高一物理下册 抛体运动单元综合测试(Word版 含答案)
物理高一下册 抛体运动单元练习(Word版 含答案)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度A .大小和方向均不变B .大小不变,方向改变C .大小改变,方向不变D .大小和方向均改变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x 和v y 恒定,则v 合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A 项正确.3.一个半径为R 的空心球固定在水平地面上,球上有两个与球心O 在同一水平面上的小孔A 、B ,且60AOB ∠=︒2gR设水流出后做平抛运动,重力加速度g ,则两孔流出的水的落地点间距离为( ) A .R B 3R C .2R D .23R【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】水做平抛运动,竖直方向上有212R gt =解得运动时间2Rt g=水平方向上有022gR Rx v t R g=== 则两落地点距圆心在地面投影点的距离为2R ,与圆心在地面投影点的连线夹角为60︒,两落地点和圆心在地面投影点组成等边三角形,根据几何知识可知,两落地点间距为2R ,选项C 正确,ABD 错误。
高一物理下册 抛体运动单元练习(Word版 含答案)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
高一下册抛体运动单元综合测试(Word版 含答案)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
故选C 。
2.不可伸长的轻绳通过定滑轮,两端分别与甲、乙两物体连接,两物体分别套在水平、竖直杆上。
控制乙物体以v =2m/s 的速度由C 点匀速向下运动到D 点,同时甲由A 点向右运动到B 点,四个位置绳子与杆的夹角分别如图所示,绳子一直绷直。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则下列说法正确的是( )A .甲在A 点的速度为2m/sB .甲在A 点的速度为2.5m/sC .甲由A 点向B 点运动的过程,速度逐渐增大D .甲由A 点向B 点运动的过程,速度先增大后减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB .将甲的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度,设该速度为v 绳,根据平行四边形定则得,B 点的实际速度cos53B v v =︒绳同理,D 点的速度分解可得cos37D v v =︒绳联立解得cos53cos37B D v v ︒=︒那么,同理则有cos37cos53A C v v ︒=︒由于控制乙物体以2m s v =的速度由C 点匀速向下运动到D 点,因此甲在A 点的速度为1.5m s A v =,AB 错误;CD .设甲与悬点连线与水平夹角为α,乙与悬点连线与竖直夹角为β,由上分析可得cos cos A C v v αβ=在乙下降过程中,α角在逐渐增大,β角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C 正确,D 错误。
人教版高一下册物理 抛体运动单元试卷(word版含答案)
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()A6m/s22m/sv<<B.22m/s 3.5m/sv<≤C2m/s6m/sv<<D6m/s23m/sv<<【答案】A【解析】【分析】【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d=,根据2112h gt=,得1880.4s0.32s10dtg⨯===水平位移14x d=则平抛的最大速度1112m/s0.32xvt===若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d=,根据2212h gt=,得260.24sdtg==水平位移23x d=,则平抛运动的最小速度2226m/s0.24xvt===所以速度范围6m/s22m/sv<<故A正确。
故选A。
【点睛】对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。
2.某人划船横渡一条河流,已知船在静水中的速率恒为v 1,水流速率恒为v 2,且v 1>v 2.他以最短时间方式过河用时T 1,以最短位移方式过河用时T 2.则T 1与T 2的比值为( )A .12v vB .21v vC .12212v v v- D .22121v v -【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】河水流速处处相同大小为v 2,船速大小恒为v 1,且v 1>v 2。
设河宽为d ,以最短位移过河时,所用时间为T 2,则有22122dv v T =- 以最短时间T 1过河时,有11dv T = 联立解得2212121v v T T -= 选项D 正确,ABC 错误。
故选D 。
3.如图所示,ACB 是一个半径为R 的半圆柱面的横截面,直径AB 水平,C 为截面上的最低点,AC 间有一斜面,从A 点以大小不同的初速度v 1、v 2沿AB 方向水平抛出两个小球,a 和b ,分别落在斜面AC 和圆弧面CB 上,不计空气阻力,下列判断正确的是( )A .初速度v 1可能大于v 2B .a 球的飞行时间可能比b 球长C .若v 2大小合适,可使b 球垂直撞击到圆弧面CB 上D .a 球接触斜面前的瞬间,速度与水平方向的夹角为45° 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A 、两个小球都做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,由x =v 0t 得知t 相同时,水平位移越大,对应的初速度越大,则知初速度v 1一定小于v 2.故A 错误.B 、竖直方向上做自由落体运动,由212h gt =,得2h t g =,若a 球下落的高度大于b 球的高度,则a 球的飞行时间比b 球长;故B 正确.C 、根据平抛运动的推论:平抛运动瞬时速度的反向延长线交水平位移的中点,作出b 球垂直撞击到圆弧面CB 上速度的反向延长线,与AB 的交点一定在O 点的左侧,速度的反向延长线不可能通过O 点,所以b 球不可能与CB 面垂直,即b 球不可能垂直撞击到圆弧面CB 上,故C 错误.D 、由几何知识得知AC 面的倾角为45°,运用与C 项同样的分析方法:作出a 球接触斜面前的瞬间速度反向延长线,可知此瞬时速度与水平方向的夹角大于45°.故D 错误. 故选B.4.如图所示是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P 点正上方某一位置Q 处以某一初速度水平向左抛出一个小球A ,小球恰好能垂直落在斜坡上,运动时间为1t ;小球B 从Q 处自由下落,下落至P 点的时间为2t 。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()A 6m/s 22m/s v <<B .22m/s 3.5m/s v <≤C 2m/s 6m/s v <<D 6m/s 23m/s v <<【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2112h gt =,得 1880.4s 0.32s 10d t g ⨯=== 水平位移14x d = 则平抛的最大速度1112m/s 0.32x v t === 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2212h gt =,得 260.24s dt g== 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度2226m/s 0.24x v t === 所以速度范围6m/s 22m/s v <<故A 正确。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。
O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为30°,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为()A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR 【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.3.不可伸长的轻绳通过定滑轮,两端分别与甲、乙两物体连接,两物体分别套在水平、竖直杆上。
控制乙物体以v=2m/s的速度由C点匀速向下运动到D点,同时甲由A点向右运动到B点,四个位置绳子与杆的夹角分别如图所示,绳子一直绷直。
已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
则下列说法正确的是()A.甲在A点的速度为2m/sB.甲在A点的速度为2.5m/sC.甲由A点向B点运动的过程,速度逐渐增大D.甲由A点向B点运动的过程,速度先增大后减小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB.将甲的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度,设该速度为v绳,根据平行四边形定则得,B 点的实际速度cos53B v v =︒绳同理,D 点的速度分解可得cos37D v v =︒绳联立解得cos53cos37B D v v ︒=︒那么,同理则有cos37cos53A C v v ︒=︒由于控制乙物体以2m s v =的速度由C 点匀速向下运动到D 点,因此甲在A 点的速度为1.5m s A v =,AB 错误;CD .设甲与悬点连线与水平夹角为α,乙与悬点连线与竖直夹角为β,由上分析可得cos cos A C v v αβ=在乙下降过程中,α角在逐渐增大,β角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C 正确,D 错误。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan90222tanyxvyx vββ==-=(8)由(8)变形化解:211cos sin2tanvx ygβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:2222sin2tan45vx ygβ==(10)()212sin sin cosvx x xgβββ+=+=总(11)=tan45yx∆总故=y x∆总即2sin sin cosβββ-=-(12)由此得1tan3β=19090arctan3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出;故选:A。
2.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90︒角),此过程中下述说法中正确的是()A.重物M做匀速直线运动B.重物M先超重后失重C.重物M的最大速度是Lω,此时杆水平D .重物M 的速度先减小后增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ACD .设C 点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C 点的线速度为c v L ω=该线速度在绳子方向上的分速度为1v1cos v L ωθ=θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以1v 逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL ;然后,θ又逐渐增大,1v 逐渐变小,绳子的速度变慢。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()A6m/s22m/sv<<B.22m/s 3.5m/sv<≤C2m/s6m/sv<<D6m/s23m/sv<<【答案】A【解析】【分析】【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d=,根据2112h gt=,得1880.4s0.32s10dtg⨯===水平位移14x d=则平抛的最大速度1112m/s0.32xvt===若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d=,根据2212h gt=,得260.24sdtg==水平位移23x d=,则平抛运动的最小速度2226m/s0.24xvt===所以速度范围6m/s22m/sv<<故A正确。
故选A。
【点睛】对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。
2.物体A 做平抛运动,以抛出点O 为坐标原点,以初速度v 0的方向为x 轴的正方向、竖直向下的方向为y 轴的正方向,建立平面直角坐标系。
如图所示,两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射物体A ,在坐标轴上留下两个“影子”,则两个“影子”的位移x 、y 和速度v x 、v y 描述了物体在x 、y 两个方向上的运动。
若从物体自O 点抛出时开始计时,下列图像中正确的是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AC .“影子”在x 轴方向做匀速运动,因此在x v x — 图象中是一条平行于x 轴的直线,根据0x v t =可知在—x t 图象中是一条过坐标原点的直线,AC 错误; BD .物体在竖直方向上做自由落体运动,根据212y gt =可知在y t —图象中是一条开口向上的抛物线,根据22y v gy =可知在y v y — 图象是是一条开口向右的抛物理线,B 正确,D 错误。
物理高一下册 抛体运动单元练习(Word版 含答案)
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2gR,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为()A.gR B.2gR C.3gR D.2gR【答案】C【解析】小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角α,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为β,如图,则由21sin2y gt Rα==,得2sinRtgα=,竖直方向的分速度为2sinyv gt gRα==,水平方向的分速度为22(2)(2sin)42sinv gR gR gR gRαα=-=-,又00tan yv gtv vα==,而20012tan2gt gtv t vβ==,所以tan2tanαβ=,物体沿水平方向的位移为2cosx Rα=,又0x v t=,联立以上的方程可得3v gR=,C正确.2.一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m、水流速度为4m/s的河流中渡河,则该小船()A.能到达正对岸B.渡河的时间不少于50sC.以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD.以最短位移渡河时,位移大小为150m【答案】B【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
物理高一下册 抛体运动单元练习(Word版 含答案)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
故选C 。
2.一小船在静水中的速度为3m/s ,它在一条河宽150m 、水流速度为4m/s 的河流中渡河,则该小船( ) A .能到达正对岸 B .渡河的时间不少于50sC .以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD .以最短位移渡河时,位移大小为150m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
物理高一下册 抛体运动单元测试题(Word版 含解析)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.如图所示,斜面倾角不为零,若斜面的顶点与水平台AB 间高度相差为h (h ≠0),物体以速度v 0沿着光滑水平台滑出B 点,落到斜面上的某点C 处,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。
现将物体的速度增大到2v 0,再次从B 点滑出,落到斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ2,(不计物体大小,斜面足够长),则( )A .φ2>φ1B .φ2<φ1C .φ2=φ1D .无法确定两角大小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】物体做平抛运动,设斜面倾角为θ,则101x v t =21112y gt =11tan y hx θ-=110tan gt v ϕ=整理得101tan 2(tan )h v t ϕθ=+同理当初速度为2v 0时22002tan =2(tan )22gt h v v t ϕθ=+ 由于21t t >因此21tan tan ϕϕ<即21ϕϕ<B 正确,ACD 错误。
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【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
设小球垂直撞击到斜面上的速度为v,竖直速度为vy,由几何关系得
解得
设小球下落的时间为t,竖直位移为y,水平位移为x,由运动学规律得,竖直分速度
解得
t=0.8s
竖直方向
水平方向
设P、Q间的距离为h,由几何关系得
解得
h=6.8m
由于两次运动水平方向上的位移相同,根据
解得: ,故D正确;ABC错误;
故选D
7.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连,施加外力让A沿杆以速度v匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置,已知AO与竖直杆成θ角,则( )
A.刚开始时B的速度为
B.A匀速上升时,重物B也匀速下降
y方向初速度
所以质点的初速度
选项A正确;
B.x方向的加速度
所以质点的合力
选项B错误;
C.x方向的合力恒定不变,y方向做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,选项C错误;
B.速度随时间的变化率即加速度,平抛运动的加速度不变,与初速度无关,B错误;
C.若石块不能落入水中,速度方向与水平方向的夹角的正切值为
位移方向与水平方向夹角知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定,与初速度无关,C错误;
D.若石块能落入水中,由于距水面高度不变,落水时间相同,速度变化量为
所以全程的速度变化量相同,D错误。
故选A。
9.质量为5kg的质点在x-y平面上运动,x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图所示,则质点( )
A.初速度大小为5m/sB.所受合外力大小为3N
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s 和3m/s ,两船从同一渡口过河,已知甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。
则水的流速为( ) A .3m/s B .3.75m/sC .4m/sD .4.75m/s【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由题意,甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,可知,甲乙实际速度方向一样,如图所示可得tan v v θ=水甲cos v v θ=乙水两式相乘,得3sin =5v v θ=乙甲 则3tan =4v v θ=水甲,解得v 水=3.75m/s ,B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v 匀速运动,当光盘由A 位置运动到图中虚线所示的B 位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球A .竖直方向速度大小为cos v θB .竖直方向速度大小为sin v θC .竖直方向速度大小为tan v θD .相对于地面速度大小为v 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】线与光盘交点参与两个运动,一是逆着线的方向运动,二是垂直线的方向运动,则合运动的速度大小为v ,由数学三角函数关系,则有:sin v v v θ==球线,而线的速度的方向,即为小球上升的速度大小,故B 正确,AC 错误;球相对于地面速度大小为()22sin v v v θ'=+D 错误.【点睛】对线与CD 光盘交点进行运动的合成与分解,此点既有逆着线方向的运动,又有垂直线方向的运动,而实际运动即为CD 光盘的运动,结合数学三角函数关系,即可求解.3.在光滑水平面上,有一质量为m 的质点以速度0v 做匀速直线运动。
t =0时刻开始,质点受到水平恒力F 作用,速度大小先减小后增大,运动过程中速度最小值为012v 。
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s 和3m/s ,两船从同一渡口过河,已知甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。
则水的流速为( ) A .3m/s B .3.75m/sC .4m/sD .4.75m/s【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由题意,甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,可知,甲乙实际速度方向一样,如图所示可得tan v v θ=水甲cos v v θ=乙水两式相乘,得3sin =5v v θ=乙甲 则3tan =4v v θ=水甲,解得v 水=3.75m/s ,B 正确,ACD 错误。
故选B 。
3.质量为5kg 的质点在x -y 平面上运动,x 方向的速度图像和y 方向的位移图像分别如图所示,则质点( )A .初速度大小为5m/sB .所受合外力大小为3NC .做匀变速直线运动D .任意1s 内速度的改变量为3m/s【解析】 【分析】 【详解】A .由图可知x 方向初速度为4m/s x v =, y 方向初速度6-m/s=-3m/s 2y v =所以质点的初速度2205m/s x y v v v =+=选项A 正确; B .x 方向的加速度228-4m/s =2m/s 2a =所以质点的合力10N F ma ==合选项B 错误;C .x 方向的合力恒定不变,y 方向做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,选项C 错误;D .任意1s 内速度的改变量为2m/s v at ∆==选项D 错误。
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.一小船在静水中的速度为3m/s ,它在一条河宽150m 、水流速度为4m/s 的河流中渡河,则该小船( ) A .能到达正对岸 B .渡河的时间不少于50sC .以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD .以最短位移渡河时,位移大小为150m 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
高一物理下册抛体运动同步单元检测(Word版 含答案)
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.2.一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m、水流速度为4m/s的河流中渡河,则该小船()A.能到达正对岸B.渡河的时间不少于50sC.以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200mD.以最短位移渡河时,位移大小为150m【答案】B【解析】【分析】【详解】A.因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A错误;B .当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短min 150s 50s 3d t v ===船 选项B 正确;C .船以最短时间50s 渡河时,沿水流方向的位移大小450m 200m min x v t ==⨯=水渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C 错误; D .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
若以最短位移渡河,情景如图根据三角形相似可知,最短位移150m 200m v s v =⨯=水船选项D 错误。
故选B 。
3.如图所示,斜面倾角不为零,若斜面的顶点与水平台AB 间高度相差为h (h ≠0),物体以速度v 0沿着光滑水平台滑出B 点,落到斜面上的某点C 处,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。
现将物体的速度增大到2v 0,再次从B 点滑出,落到斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ2,(不计物体大小,斜面足够长),则( )A .φ2>φ1B .φ2<φ1C .φ2=φ1D .无法确定两角大小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】物体做平抛运动,设斜面倾角为θ,则101x v t =21112y gt =11tan y hx θ-=110tan gt v ϕ=整理得101tan 2(tan )h v t ϕθ=+同理当初速度为2v 0时22002tan =2(tan )22gt h v v t ϕθ=+ 由于21t t >因此21tan tan ϕϕ<即21ϕϕ<B 正确,ACD 错误。
人教版高一下册物理 抛体运动单元试卷(word版含答案)
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A 点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点。
O 为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R ,OB 与水平方向夹角为30°,重力加速度为g ,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为( )A (323)6gR +B 332gRC (13)3gR +D 33gR【答案】A 【解析】 【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
【详解】小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成60°角,则有0tan60y v v =竖直方向y gt =v水平方向小球做匀速直线运动,则有0cos30R R v t +=联立解得0(323)6gRv +=故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
【点睛】解决本题的关键是掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解。
2.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan 90222tan y x v y x v ββ==-=(8) 由(8)变形化解:2011cos sin 2tan v x y gβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:22022sin 2tan 45v x y gβ==(10)()2012sin sin cos v x x x gβββ+=+=总(11) =tan45yx ∆总故=y x ∆总即2sin sin cos βββ-=-(12)由此得1tan 3β=19090arctan 3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出; 故选:A 。
2.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O 点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度A .大小和方向均不变B .大小不变,方向改变C .大小改变,方向不变D .大小和方向均改变 【答案】A 【解析】 【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x 和v y 恒定,则v 合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A 项正确.3.如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M ,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O 点处,在杆的中点C 处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M ,C 点与O 点距离为L ,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90︒角),此过程中下述说法中正确的是( )A .重物M 做匀速直线运动B .重物M 先超重后失重C .重物M 的最大速度是L ω,此时杆水平D .重物M 的速度先减小后增大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ACD .设C 点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角),由题知C 点的线速度为c v L ω=该线速度在绳子方向上的分速度为1v1cos v L ωθ=θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以1v 逐渐变大,直至绳子和杆垂直,θ变为零度,绳子的速度变为最大,为ωL ;然后,θ又逐渐增大,1v 逐渐变小,绳子的速度变慢。
人教版高一下册物理 抛体运动单元练习(Word版 含答案)
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图,光滑斜面的倾角为θ=45°,斜面足够长,在斜面上A点向斜上方抛出一小球,初速度方向与水平方向夹角为α,小球与斜面垂直碰撞于D点,不计空气阻力;若小球与斜面碰撞后返回A点,碰撞时间极短,且碰撞前后能量无损失,重力加速度g取10m/s2。
则可以求出的物理量是()A.α的值B.小球的初速度v0C.小球在空中运动时间D.小球初动能【答案】A【解析】【分析】【详解】设初速度v0与竖直方向夹角β,则β=90°−α(1);由A点斜抛至至最高点时,设水平位移为x1,竖直位移为y1,由最高点至碰撞点D的平抛过程Ⅱ中水平位移为x2,竖直位移y2。
A点抛出时:sinxv vβ=(2)10cosyv vβ=(3)2112yvyg=(4)小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度v y2,则水平方向速度保持0sinxv vβ=不变,斜面倾角θ=45°,20tan45siny x xv v v vβ===(5)2222yyyg=(6)()22212cos sin2vy y ygββ-∆=-=(7),平抛运动中,速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍,所以:()111111tan90222tanyxvyx vββ==-=(8)由(8)变形化解:211cos sin2tanvx ygβββ==(9)同理,Ⅱ中水平位移为:2222sin2tan45vx ygβ==(10)()212sin sin cosvx x xgβββ+=+=总(11)=tan45yx∆总故=y x∆总即2sin sin cosβββ-=-(12)由此得1tan3β=19090arctan3αβ=-=-故可求得α的值,其他选项无法求出;故选:A。
2.如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。
O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为30°,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球抛出时的初速度大小为()A(323)6gR+B332gRC(13)3gR+D33gR【答案】A【解析】【分析】根据题意,小球在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点,可知速度的方向与水平方向成600角,根据速度方向得到平抛运动的初速度与时间的关系,再根据水平位移与初速度及时间的关系,联立即可求得初速度。
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一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度A.大小和方向均不变B.大小不变,方向改变C.大小改变,方向不变D.大小和方向均改变【答案】A【解析】【分析】【详解】橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,v x和v y恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.2.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m,一小球以水平速度v飞出,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是()A6m/s22m/sv<<B.22m/s 3.5m/s<≤vC2m/s6m/s<<v<<D6m/s23m/sv【答案】A【分析】 【详解】若小球打在第四级台阶的边缘上高度4h d =,根据2112h gt =,得 1880.4s 0.32s 10d t g ⨯=== 水平位移14x d = 则平抛的最大速度111m/s 22m/s 0.32x v t === 若小球打在第三级台阶的边缘上,高度3h d =,根据2212h gt =,得 260.24s dt g== 水平位移23x d =,则平抛运动的最小速度222m/s 6m/s 0.24x v t === 所以速度范围6m/s 22m/s v <<故A 正确。
故选A 。
【点睛】对于平抛运动的临界问题,可以通过画它们的运动草图确定其临界状态及对应的临界条件。
3.如图所示,一根长木杆ab 两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO 上,已知杆与水平地面之间的夹角为θ=53°,a 点到地面的距离为12m 。
从竖直墙壁上距地面8m 的c 点以水平速度v 0射出一颗小石子,小石子运动的轨迹恰好与ab 杆相切(重力加速度g 取10m/s 2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),则小石子射出时的水平初速度为( )A .10m/sB .5C 352D 3102m/s【解析】 【分析】 【详解】将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向,如图所示在垂直于杆的运动方向上10sin 0.8v v v θ==在垂直于杆的方向的加速度1cos 0.6g g g θ==由题可知,减速到零时的,恰好与杆相碰,则211cos 2v ac g θ=整理得035m/s v =故选B 。
4.物体A 做平抛运动,以抛出点O 为坐标原点,以初速度v 0的方向为x 轴的正方向、竖直向下的方向为y 轴的正方向,建立平面直角坐标系。
如图所示,两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射物体A ,在坐标轴上留下两个“影子”,则两个“影子”的位移x 、y 和速度v x 、v y 描述了物体在x 、y 两个方向上的运动。
若从物体自O 点抛出时开始计时,下列图像中正确的是( )A .B .C .D .【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AC .“影子”在x 轴方向做匀速运动,因此在x v x — 图象中是一条平行于x 轴的直线,根据0x v t =可知在—x t 图象中是一条过坐标原点的直线,AC 错误; BD .物体在竖直方向上做自由落体运动,根据212y gt =可知在y t —图象中是一条开口向上的抛物线,根据22y v gy =可知在y v y — 图象是是一条开口向右的抛物理线,B 正确,D 错误。
故选B 。
5.如图所示,是竖直平面内的直角坐标系,P 、Q 分别是y 轴和x 轴上的一点,这两点到坐标原点的距离均为L 。
从P 点沿x 轴正向抛出一个小球,小球只在重力作用下运动,恰好经过Q 点,现改变抛出点的位置(仍从第一象限抛出),保持抛出速度的大小和方向不变,要使小球仍能经过Q 点,则新的抛出点坐标(x 、y )满足的函数关系式为( )A .()2L Lx -B .()232L Lx -C .()22L Lx -D .()22L Lx -【答案】A 【解析】 【分析】【详解】小球从P 点沿x 轴正向抛出,有212L gt =0L v t =解得0v =当抛出点的坐标为(x ,y )时,小球以初速度v 0水平抛出,仍能到达Q 点,则有0L x v t '-=212'=y gt 解得()2L x y L-=,其中0<x <L选项A 正确,BCD 错误。
故选A 。
6.一艘小船在静水中的速度为 3 m/s ,渡过一条宽 150 m ,水流速度为 4 m/s 的河流,则该 小船( ) A .能到达正对岸 B .渡河的时间可能少于 50 sC .以最短位移渡河时,位移大小为 200 mD .以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为 240 m 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸,选项A 错误;B .船以最短时间渡河时,渡河时间150s=50s 3d t v ==船 所以渡河的时间不可能少于50 s ,选项B 错误; D .以最短时间渡河时,沿河岸的位移min 450m 200m x v t ==⨯=水即到对岸时被冲下200m ,选项D 错误;C .因为船在静水中的速度小于河水的流速,由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正达对岸。
所以最短位移时船的速度与合速度的方向垂直,设合速度与河岸之间的夹角θ,有3sin4vvθ船水==设对应的最短位移为s,则sindsθ=所以150m200m3sin4dsθ===选项C正确。
故选C。
7.如图所示,在一倾角为ϕ的斜面底端以一额定速率0v发射物体,要使物体在斜面上的射程最远,忽略空气阻力,那么抛射角θ的大小应为()A.42πϕ-B.4πϕ-C.42πϕ+D.4πϕ+【答案】C【解析】【分析】【详解】以平行于斜面为x轴,垂直于斜面为y轴,发射点为原点,建立平面直角坐标系,由运动学方程得()()221cos sin21sin cos02x v t g ty v t g tθϕϕθϕϕ⎧=-⋅-⋅⎪⎪⎨⎪=-⋅-⋅=⎪⎩解得()22sin2sincosvxgθϕϕϕ--=⋅显然当42πϕθ=+时()20max1sin v x g ϕ=+。
故选C 。
8.图示为足球球门,球门宽为L ,一个球员在球门中心正前方距离球门s 处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点).若球员顶球点的高度为h .足球被顶出后做平抛运动(足球可看做质点),重力加速度为g .则下列说法正确的是A .足球在空中运动的时间222s h t g+=B .足球位移大小224L x s =+ C .足球初速度的方向与球门线夹角的正切值2tan s Lθ=D .足球初速度的大小2202()4g L v s h =+ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A 、足球运动的时间为:2ht g=错; B 、足球在水平方向的位移大小为:224L x s =+所以足球的位移大小:222224Ll h x h s =+=++错C 、由几何关系可得足球初速度的方向与球门线夹角的正切值为:2tan sLθ=,C 正确 D 、足球的初速度的大小为:22024x g L v s t h ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭错误; 故本题选:C 【点睛】(1)根据足球运动的轨迹,由几何关系求解位移大小.(2)由平抛运动分位移的规律求出足球的初速度的大小 (3)由几何知识求足球初速度的方向与球门线夹角的正切值.9.如图所示,水平面上有一汽车A ,通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B ,使物体B 匀速向右运动,物体B 与地面的动摩擦因数为0.6,当拉至图示位置时,两绳子与水平面的夹角分别为α、β,二者速度分别为A v 和B v ,则( )A .汽车向右做减速运动B .若图示位置αβ<,则A B v v <C .β从30°到60°的过程中组子对B 的拉力越来越小D .β从30°到60°的过程中绳子对B 的拉力的功率越来越小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A. A 、B 两物体的速度分解如图:由图可知,A A v v cos α=绳B B v v cos β=绳 A B v v =绳绳物体B 匀速向右运动,所以β增大,A B v v =绳绳减小,又α减小,cos α增大,所以A v 减小,即汽车向右做减速运动,选项A 正确; B.若图示位置αβ<,则A B v v <,选项B 正确;C.β从30°到60°的过程中绳子对B 的拉力先减小后增大,选项C 错误;D.因为β从30°到60°的过程中B 的摩擦力减小,故绳子对B 的拉力的功率减小。
选项D 正确。
故选ABD 。
10.一两岸平行的河流宽为200m ,水流速度为5m/s ,在一次抗洪抢险战斗中,武警战士驾船把受灾群众送到河对岸的安全地方。
船相对静水的速度为4m/s 。
则下列说法正确的是( )A .该船不能垂直过河B .该船能够垂直过河C .渡河的位移可能为200mD .渡河的位移可能为260m【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB .由于船相对静水的速度小于水流速度,故船不能垂直过河,选项A 正确,B 错误; CD .要使小船过河的位移最短,当合速度的方向与船在静水中的速度相垂直时,渡河的最短位移,那么根据v d s v 船水=解得最短位移为 5200m 250m 4v s d v ==⨯=水船 故位移是200m 是不可能的,位移是260m 是可能的。
选项C 错误,D 正确。
故选AD 。
11.如图所示,倾角为θ=37°的斜面放在水平地面上,小球从斜面顶端P 点以初速度v 0水平抛出,刚好落在斜面中点处。
现将小球以初速度2v 0水平抛出,不计空气阻力,小球下落后均不弹起,sin37°=0.6,c os37°=0.8,重力加速度为g ,则小球两次在空中运动过程中( )A .时间之比为1:2B .时间之比为12C .水平位移之比为1:4D .竖直位移之比为1:2【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】第一次落到斜面中点,假设第二定落到水平面上,根据212h gt =可知122t t =水平方向做匀速直线运动,根据x vt=代入数据可知1222xx=由于第一次恰好落到斜面中点处,因此第二定一定落到水平面上,假设成立。
因此运动时间之比1:2;水平位移之比为1:22;竖直位移之比为1:2。
BD正确,AC错误。