内容正文:
专题六 抛体运动
知识点1 曲线运动
1.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线上该点的切线方向。
2.运动性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻改变,故曲线运动一定是变速运动,即一定具有加速度。
3.曲线运动的条件:
(1)运动学角度:物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上。
(2)动力学角度:物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上。
知识点2 运动的合成与分解
1、合运动与分运动:物体实际发生的运动是合运动,物体参与的几个运动是分运动。
2、合运动与分运动的关系:
(1)等时性:合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时停止。
(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动相互独立,不受其他运动的影响。
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的运动效果。
(4)同体性:合运动和它的分运动必须对应同一个物体的运动,一个物体的合运动不能分解为另一个物体的分运动。
3、遵循的法则:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
(1)如果各分运动在同一直线上,需选取正方向,与正方向同向的量取“+”号,与正方向反向的量“—”号,从而将矢量运算简化为代数运算。
(2)两分运动不在同一直线上,按照平行四边形定则进行合成。
知识点3 抛体运动
1.平抛运动
(1)定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下的运动。
(2)性质:平抛运动是加速度为的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
(3)研究方法:运动的合成与分解。
(4)位移关系:
水平方向: 大小:
竖直方向: 方向:
②速度关系。
水平方向: 大小:
竖直方向: 方向:
水平方向:匀速直线运动;竖直方向:自由落体运动。
2、斜抛运动
(1)定义:将物体以初速度沿斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动。
(2)研究方法:斜抛运动可以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。
①水平方向:。②竖直方向:
1、 曲线运动
1.(2026·浙江杭州·二模)如图为“正义使命-2025”军事演习中导弹发射的情景,则( )
A.研究导弹的飞行轨迹时可将导弹视为质点
B.飞行的导弹只受重力作用
C.导弹斜向上加速时处于失重状态
D.导弹的运动一定是匀变速曲线运动
2.(25-26高一下·海南儋州·期中)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知质点从A经过B运动到E,在最高点B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.从A点到B点,质点做加速运动
B.从C点到D点,质点做减速运动
C.从A点到D点,加速度与速度的夹角一直减小
D.从D点到E点,加速度与速度的夹角一直增大
3.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)一辆汽车在水平公路上转弯,沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶,汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一下·广东韶关·期中)羽毛球休闲活动成为我校社团活动及课外活动特色。如图所示是打出的羽毛球在空中飞行时,同一底片上多次曝光得到的照片,图中能合理表示羽毛球瞬时速度方向的是( )
A.① B.② C.③ D.④
5.(2026·海南·模拟预测)如图所示,小鱼跃出水面后,在空中沿曲线从M运动到N。已知空气阻力沿轨迹切线方向,③为竖直方向,则小鱼在图示位置所受合力F的示意图可能正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2、 运动的合成与分解
1.(2026·河北·三模)某次无人机表演时,某架无人机竖直向上做匀速直线运动的同时,水平方向上运动的速度—时间()图像如图所示,水平向右为正方向。以水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向,无人机的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026·河北保定·三模)2026年春节期间,无人机表演在我国多地成为文旅新亮点,济南、重庆等地举办了万架规模的表演,图甲、乙、丙所示,为某无人机高空表演过程中一段时间内的位置坐标图像,其中甲(图线与横轴相切)、丙为抛物线,乙为直线,z轴正方向竖直向上,x、y轴在某一水平面内相互垂直,关于无人机在这段时间内的运动,下列说法正确的是( )
A.无人机初速度为零
B.无人机加速度沿竖直方向
C.无人机运动轨迹不可能在同一平面内
D.无人机在空中运动的轨迹一定为一条抛物线
3.(2026·山东潍坊·二模)平抛运动的物理现实是唯一的,但数学描述是多元的。如图甲所示,物体以初速度水平向右抛出,以抛出点O为坐标原点,以与水平偏下角的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系,从抛出时开始计时,获得x、y方向的速度—时间图像分别如图乙、丙所示。已知g取,则( )
A.物体抛出时的初速度大小为
B.夹角的正切值为
C.时,物体水平方向的速度大小为
D.y方向的加速度大小为
4.(多选)(河北衡水中学2025届高三年级上学期检测三(物理))一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.前2s内物体做匀变速曲线运动
B.物体的初速度为8m/s
C.1.25s末物体的速度大小为5m/s
D.前2s内物体所受的合外力为16N
5.(多选)(2026·广西柳州·三模)如图所示,轻绳一端系一金属环a,另一端绕过定滑轮悬挂一重物b。环a套在固定的竖直光滑直杆上,OP与直杆之间的夹角为 ,将a、b由静止释放,在环a加速上升的过程中( )
A.a、b组成的系统动量守恒 B.a、b组成的系统机械能守恒
C.a、b的速度大小满足 D.a、b的速度大小满足
3、 平抛运动
1.(2026·河北·模拟预测)某同学发现水从水平放置的水管竖直向下稳定流出后,空中的水柱从上往下越来越细。忽略空气阻力,在空中水柱稳定后,离管口高度为处和处的水柱的横截面面积之比为( )
A. B. C. D.
2(2026·浙江绍兴·三模)在开口的塑料瓶壁上,从上到下依次打下1、2两个小孔。盛水后,水会从小孔喷出。则下面四种图示情形中,不可能的是( )
A. B. C. D.
3.(2026·四川泸州·一模)如图所示,运动员正前方有一固定的竖直障碍板,板上开有一下端距地面高为,高为的矩形孔。运动员将飞镖从高为处垂直向障碍板方向以速度水平射出,重力加速度为,且。运动员可前后调整位置,使命中地面位置与障碍板的水平距离最大,则最大距离为( )
A. B. C. D.
4.(2026·浙江绍兴·二模)在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为,如图所示。不计空气阻力,炸弹竖直下落距离与水平方向通过距离之比为( )
A. B. C. D.
5.(2026·湖南·模拟预测)如图所示,两把手枪在同一位置先后沿水平方向射出一颗子弹两子弹质量不同,打在远处的同一个靶上。A为甲枪子弹留下的弹孔,B为乙枪子弹留下的弹孔,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A.两颗子弹在空中运动时动量变化率相等
B.甲枪射出的子弹初速度较大
C.两颗子弹从射出至打到靶上的时间一样长
D.两颗子弹均在空中做变加速曲线运动
6.(2026·湖南岳阳·三模)如图所示,人形机器人做抛球游戏,若抛出的球做平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.球在空中运动的速度方向一定是变化的
B.球落地时的水平位移与初速度无关
C.球在空中运动的加速度大小一定是变化的
D.球在空中运动时处于超重状态
四、斜抛运动
1.(2026·江苏扬州·模拟预测)在地球表面将一个小球以初速度、与水平方向成角斜向上抛出,忽略空气阻力。在月球上以同样的方式抛出,与地球上相比( )
A.运动的最大高度小 B.水平射程短
C.经最高点时重力的功率相等 D.小球的运动轨迹均与质量有关
2.(2026·湖南长沙·二模)将两小球A、B从水平地面同一地点斜向上抛出,抛出时两球速度大小相等,方向与水平方向夹角,不同,两球再落到水平地面时与抛出点相距均为,已知重力加速度为,不计阻力,则以下说法正确的是( )
A.两小球在空中运动时单位时间速度的变化量不相同
B.两小球在空中运动时间相同
C.A球落地时的速度大小满足
D.,两角互余
3.(2026·浙江绍兴·二模)如图所示,质量为的足球从水平地面的位置1被踢出,经过高度为的最高位置2,最后落在水平地面的位置3。足球被踢出时速度大小为,方向与水平地面成角,到达位置3时速度方向与水平地面成角。已知足球在空中运动时所受空气阻力的大小与速度成正比,方向与速度方向相反,即,且,则足球( )
A.在位置2处的动能为
B.在位置2处的机械能为
C.整个运动过程中的位移大小为
D.在2到3过程中克服空气阻力做功为
4.(2026·福建泉州·模拟预测)如图所示,一同学在操场练习定点投篮,他将篮球以与水平方向成夹角的初速度v从离地处投出,篮球从篮筐上方斜向下直接从篮筐的中心点无碰撞进入篮筐。篮球从投出到进入篮筐的过程中,上升时间与下降时间之比为,篮筐距离地面的高度为,篮球抛出点到篮筐中心的水平距离。重力加速度g取,忽略空气阻力及篮球大小,则( )
A., B.,
C., D.,
5.(2026·浙江金华·二模)训练宇航员需要模拟完全失重的环境,飞机在电脑控制下按抛物线规律运动就能实现这一需求。如图所示,某次低空模拟飞行(重力加速度可视为),飞机在速率为,方向与水平方向成角时进入失重状态试验,下落的速率为时退出试验,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.飞机只有在经过最高点后才能模拟出完全失重环境
B.本次飞行模拟完全失重的时间为10 s
C.若仅增大飞机与水平方向的夹角,本次试验模拟时间可以变长
D.飞机在竖直平面内做加速度大小等于的匀速圆周运动也能满足试验要求
6.(2026·河北邯郸·三模)如图是小张同学在某次运动会中投掷铅球的示意图,已知铅球离开手时的初速度为,距地面的高度为,通过合理调整铅球的初速度与水平方向的夹角,可以使得铅球的水平位移最大,则水平位移最大为( )
A. B.4h C. D.
一、曲线运动
1.(2023年高考辽宁卷物理真题)某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2024年高考6月浙江卷物理真题)如图为水流导光实验,出水口受激光照射,下面桶中的水被照亮,则( )
A.激光在水和空气中速度相同
B.激光在水流中有全反射现象
C.水在空中做匀速率曲线运动
D.水在水平方向做匀加速运动
2、 运动的合成与分解
3.(2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题)如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
4.(2025年高考湖南卷物理真题)如图,物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面,物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、、表示。物块向上运动过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2023年高考江苏卷物理真题)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
6.(多选)(2024年安徽卷物理试题(第13、14、15题))一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图(1)所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图(2)所示。已知物块的质量为1.2kg,重力加速度g取,不计空气阻力。则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的y坐标值为2.5m
C.时,物块的加速度大小为
D.时,物块的速度大小为
7.(多选)(2024年高考江西卷物理真题(第1,3,4,5,15题))一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
三、平抛运动
8.(2026年高考江苏卷物理高考真题(网络收集版))如图所示,小明跳起从同一高度将排球水平击出三次,排球分别落于a、b、c三点,不计空气阻力,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.排球的飞行时间满足ta > tb > tc
B.排球的飞行时间满足ta < tb < tc
C.排球的初速度满足va < vb < vc
D.排球的初速度满足va = vb = vc
9.(2026年高考河南卷物理高考真题(网络收集版))如图1,网球运动员将球沿水平方向击出,球运动轨迹所在平面与球网面的夹角为,球恰好擦过球网上沿的点,图2为球运动轨迹在球网所在平面的投影,轨迹投影在点的切线与球网上沿的夹角为。已知击出时球的速度大小为,,重力加速度大小取,不计阻力,则击球点到球网面的距离为( )
A.4 m B.6 m C.8 m D.10 m
10.(2025年高考江西卷物理真题)如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A. B. C. D.
11.(2025年高考浙江卷(6月)物理真题)如图所示,在水平桌面上放置一斜面,在桌边水平放置一块高度可调的木板。让钢球从斜面上同一位置静止滚下,越过桌边后做平抛运动。当木板离桌面的竖直距离为h时,钢球在木板上的落点离桌边的水平距离为x,则( )
A.钢球平抛初速度为 B.钢球在空中飞行时间为
C.增大h,钢球撞击木板的速度方向不变 D.减小h,钢球落点离桌边的水平距离不变
12.(2025年高考云南物理真题)如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A.两颗鸟食同时抛出 B.在N点接到的鸟食后抛出
C.两颗鸟食平抛的初速度相同 D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
13.(2024年高考海南卷物理真题)在跨越河流表演中,一人骑车以25m/s的速度水平冲出平台,恰好跨过河流落在河对岸平台上,已知河流宽度25m,不计空气阻力,取,则两平台的高度差h为( )
A.0.5m B.5m C.10m D.20m
14.(2024年1月浙江省普通高校招生选考物理试题)如图所示,小明取山泉水时发现水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍,在地面上平移水桶,水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为h,直径为D,则水离开出水口的速度大小为( )
A. B.
C. D.
15.(2024年高考北京卷物理真题)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;
(2)水从管口排出时的速度大小;
(3)管口单位时间内流出水的体积Q。
四、斜抛运动
16.(2025年高考湖北卷物理真题T5--7变式题)某网球运动员两次击球时,击球点离网的水平距离均为L,离地高度分别为、L,网球离开球拍瞬间的速度大小相等,方向分别斜向上、斜向下,且与水平方向夹角均为θ。击球后网球均刚好直接掠过球网,运动轨迹平面与球网垂直,忽略空气阻力,tanθ的值为( )
A. B. C. D.
17.(2024年高考江苏卷物理真题)某广场喷泉喷出的两水柱如图中a、b所示。不计空气阻力,a、b中的水( )
A.加速度相同
B.喷出时的初速度相同
C.在最高点的速度相同
D.在空中的运动时间相同
18.(2023年高考湖南省物理真题)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为,且轨迹交于点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B.谷粒2在最高点的速度小于
C.两谷粒从到的运动时间相等 D.两谷粒从到的平均速度相等
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专题六 抛体运动
知识点1 曲线运动
1.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线上该点的切线方向。
2.运动性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻改变,故曲线运动一定是变速运动,即一定具有加速度。
3.曲线运动的条件:
(1)运动学角度:物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上。
(2)动力学角度:物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上。
知识点2 运动的合成与分解
1、合运动与分运动:物体实际发生的运动是合运动,物体参与的几个运动是分运动。
2、合运动与分运动的关系:
(1)等时性:合运动和分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时停止。
(2)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各分运动相互独立,不受其他运动的影响。
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的运动效果。
(4)同体性:合运动和它的分运动必须对应同一个物体的运动,一个物体的合运动不能分解为另一个物体的分运动。
3、遵循的法则:位移、速度、加速度都是矢量,故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。
(1)如果各分运动在同一直线上,需选取正方向,与正方向同向的量取“+”号,与正方向反向的量“—”号,从而将矢量运算简化为代数运算。
(2)两分运动不在同一直线上,按照平行四边形定则进行合成。
知识点3 抛体运动
1.平抛运动
(1)定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在重力作用下的运动。
(2)性质:平抛运动是加速度为的匀变速曲线运动,运动轨迹是抛物线。
(3)研究方法:运动的合成与分解。
(4)位移关系:
水平方向: 大小:
竖直方向: 方向:
②速度关系。
水平方向: 大小:
竖直方向: 方向:
水平方向:匀速直线运动;竖直方向:自由落体运动。
2、斜抛运动
(1)定义:将物体以初速度沿斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动。
(2)研究方法:斜抛运动可以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。
①水平方向:。②竖直方向:
1、 曲线运动
1.(2026·浙江杭州·二模)如图为“正义使命-2025”军事演习中导弹发射的情景,则( )
A.研究导弹的飞行轨迹时可将导弹视为质点
B.飞行的导弹只受重力作用
C.导弹斜向上加速时处于失重状态
D.导弹的运动一定是匀变速曲线运动
【答案】A
【详解】A.在研究导弹飞行轨迹时,导弹的大小和形状对研究问题没有影响,可以看作质点,故A正确;
B.飞行的导弹除受重力作用外,还受到阻力作用,故B错误;
C.导弹斜向上加速时,竖直方向有向上的加速度,所以处于超重状态,故C错误;
D.飞行的导弹受重力和阻力作用,合外力不断变化,加速度不断变化,所以不是做匀变速曲线运动,故D错误。
故选A。
2.(25-26高一下·海南儋州·期中)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知质点从A经过B运动到E,在最高点B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.从A点到B点,质点做加速运动
B.从C点到D点,质点做减速运动
C.从A点到D点,加速度与速度的夹角一直减小
D.从D点到E点,加速度与速度的夹角一直增大
【答案】C
【详解】 A.质点做匀变速曲线运动,在最高点点时的速度与加速度相互垂直,可知加速度方向竖直向下。从点到点,速度方向斜向右上方,加速度方向竖直向下,两者夹角大于,合外力做负功,质点做减速运动,故A错误;
B.从点到点,速度方向斜向右下方,加速度方向竖直向下,两者夹角小于,合外力做正功,质点做加速运动,故B错误;
C.从点到点,速度方向由斜向右上方逐渐变为斜向右下方,加速度方向始终竖直向下,加速度与速度的夹角由钝角变为直角再变为锐角,且锐角逐渐减小,即夹角一直减小,故C正确;
D.从点到点,速度方向继续向下偏转,越来越接近竖直方向,加速度与速度的夹角继续减小,故D错误。
故选C。
3.(2026·重庆沙坪坝·模拟预测)一辆汽车在水平公路上转弯,沿圆弧从 M 点向 N 点减速行驶,汽车转弯时所受合外力 F 的方向可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】曲线运动的合力方向一定指向轨迹的凹侧,汽车沿圆弧从M向N行驶,轨迹凹侧在左侧,汽车减速行驶,说明合外力对汽车做负功,合外力与速度方向的夹角为钝角。
故选B 。
4.(25-26高一下·广东韶关·期中)羽毛球休闲活动成为我校社团活动及课外活动特色。如图所示是打出的羽毛球在空中飞行时,同一底片上多次曝光得到的照片,图中能合理表示羽毛球瞬时速度方向的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】羽毛球做曲线运动,速度的方向沿轨迹的切线方向,则图中④能合理表示羽毛球瞬时速度方向。
故选D。
5.(2026·海南·模拟预测)如图所示,小鱼跃出水面后,在空中沿曲线从M运动到N。已知空气阻力沿轨迹切线方向,③为竖直方向,则小鱼在图示位置所受合力F的示意图可能正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【详解】运动中小鱼受重力和沿轨迹切线方向的空气阻力作用,它们的合力斜向左下方且指向轨迹的凹侧
故选B。
2、 运动的合成与分解
1.(2026·河北·三模)某次无人机表演时,某架无人机竖直向上做匀速直线运动的同时,水平方向上运动的速度—时间()图像如图所示,水平向右为正方向。以水平向右为轴正方向、竖直向上为轴正方向,无人机的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可得无人机的加速度方向水平向右,因为无人机做曲线运动,所以加速度方向指向凹侧,D选项图像满足分析。
故选D。
2.(2026·河北保定·三模)2026年春节期间,无人机表演在我国多地成为文旅新亮点,济南、重庆等地举办了万架规模的表演,图甲、乙、丙所示,为某无人机高空表演过程中一段时间内的位置坐标图像,其中甲(图线与横轴相切)、丙为抛物线,乙为直线,z轴正方向竖直向上,x、y轴在某一水平面内相互垂直,关于无人机在这段时间内的运动,下列说法正确的是( )
A.无人机初速度为零
B.无人机加速度沿竖直方向
C.无人机运动轨迹不可能在同一平面内
D.无人机在空中运动的轨迹一定为一条抛物线
【答案】D
【详解】图甲x-t图线与横轴相切,说明t=0时x方向的速度vx0=0;且图线为曲线,说明x方向有加速度且恒定。图乙y-t图像为直线,表示y方向为匀速直线运动,即vy恒定,加速度ay=0。图丙z-t图像为抛物线,表示z方向为匀变速直线运动,加速度az恒定;且图线斜率逐渐减小,说明加速度方向与速度方向相反。
A .t=0时,vx0=0,但y、z方向均有速度,根据速度的合成可知合初速度不为零,故A错误;
B .y方向加速度ay=0,x方向有加速度ax,z方向有加速度az,合加速度为ax与az的矢量和,不在竖直方向,故B错误;
C.合初速度方向在y-z平面内,合加速度方向在x-z平面内,初速度与加速度不共线,但都在由x、y、z轴确定的同一个平面内,所以轨迹可以在同一平面内,故C错误;
D.由上分析可知合加速度恒定,合初速度不为零且与合加速度不共线,所以无人机做匀变速曲线运动,轨迹为抛物线,故D正确。
故选D。
3.(2026·山东潍坊·二模)平抛运动的物理现实是唯一的,但数学描述是多元的。如图甲所示,物体以初速度水平向右抛出,以抛出点O为坐标原点,以与水平偏下角的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系,从抛出时开始计时,获得x、y方向的速度—时间图像分别如图乙、丙所示。已知g取,则( )
A.物体抛出时的初速度大小为
B.夹角的正切值为
C.时,物体水平方向的速度大小为
D.y方向的加速度大小为
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,
则物体抛出时的初速度大小为
夹角的正切值为,故AB错误;
C.由于物体做平抛运动,则水平方向做匀速直线运动,所以时,物体水平方向的速度大小为,故C正确;
D.由速度—时间图像的斜率表示加速度可知y方向的加速度大小为,故D错误。
故选C。
4.(多选)(河北衡水中学2025届高三年级上学期检测三(物理))一质量为2kg的物体在如图甲所示的平面内运动,在x轴方向上的速度—时间图像和在y轴方向上的位移—时间图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.前2s内物体做匀变速曲线运动
B.物体的初速度为8m/s
C.1.25s末物体的速度大小为5m/s
D.前2s内物体所受的合外力为16N
【答案】AC
【详解】A.由图像可知,前内,物体沿x轴做匀减速运动,沿y轴做匀速运动,因此前内物体做匀变速曲线运动,故A正确;
B.物体沿x轴方向的初速度为,沿y轴方向的速度为
因此物体的初速度,故B错误;
C.由图乙可知,沿x轴方向物体的加速度
在末物体沿x轴方向的速度大小为
因此末物体的速度,故C正确;
D.物体沿y轴方向做匀速运动,不受力或受平衡力作用,物体沿x轴方向的加速度大小为,因此所受的合外力,故D错误。
故选AC。
5.(多选)(2026·广西柳州·三模)如图所示,轻绳一端系一金属环a,另一端绕过定滑轮悬挂一重物b。环a套在固定的竖直光滑直杆上,OP与直杆之间的夹角为 ,将a、b由静止释放,在环a加速上升的过程中( )
A.a、b组成的系统动量守恒 B.a、b组成的系统机械能守恒
C.a、b的速度大小满足 D.a、b的速度大小满足
【答案】BC
【详解】A.环a在竖直方向受重力、绳子拉力,合力不为零;重物b受重力和绳子拉力,合力也不为零;整体合外力不为零,所以系统动量不守恒,故A错误;
B.系统只有重力和绳子的弹力做功,而绳子的弹力属于系统内力,所以系统的机械能守恒,故B正确;
CD.将环a的速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解,沿绳子方向的分速度大小等于重物b的速度大小,则有,故C正确,D错误。
故选BC。
3、 平抛运动
1.(2026·河北·模拟预测)某同学发现水从水平放置的水管竖直向下稳定流出后,空中的水柱从上往下越来越细。忽略空气阻力,在空中水柱稳定后,离管口高度为处和处的水柱的横截面面积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】水柱稳定时,单位时间内流过任意横截面的水的体积(流量)相等,满足流量公式(为横截面积,为水流速度)
因此与成反比,即
水流运动过程中仅受重力,做自由落体运动,得(为水柱下落的高度)
即
离管口高度为处的水柱的速度
离管口高度为处的水柱的速度
因此
则
故选A。
2(2026·浙江绍兴·三模)在开口的塑料瓶壁上,从上到下依次打下1、2两个小孔。盛水后,水会从小孔喷出。则下面四种图示情形中,不可能的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据液体压强规律:液体压强随深度增加而增大,满足公式
本题中,小孔1在上、小孔2在下,因此小孔2的深度更大,瓶内水对小孔2的压强更大,水喷出的速度更大,射程更远(喷得离瓶子更远)。A选项中,上方1孔的射程比下方2孔更远,不符合液体压强规律,因此不可能,BCD选项中水平桌面下移时,2孔的射程都会大于1孔的射程。
故选A。
3.(2026·四川泸州·一模)如图所示,运动员正前方有一固定的竖直障碍板,板上开有一下端距地面高为,高为的矩形孔。运动员将飞镖从高为处垂直向障碍板方向以速度水平射出,重力加速度为,且。运动员可前后调整位置,使命中地面位置与障碍板的水平距离最大,则最大距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】飞镖做平抛运动,竖直方向为自由落体运动,水平方向为匀速直线运动。设飞镖从射出到落地总时间为,总下落高度为,由
可得总时间
总水平位移为
设射出点到障碍板的水平距离为,落点到障碍板的水平距离为,则满足
要使最大,需要使最小。矩形孔下沿距地面高,孔高,因此孔上沿距地面高。飞镖到达障碍板时,位置高度满足
对应下落高度满足
飞镖到达障碍板的时间
下落高度
代入得
可得的最小值
将代入的表达式得
故选D。
4.(2026·浙江绍兴·二模)在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为,如图所示。不计空气阻力,炸弹竖直下落距离与水平方向通过距离之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设炸弹的初速度为,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,则有
可得
设炸弹在空中运动时间为,则有,
可得炸弹竖直下落距离与水平方向通过距离之比为
故选A。
5.(2026·湖南·模拟预测)如图所示,两把手枪在同一位置先后沿水平方向射出一颗子弹两子弹质量不同,打在远处的同一个靶上。A为甲枪子弹留下的弹孔,B为乙枪子弹留下的弹孔,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A.两颗子弹在空中运动时动量变化率相等
B.甲枪射出的子弹初速度较大
C.两颗子弹从射出至打到靶上的时间一样长
D.两颗子弹均在空中做变加速曲线运动
【答案】B
【详解】AD.子弹在空中只受重力作用,速度逐渐增大,做匀变速曲线运动,根据动量定理有
因子弹的质量不相等,两颗子弹在空中运动时动量变化率不相等,故AD错误;
BC.由于甲枪子弹下降高度小,时间短,又因水平位移相等,所以甲枪子弹的初速度大,故B正确,C错误。
故选B。
6.(2026·湖南岳阳·三模)如图所示,人形机器人做抛球游戏,若抛出的球做平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.球在空中运动的速度方向一定是变化的
B.球落地时的水平位移与初速度无关
C.球在空中运动的加速度大小一定是变化的
D.球在空中运动时处于超重状态
【答案】A
【详解】A.平抛运动是曲线运动,速度方向沿轨迹切线方向,时刻改变,因此速度方向一定变化,故A正确;
B.平抛运动竖直方向满足
解得运动时间
水平位移,当下落高度固定时,水平位移和初速度正相关,故B错误;
C.平抛运动只受重力,加速度恒为重力加速度,大小不变,故C错误;
D.平抛运动加速度竖直向下,大小为,属于完全失重状态,不是超重,故D错误。
故选A。
四、斜抛运动
1.(2026·江苏扬州·模拟预测)在地球表面将一个小球以初速度、与水平方向成角斜向上抛出,忽略空气阻力。在月球上以同样的方式抛出,与地球上相比( )
A.运动的最大高度小 B.水平射程短
C.经最高点时重力的功率相等 D.小球的运动轨迹均与质量有关
【答案】C
【详解】A.月球表面重力加速度,最大高度为
越小,最大高度越大,因此月球上最大高度更大,故A错误;
B.斜抛总运动时间
水平射程
越小,射程越大,因此月球上射程更远,故B错误;
C.最高点处小球竖直方向速度为,重力的功率
地球和月球在最高点的重力功率都为,因此功率相等,故C正确;
D.斜抛运动在水平方向有
竖直方向竖直上抛运动
消去时间得轨迹方程为
方程中不含小球质量,因此运动轨迹与质量无关,故D错误。
故选C。
2.(2026·湖南长沙·二模)将两小球A、B从水平地面同一地点斜向上抛出,抛出时两球速度大小相等,方向与水平方向夹角,不同,两球再落到水平地面时与抛出点相距均为,已知重力加速度为,不计阻力,则以下说法正确的是( )
A.两小球在空中运动时单位时间速度的变化量不相同
B.两小球在空中运动时间相同
C.A球落地时的速度大小满足
D.,两角互余
【答案】D
【详解】A.两球均为斜抛运动,在水平方向速度保持不变,仅在竖直方向受到重力作用,加速度均为,故单位时间速度变化量等于加速度,故单位时间速度变化量相同,故A错误;
B.两球运动时间均由竖直方向运动决定,从抛出到落回,有,
联立解得
两球初速度大小相等但不同,故运动时间不同,故B错误;
C.两球在水平方向移动距离即为射程,有
将代入有
不计空气阻力,机械能守恒,A球落地速度大小等于抛出速度大小,结合射程公式整理得,故C错误;
D.两球射程、初速度大小均相等,故,已知且均为锐角,因此,即,两角互余,故D正确。
故选D。
3.(2026·浙江绍兴·二模)如图所示,质量为的足球从水平地面的位置1被踢出,经过高度为的最高位置2,最后落在水平地面的位置3。足球被踢出时速度大小为,方向与水平地面成角,到达位置3时速度方向与水平地面成角。已知足球在空中运动时所受空气阻力的大小与速度成正比,方向与速度方向相反,即,且,则足球( )
A.在位置2处的动能为
B.在位置2处的机械能为
C.整个运动过程中的位移大小为
D.在2到3过程中克服空气阻力做功为
【答案】B
【详解】AB.足球受重力和空气阻力。将运动分解为水平方向(x)和竖直方向(y)。水平方向
解得
竖直方向:取向上为正方向。上升阶段
下降阶段
此时,阻力向上,重力向下,方程形式一致。故竖直方向统一方程为
由题设
即
竖直速度通解为
已知,
所以,
在位置2,竖直分速度
即
解得
此时水平速度即为合速度
此时的动能为
机械能为,故A错误,B正确;
C.在位置3,速度方向与水平成,且向下,故
即
可得
水平位移(即总位移大小,因为起止点在同一水平面)
联立,可得,故C错误;
D.从位置2到位置3,根据动能定理
在位置3时速度大小为
其中,,
则足球在位置3的动能为
联立,解得,故D错误。
故选B。
4.(2026·福建泉州·模拟预测)如图所示,一同学在操场练习定点投篮,他将篮球以与水平方向成夹角的初速度v从离地处投出,篮球从篮筐上方斜向下直接从篮筐的中心点无碰撞进入篮筐。篮球从投出到进入篮筐的过程中,上升时间与下降时间之比为,篮筐距离地面的高度为,篮球抛出点到篮筐中心的水平距离。重力加速度g取,忽略空气阻力及篮球大小,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】设上升时间为,则下降时间为,由几何关系得
求得
水平方向为匀速直线运动
投出时竖直方向的初速度为
求得,
故,
故选A。
5.(2026·浙江金华·二模)训练宇航员需要模拟完全失重的环境,飞机在电脑控制下按抛物线规律运动就能实现这一需求。如图所示,某次低空模拟飞行(重力加速度可视为),飞机在速率为,方向与水平方向成角时进入失重状态试验,下落的速率为时退出试验,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.飞机只有在经过最高点后才能模拟出完全失重环境
B.本次飞行模拟完全失重的时间为10 s
C.若仅增大飞机与水平方向的夹角,本次试验模拟时间可以变长
D.飞机在竖直平面内做加速度大小等于的匀速圆周运动也能满足试验要求
【答案】C
【详解】A.由于空气阻力不计,斜抛运动的整个过程(上升阶段、最高点、下降阶段)加速度都是竖直向下,整个过程都处于完全失重状态,不是只有最高点后才可以模拟出完全失重环境,故A错误;
B.斜抛运动水平方向匀速,水平速度分量
设末状态竖直速度分量大小为,由末速率可知
解得,方向竖直向下。
初状态飞机速度的竖直分量大小为,方向竖直向上。
由竖直方向匀变速规律可知本次飞行模拟完全失重的时间为,故B错误;
C.由上述分析可知,
若仅增大飞机与水平方向的夹角,则飞机的水平速度分量减小,飞机初速度和退出试验的末速度大小不变,则可知和均增大,飞机竖直方向的速度变化量增大,飞行模拟完全失重的时间为
故本次试验模拟时间可以变长,故C正确;
D.匀速圆周运动的加速度为向心加速度,方向不断变化,竖直平面内飞机做匀速圆周运动,加速度不是始终竖直向下大小为,无法全程模拟完全失重环境,D错误。
故选C。
6.(2026·河北邯郸·三模)如图是小张同学在某次运动会中投掷铅球的示意图,已知铅球离开手时的初速度为,距地面的高度为,通过合理调整铅球的初速度与水平方向的夹角,可以使得铅球的水平位移最大,则水平位移最大为( )
A. B.4h C. D.
【答案】D
【详解】设铅球的初速度与水平方向的夹角为,根据动能定理可得
其中
解得
将铅球的运动分为水平和竖直两个方向,水平方向
竖直方向
其满足的几何关系如下图
可得()
可知要使最大,需使与垂直,最大位移为。
故选D
一、曲线运动
1.(2023年高考辽宁卷物理真题)某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】篮球做曲线运动,所受合力指向运动轨迹的凹侧。
故选A。
2.(2024年高考6月浙江卷物理真题)如图为水流导光实验,出水口受激光照射,下面桶中的水被照亮,则( )
A.激光在水和空气中速度相同
B.激光在水流中有全反射现象
C.水在空中做匀速率曲线运动
D.水在水平方向做匀加速运动
【答案】B
【详解】A.光在介质中的速度为,故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度,故A错误;
B.水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角,发生了全反射,故B正确;
C.水在空中只受到重力作用,做匀变速曲线运动,速度在增大,故C错误;
D.水在水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
2、 运动的合成与分解
3.(2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古高考物理真题)如图,趣味运动会的“聚力建高塔”活动中,两长度相等的细绳一端系在同一塔块上,两名同学分别握住绳的另一端,保持手在同一水平面以相同速率v相向运动。为使塔块沿竖直方向匀速下落,则v( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】B
【详解】设两边绳与竖直方向的夹角为,塔块沿竖直方向匀速下落的速度为,将沿绳方向和垂直绳方向分解,将沿绳子方向和垂直绳方向分解,可得
解得
由于塔块匀速下落时在减小,故可知v一直增大。
故选B。
4.(2025年高考湖南卷物理真题)如图,物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面,物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、、表示。物块向上运动过程中,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,物块沿斜面向上做匀减速直线运动,设初速度为,加速度为大小,斜面倾角为
AB.物块在水平方向上做匀减速直线运动,初速度为,加速度大小为,则有
整理可得
可知,图像为类似抛物线的一部分,故AB错误;
CD.物块在竖直方向上做匀减速直线运动,速度为,加速度大小为,则有
整理可得
可知,图像为类似抛物线的一部分,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2023年高考江苏卷物理真题)达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】以漏下的沙子为参考系,罐子向右上角做匀加速直线运动(竖直方向上加速度为g,方向向上,水平方向上加速度为恒定加速度a,方向向右),加速度大小方向恒定,对于每一个瞬间落下的沙子都满足该条件,即任何时刻落下的沙子都在罐子的左下角且跟罐子的连线与水平线的夹角恒定,所以沙子排列的几何形为一条直线
选D。
6.(多选)(2024年安徽卷物理试题(第13、14、15题))一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立Oxy直角坐标系,如图(1)所示。从开始,将一可视为质点的物块从O点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力和,其大小与时间t的关系如图(2)所示。已知物块的质量为1.2kg,重力加速度g取,不计空气阻力。则( )
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.时,物块的y坐标值为2.5m
C.时,物块的加速度大小为
D.时,物块的速度大小为
【答案】BD
【详解】A.根据图像可得,,故两力的合力为
物块在y轴方向受到的力不变为,x轴方向的力在改变,合力在改变,故物块做的不是匀变速曲线运动,故A错误;
B.在y轴方向的加速度为
故时,物块的y坐标值为
故B正确;
C.时,,故此时加速度大小为
故C错误;
D.对x轴正方向,对物块根据动量定理
由于F与时间t成线性关系故可得
解得
此时y轴方向速度为
故此时物块的速度大小为
故D正确。
故选BD。
7.(多选)(2024年高考江西卷物理真题(第1,3,4,5,15题))一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】AC.小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即为定值,则有水平位移
故A正确,C错误;
BD.小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则
,
且最高点时竖直方向的速度为0,故B错误,D正确。
故选AD。
三、平抛运动
8.(2026年高考江苏卷物理高考真题(网络收集版))如图所示,小明跳起从同一高度将排球水平击出三次,排球分别落于a、b、c三点,不计空气阻力,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.排球的飞行时间满足ta > tb > tc
B.排球的飞行时间满足ta < tb < tc
C.排球的初速度满足va < vb < vc
D.排球的初速度满足va = vb = vc
【答案】C
【详解】AB.竖直方向上,根据自由落体运动公式,可得飞行时间
因为排球从同一高度抛出,且落在同一水平面上,所以下落高度h相同,故三次飞行的时间相等,即ta = tb = tc,故A错误,B错误;
CD.水平方向上,根据匀速直线运动公式,可得初速度
由图可知,排球的水平位移关系为,且已知飞行时间t相等,所以初速度满足,故C正确,D错误。
故选C。
9.(2026年高考河南卷物理高考真题(网络收集版))如图1,网球运动员将球沿水平方向击出,球运动轨迹所在平面与球网面的夹角为,球恰好擦过球网上沿的点,图2为球运动轨迹在球网所在平面的投影,轨迹投影在点的切线与球网上沿的夹角为。已知击出时球的速度大小为,,重力加速度大小取,不计阻力,则击球点到球网面的距离为( )
A.4 m B.6 m C.8 m D.10 m
【答案】A
【详解】网球被水平击出后做平抛运动,初速度大小为,轨迹平面与球网面夹角为,将初速度分解,垂直于球网面的速度
平行于球网面的速度
网球在竖直方向做自由落体运动,设从击球点到点的运动时间为,网球在点的竖直速度
点的切线与球网上沿夹角为,切线斜率满足
代入,,得
网球在垂直于球网方向匀速运动,位移
代入和的表达式,得
解得
因此击球点到球网面的距离为4 m。
故选A。
10.(2025年高考江西卷物理真题)如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】若小孩能接到球,则有,
联立解得
故选B。
11.(2025年高考浙江卷(6月)物理真题)如图所示,在水平桌面上放置一斜面,在桌边水平放置一块高度可调的木板。让钢球从斜面上同一位置静止滚下,越过桌边后做平抛运动。当木板离桌面的竖直距离为h时,钢球在木板上的落点离桌边的水平距离为x,则( )
A.钢球平抛初速度为 B.钢球在空中飞行时间为
C.增大h,钢球撞击木板的速度方向不变 D.减小h,钢球落点离桌边的水平距离不变
【答案】B
【详解】AB.根据平抛运动的规律可知,钢球在空中飞行时间为
钢球平抛初速度为,A错误,B正确;
C.钢球撞击木板时速度方向与水平方向的夹角满足
可知,增大h,钢球撞击木板的速度方向与水平方向的夹角变大,C错误;
D.根据可知,减小h,钢球落点离桌边的水平距离x减小,D错误。
故选B。
12.(2025年高考云南物理真题)如图所示,某同学将两颗鸟食从O点水平抛出,两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A.两颗鸟食同时抛出 B.在N点接到的鸟食后抛出
C.两颗鸟食平抛的初速度相同 D.在M点接到的鸟食平抛的初速度较大
【答案】D
【详解】AB.鸟食的运动视为平抛运动,则在竖直方向有
由于hM < hN,则tM < tN,要同时接到鸟食,则在N点接到的鸟食先抛出,故AB错误;
CD.在水平方向有x = v0t,如图
过M点作一水平面,可看出在相同高度处M点的水平位移大,则M点接到的鸟食平抛的初速度较大,故C错误,D正确。
故选D。
13.(2024年高考海南卷物理真题)在跨越河流表演中,一人骑车以25m/s的速度水平冲出平台,恰好跨过河流落在河对岸平台上,已知河流宽度25m,不计空气阻力,取,则两平台的高度差h为( )
A.0.5m B.5m C.10m D.20m
【答案】B
【详解】车做平抛运动,设运动时间为,竖直方向
水平方向
其中
、
解得
故选B。
14.(2024年1月浙江省普通高校招生选考物理试题)如图所示,小明取山泉水时发现水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍,在地面上平移水桶,水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为h,直径为D,则水离开出水口的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】设出水孔到水桶中心距离为x,则
落到桶底A点时
解得
故选C。
15.(2024年高考北京卷物理真题)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;
(2)水从管口排出时的速度大小;
(3)管口单位时间内流出水的体积Q。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)水在空中做平抛运动,由平抛运动规律得,竖直方向
解得水从管口到水面的运动时间
(2)由平抛运动规律得,水平方向
解得水从管口排出时的速度大小
(3)管口单位时间内流出水的体积
四、斜抛运动
16.(2025年高考湖北卷物理真题T5--7变式题)某网球运动员两次击球时,击球点离网的水平距离均为L,离地高度分别为、L,网球离开球拍瞬间的速度大小相等,方向分别斜向上、斜向下,且与水平方向夹角均为θ。击球后网球均刚好直接掠过球网,运动轨迹平面与球网垂直,忽略空气阻力,tanθ的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】网球水平方向上做匀速直线运动,有
设球网高度为h,向下为正,则对斜向下发出的球,有
对斜向上发出的球,有
联立以上各式,可得
故选C。
17.(2024年高考江苏卷物理真题)某广场喷泉喷出的两水柱如图中a、b所示。不计空气阻力,a、b中的水( )
A.加速度相同
B.喷出时的初速度相同
C.在最高点的速度相同
D.在空中的运动时间相同
【答案】A
【详解】A.不计空气阻力,在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;
D.设喷泉喷出的水竖直方向的分速度为,水平方向速度为,竖直方向,根据对称性可知在空中运动的时间
可知
D错误;
BC.最高点的速度等于水平方向的分速度
由图像可知水平方向的位移大小关系,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,BC错误;
故选A。
18.(2023年高考湖南省物理真题)如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为,且轨迹交于点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B.谷粒2在最高点的速度小于
C.两谷粒从到的运动时间相等 D.两谷粒从到的平均速度相等
【答案】B
【详解】A.抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;
C.谷粒2做斜向上抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长,C错误;
B.谷粒2做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于,B正确;
D.两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D错误。
故选B。
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