内容正文:
1.4研究平抛运动的规律 斜抛运动(选学)
一.选择题
1.(多选)关于平抛运动的性质,以下说法正确的是 ( )
A. 是变加速运动
B. 是匀变速运动
C. 是匀速率曲线运动
D. 不可能是两个匀速直线运动的合运动
2.斜抛运动与平抛运动相比较,下列说法正确的是 ( )
A. 斜抛运动是曲线运动,它的速度方向不断改变,不可能是匀变速运动
B. 都是加速度逐渐增大的曲线运动
C. 平抛运动是速度一直增大的运动,而斜抛运动是速度一直减小的运动
D. 都是任意两段相等时间内的速度变化量大小相等的运动
3.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角α的正切值tan α随时间t变化的图像是 ( )
A B C D
4.(多选)a、b两个物体做平抛运动的轨迹,设它们从同一位置Q点被抛出,初速度分别为va、vb,从抛出至碰到台上的时间分别为ta、tb,则 ( )
A. va>vb
B. va<vb
C. ta>tb
D. ta<tb
5.一位田径运动员在跳远比赛中以10 m/s的速度沿与水平面成30°的角度起跳,在落到沙坑之前(忽略空气阻力),他在空中滞留的时间约为(取 g=10 m/s2) ( )
A. 0.42 s B. 0.83 s
C. 1 s D. 1.5 s
6.一条河宽约6 m,假设有一位运动员要以与水平面成37°的角度斜向上进行“越河之跳”,可使这位运动员越过这条河的初速度的最小值是多少?(忽略空气阻力,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
7.如图所示,将一篮球从地面上方的B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上的A点,不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则下列操作可行的是 ( )
A. 增大抛射角θ,同时减小抛出速度v0
B. 增大抛射角θ,同时增大抛出速度v0
C. 减小抛射角θ,同时增大抛出速度v0
D. 减小抛射角θ,同时减小抛出速度v0
8.某同学前后两次从同一位置水平投出飞镖1和飞镖2到靶盘上,飞镖落到靶盘上的位置如图所示,忽略空气阻力,则两支飞镖在飞行过程中 ( )
A. 加速度:a1>a2
B. 飞行时间:t1<t2
C. 初速度:v1=v2
D. 角度:θ1=θ2
9.某工厂为了落实节能减排政策,水平的排水管道满管径工作,如图所示,减排前后,落水点距出水口的水平距离分别为x0、x1,忽略空气阻力,则减排前、后单位时间内的排水量的比值为 ( )
A. B.
C. D.
二.非选择题
10.假设一小球在离地20 m处被水平抛出,小球在空中沿水平方向运动20 m后,落到水平地面上。不计空气阻力的作用,取g=10 m/s2,求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球被抛出时的速度大小;
(3)小球落地时的速度大小。
11.“跳一跳”小游戏模拟了斜抛运动。玩家通过按压屏幕时间的长短控制棋子跳动的水平距离。如图所示,某次游戏中,棋子从正方体平台A上表面中心跳向正方体平台B,初速度方向在过平台A、B中心的竖直面内。平台的边长和平台间的距离均为L,空气阻力不计,棋子的大小忽略不计,重力加速度为g(斜抛运动的轨迹关于通过最高点的竖直线对称)。
(1)若某次游戏中棋子上升的最大高度为H,求棋子从最高点落到平台B上表面中心的时间;
(2)求在(1)情形下,棋子落到平台B上表面中心的速度与水平方向夹角θ的正切值;
(3)保持棋子初速度与水平方向夹角θ不变,为使棋子能落在平台B上,求棋子初速度大小的取值范围(θ为已知量)。
12.质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力)。今测得当飞机在水平方向的位移为l时,它上升的高度为h,l与h的关系如图所示(重力加速度为g)。求:
(1)飞机受到的升力大小;
(2)在高度h处飞机的速度大小。
1.4研究平抛运动的规律 斜抛运动(选学)
一.选择题
1.BD 解析:平抛运动是初速度沿水平方向且只在重力作用下所做的运动,所以是加速度恒为g的匀变速运动,A、C错误,B正确;平抛运动可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,D正确。
2.D 解析:斜抛运动和平抛运动都是只受重力作用、加速度恒为g的匀变速曲线运动,A、B错误;斜抛运动的速度是增大还是减小,要看初速度与重力的夹角,若成锐角,则速度增大,若成钝角,则速度先减小后增大,C错误;由Δv=gΔt知,D正确。
3.B 解析:平抛运动在水平方向上的分速度不变且为v0,在竖直方向上的分速度为vy=gt,tan α==,g与v0为定值,所以tan α与t成正比,故B项正确。
4.AD 解析:由题图知,hb>ha,因为h=gt2,所以ta<tb,又因为x=v0t,且xa>xb,所以va>vb,故A、D两项正确。
5.C 解析:起跳时,竖直方向上的分速度v0y=v0sin 30°=10× m/s=5 m/s,所以该运动员在空中滞留的时间 t== s=1 s,故C正确。
6.解析:设该运动员越过河的最小初速度为v0,其水平分速度v0x=v0cos 37°
则水平位移x=v0xt
竖直分速度v0y=v0sin 37°
运动时间t=2
联立并代入数据得v0= m/s。
答案: m/s
7.A 解析:篮球垂直击中A点,其逆过程是平抛运动,平抛的水平速度越大,抛出后落地速度越大,落地速度与水平面的夹角越小,落地时的水平位移越大。若水平速度减小,则落地速度变小,落地速度与水平面的夹角变大,落地时的水平位移变小,因此斜向上抛出篮球时,若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,则只有增大抛射角,同时减小抛出速度,篮球才能仍垂直打到篮板上的A点,故A正确,B、C、D错误。
8.B 解析:忽略空气阻力,两支飞镖都只受重力,加速度都为g,则a1=a2,故选项A错误;飞镖1下落的高度小,根据h=gt2,t=,知t1<t2,故选项B正确;由于水平位移相等,根据x=v0t,知v1>v2,故选项C错误;根据tan θ=,由于v1y<v2y,v1>v2,则tan θ1>tan θ2,所以θ1>θ2,故选项D错误。
9.A 解析:设排水口到落点的竖直高度为h,水下落的时间为t,减排前、后水排出时的速度分别为v0和v1,则竖直方向有h=gt2,可得t=,水平方向有x0=v0t,x1=v1t;设排水管的横截面积为S,则减排前、后单位时间t0内的排水量分别为V0=Sv0t0,V1=Sv1t0,则===,故A正确,B、C、D错误。
二.非选择题
10.
解析:(1)设小球做平抛运动的时间为t,沿竖直方向有h=gt2
解得t==2 s。
(2)设小球做平抛运动的初速度为v0,沿水平方向有
x=v0t
解得v0=10 m/s。
(3)小球落地时竖直方向的速度大小
vy=gt=20 m/s
小球落地时的速度大小为
v==10 m/s。
答案:(1)2 s (2)10 m/s (3)10 m/s
11.
解析:(1)棋子从最高点落到平台B上表面中心的运动可视为平抛运动,则运动的时间t=。
(2)棋子落到平台B上表面中心时的竖直分速度
vy=
水平分速度vx===L
则速度与水平方向夹角的正切值
tan θ==。
(3)若棋子落到平台B的左边缘,则水平方向有
v1 cos θ·t1=1.5L
竖直方向有t1=
解得v1=
若棋子落到平台B的右边缘,则水平方向有
v2 cos θ·t2=2.5L
竖直方向有t2=
解得v2=
则棋子初速度大小的范围为
≤v≤。
答案:(1) (2) (3)≤v≤
12.
解析:(1)飞机水平速度不变,则l=v0t
竖直方向加速度恒定,有h=
联立解得a=
由牛顿第二定律知F-mg=ma
解得F=mg+ma=mg。
(2)在高度h处,飞机竖直方向的速度
vy=at=
则速度大小v==v0。
答案:(1)mg (2)v0
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