内容正文:
课时跟踪检测(二十) 抛体运动规律
1.(2025·黑龙江大庆模拟)一同学将铅球水平推出,若忽略空气阻力和铅球自身转动的影响,则铅球被推出至落地的运动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.速度不断变化
B.加速度不断变化
C.水平方向做匀变速直线运动
D.在空中运动的时间仅由推出速度决定
2.(2025·江西南昌期中)如图,一块表面光滑的长木板竖立在水平桌面的边缘,一个小球(涂有炭黑)静止在桌面边缘,先将长木板由静止释放,然后将小球沿桌面向右水平抛出,小球恰好能划过长木板的表面,从板的右侧离开板面,桌面足够高,不计空气阻力,则小球在板面上划过的痕迹可能是 ( )
3.如图,杂技演员站在距离竖直挡板处朝挡板水平抛出一个弹性小球,小球经挡板反弹后恰好落入演员身后距离演员处地面上的孔中。已知小球离手时距离地面的高度为h,重力加速度为g,不计空气阻力,小球与挡板碰撞过程无机械能损失,即小球碰撞挡板前后的瞬间,竖直方向的速度不变,水平方向的速度大小不变、方向相反,则小球离手时的速度大小为 ( )
A.s B.s
C.s D.s
4.(2025·浙江6月选考)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,重力加速度为g,则 ( )
A.钢球平抛初速度为x
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
5.(2025·云南丽江三模)如图,倾角θ=30°的斜面体放在水平面上,斜面ABCD为边长为L的正方形,在斜面左上角A点沿AB方向水平抛出一个小球,小球做类平抛运动,结果恰好落在斜面体的右下角C点。不计空气阻力,重力加速度为g,则小球水平抛出的初速度大小为 ( )
A. B.
C. D.
6.(2025·湖南长沙模拟)如图所示,半径为R的圆盘在竖直平面内绕O轴匀速转动,角速度为ω。圆盘表面粘有A、B两小球,圆心O和A、B位置三点共线,且OA=AB=。当B球运动至最低位置时,两球会同时脱落,调节圆心O离地的高度H,发现两球落到水平地面上同一点P。不计空气阻力,下列说法正确的是 ( )
A.若仅增大角速度ω,两球一定落到P右侧水平地面上的同一点
B.若同时增大角速度ω和增大高度H,两球可能落到P右侧水平地面上的同一点
C.若同时增大角速度ω和减小高度H,两球可能落到P左侧水平地面上的同一点
D.若同时增大角速度ω和减小高度H,两球可能都落到P点
7.羽毛球是深受大众喜爱的体育运动之一。如图所示是羽毛球从左往右飞行的轨迹图,图中A、B为同一轨迹上等高的两点,P为该轨迹的最高点,则羽毛球在该轨迹上运动时 ( )
A.在A、B两点的速度大小相等
B.整个飞行过程中经过P点时的速度最小
C.在AP段的飞行时间小于在PB段的飞行时间
D.在AP上升阶段,羽毛球加速度的竖直分量小于重力加速度
8.(2025·陕西延安模拟)如图所示,某同学在面对竖直墙壁练习打网球。该同学将网球以v0=50 m/s的初速度正对墙壁水平击出,击球点距离地面高度H=1.8 m,到竖直墙壁的水平距离x=15 m。网球跟竖直墙壁碰撞后,竖直方向的分速度大小不变,反弹后水平速度的大小变为碰前的60%,g取10 m/s2,网球可视为质点,不计空气阻力,则网球第一次落地点与击球点之间的水平距离为 ( )
A.8.0 m B.7.5 m
C.7.0 m D.6.0 m
9.如图甲所示是一种投弹式干粉消防车。如图乙,从消防车出弹口到高楼的水平距离为x,在同一位置消防车先后向高层建筑发射2枚灭火弹,且灭火弹均恰好垂直射入建筑玻璃窗,假设发射初速度大小均为v0,v0与水平方向夹角分别为θ1、θ2,击中点离出弹口的高度分别为h1、h2,灭火弹在空中飞行时间分别为t1、t2。灭火弹可视为质点,两运动轨迹在同一竖直面内,且不计空气阻力,重力加速度为g。则下列说法正确的是 ( )
A.高度之比=
B.时间之比=
C.两枚灭火弹的发射角满足θ1+θ2=90°
D.水平距离与两枚灭火弹飞行时间满足x=2gt1t2
10.(2025·河北石家庄模拟)如图所示,某同学在进行投篮练习,A、B、C是篮球运动轨迹中的三个点,其中A为抛出点,B为运动轨迹的最高点,C为篮球落入篮筐的点,且A、B连线垂直于B、C连线,A、B连线与水平方向的夹角θ=60°。不计空气阻力,则AB与BC的竖直高度之比为 ( )
A.9∶1 B.4∶1
C.3∶1 D.2∶1
11.(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,不计空气阻力。求:
(1)t0时间内篮球的位移大小;
(2)出球口距地面的高度。
答案
课时跟踪检测(二十)
1.选A 铅球做平抛运动,水平速度不变,竖直速度持续增大,合速度大小和方向均变化,A正确;平抛运动的加速度始终为重力加速度g,方向竖直向下,大小和方向均不变,B错误;铅球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,C错误;由h=gt2可知,平抛运动时间由竖直高度决定,与水平初速度无关,D错误。
2.选A 小球抛出后相对于木板在水平方向向右做匀速直线运动,在竖直方向向上做匀速直线运动,因此小球相对于木板斜向右上方做匀速直线运动,A正确,B、C、D错误。
3.选C 由于小球与挡板碰撞过程无机械能损失,碰撞前后小球的速度大小不变,若没有挡板,根据对称性可知,小球做平抛运动,水平位移为x=s,根据平抛运动规律,有x=s=v0t,h=gt2,解得小球离手时的速度大小为v0=s,故选C。
4.选B 根据平抛运动的规律可知,钢球在空中飞行时间为t= ,钢球平抛初速度为v0==x,故A错误,B正确;钢球撞击木板时速度方向与水平方向的夹角θ满足tan θ==,则增大h,钢球撞击木板的速度方向与水平方向的夹角变大,故C错误;根据x=v0可知,减小h,钢球落点离桌边的水平距离x减小,故D错误。
5.选A 小球从A点开始做类平抛运动到C点,沿斜面向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知,加速度为a=gsin θ,有L=gt2sin θ,沿水平方向做匀速直线运动,有L=v0t,联立解得v0=,故选A。
6.选A 由题知,A、B两球同轴转动,具有相同的角速度,设抛出时A球的线速度为v,则B球的线速度为2v,平抛时间分别为tA和tB,水平位移为x,对A、B两球,根据平抛运动规律有H-=g,x=vtA,H-R=g,x=2vtB,联立解得H=R,故两球落到水平地面上同一点对应的H是确定的,水平位移x正比于角速度ω,故若仅增大角速度ω,两球一定落到P右侧水平地面上的同一点。故选A。
7.选C 由题图可知,运动轨迹不对称,即羽毛球在运动过程中受到重力和阻力的共同作用,阻力做负功,机械能减小,所以羽毛球在A点的速度大于在B点的速度,故A错误;在P点时,重力和阻力的合力与速度方向成钝角,速度将减小,故P点不是速度最小位置,故B错误;在竖直方向上,AP段的平均加速度大于PB段的平均加速度,位移大小相等,所以在AP段的飞行时间小于在PB段的飞行时间,故C正确;羽毛球加速度的竖直分量由重力和阻力的竖直分力的合力决定,在AP上升阶段,阻力的竖直分力向下,所以加速度的竖直分量大于重力加速度,故D错误。
8.选D 网球从被击出至运动到与竖直墙壁碰撞的过程中飞行的时间t1== s=0.3 s,此过程网球下落的高度h1=g=0.45 m,与墙壁碰撞时竖直方向的分速度大小vy=gt1=3 m/s,碰撞后竖直方向的分速度大小不变,从与墙壁碰撞到落地有vyt2+g=H-h1,解得t2=0.3 s,碰撞后水平方向的分速度变为原来的60%,水平运动的距离x2=v0×60%·t2=9 m,故网球第一次落地点与击球点之间的水平距离d=x-x2=6 m,故选D。
9.选C 两灭火弹在竖直方向的初速度分别为vy1=v0sin θ1,vy2=v0sin θ2,根据=2gh,可得=,根据vy=gt,可得=,故A、B错误;两灭火弹在水平方向有x=v0cos θ1·,x=v0cos θ2·,可得sin 2θ1=sin 2θ2=sin(180°-2θ2),结合数学关系可得θ1+θ2=90°,故C正确;水平方向有=v0cos θ1,竖直方向有gt2=v0sin θ2,又由θ1+θ2=90°得sin θ2=cos θ1,可得x=gt1t2,故D错误。
10.选A 设篮球在A点的竖直分速度为vAy,在C点的竖直分速度为vCy,篮球的水平分速度为vx,篮球从A到B的逆过程可看成从B到A的平抛运动,篮球在A点时,根据平抛运动推论可得tan θA==2tan θ=2tan 60°,根据几何关系可知B、C连线与水平方向的夹角为α=90°-θ=30°,篮球从B到C做平抛运动,篮球在C点时,根据平抛运动推论可得tan αC==2tan α=2tan 30°,又hAB=,hBC=,联立可得篮球从A到B与从B到C的竖直高度之比为===,故选A。
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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