞行时间为t==,C正确;水的水平射程为x=v2t=v0cos θ·=,D正确。
6.选C 秧苗被抛出后做斜抛运动,设秧苗的初速度为v0,则水平方向的初速度为vx=v0cos θ,竖直方向的初速度为vy=v0sin θ,θ越大,竖直方向的初速度越大,由v0sin θ=gt1,(v0sin θ)2=2gh1,可知θ越大,竖直向上运动的时间越长,竖直上升高度越大,因此下落的时间也长,所以秧苗在空中的时间越长,故C正确;秧苗被抛的水平距离x=(v0cos θ)t,θ越大,v0cos θ越小,t越大,抛的不一定远,当θ=90°时vcos θ=0,抛出的距离为0,θ不同,抛出的距离可能相同,故A、B错误;由动能定理可知mgh=mv2-m,秧苗落地速度大小与θ大小无关,故D错误。
7.选C 猞猁做斜抛运动,在最高点时的速度为水平方向,从最高点到木桩的过程做平抛运动,竖直方向有h=gt2,解得t== s= s,根据对称性可知,猞猁在空中的时间为t总=2t= s,A错误;猞猁在水平方向做匀速直线运动,其水平速度为vx== m/s= m/s,可知猞猁在最高点的速度大小为 m/s,B错误;猞猁从木桩上跳起的竖直分速度为vy=gt=10× m/s=2 m/s,猞猁从木桩上跳起速度方向与水平方向的夹角的正切值为tan θ===0.8,C正确;图中猞猁比较模糊,是因为拍摄时有一定的曝光时间,运动的猞猁会有一定的拖影,D错误。
8.选AB 位移是从起点到终点的有向线段,所以橄榄球两次运动的位移相等,A正确;橄榄球在竖直方向做竖直上抛运动,上升到最大高度时竖直方向的分速度等于零,橄榄球在最高点之后的过程可看成平抛运动,根据t= 可知,沿轨迹①运动的时间长,B正确;橄榄球在最高点时,其水平位移相等,又知橄榄球沿轨迹①运动的时间长,所以在最高点时沿轨迹①运动的速度小,C错误;因上升和下落两个过程具有时间、速度、位移的对称性,根据对称性可知,两次的最高点位置一定在同一竖直线上,D错误。
9.选BC 将篮球A的运动分解为竖直方向的匀减速直线运动与水平方向的匀速直线运动,相遇时篮球A达到最高点,则其竖直方向的速度为零,水平方向速度不变,合速度不为0,故A正确;设v1与水平方向的夹角为θ,篮球A在竖直方向的分速度为vy=v1sin θ,则相遇时vyt-gt2=v2t-gt2,解得v2=vy=v1sin θ,所以v1>v2,故B错误;相遇时,篮球B的速度为零,则相遇时篮球B克服重力做功的功率一定为零,故C错误;从抛出到相遇的过程中,篮球A和篮球B的运动时间相同,重力做功相同,则篮球A克服重力做功的功率等于篮球B克服重力做功的功率,故D正确。
10.解析:(1)根据斜抛运动的对称性,物体抛出时的速度与落地时的速度大小相等,故v0=vt=30 m/s,
设初速度与水平方向夹角为θ,则cos θ==,
故θ=37°。
(2)竖直方向的初速度为
v0y== m/s=18 m/s
故飞行时间t==2× s=3.6 s。
答案:(1)30 m/s 与水平方向夹角为 37° (2)3.6 s
11.解析:(1)垂直斜面方向v1=v0sin θ,a1=gcos α,t=,解得t=2 s。
(2)垂直斜面方向v1匀减速至0时有L=,代入数据得L=10 m。
(3)解法1:由垂直斜面方向运动对称性可得小球从O到A与A到B所用时间相等,平行斜面方向a2=gsin α,
xOB=v2·2t+a2(2t)2。
小球在水平方向做匀速直线运动,C为OB中点,则x=xOB,
代入数据解得x=40 m。
解法2:小球在水平方向做匀速直线运动
xOA=v0cos(θ-α)t
由几何关系可得x=,解得x=40 m。
答案:(1)2 s (2)10 m (3)40 m
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