高一抛体运动专题练习(解析版)
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A.3 m/sB.3 m/sC. m/sD. m/s
【答案】B
【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
在垂直于杆的方向的加速度
由题可知,减速到零时的,恰好与杆相碰,则
整理得
故选B。
7.一小船在静水中的速度为4m/s,它在一条河宽160m,水流速度为3m/s的河流中渡河,则下列说法错误的是( )
一、第五章抛体运动易错题培优(难)
1.一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50s
C.以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200m
D.以最短位移渡河时,位移大小为150m
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
根据三角形相似可知,最短位移
选wk.baidu.comD错误。
故选B。
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. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
水做平抛运动,竖直方向上有
解得运动时间
水平方向上有
则两落地点距圆心在地面投影点的距离为 ,与圆心在地面投影点的连线夹角为 ,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 ,选项C正确,ABD错误。
故选C。
6.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 =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v0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/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),则小石子射出时的水平初速度为( )
同理,D点的速度分解可得
联立解得
那么,同理则有
由于控制乙物体以 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 ,AB错误;
CD.设甲与悬点连线与水平夹角为 ,乙与悬点连线与竖直夹角为 ,由上分析可得
在乙下降过程中, 角在逐渐增大, 角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C正确,D错误。
故选C。
3.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为 和 ,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( )
【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.
5.一个半径为 的空心球固定在水平地面上,球上有两个与球心 在同一水平面上的小孔 、 ,且 ,球装满水后,有水以 的速度从两孔沿径向水平流出,设水流出后做平抛运动,重力加速度 ,则两孔流出的水的落地点间距离为( )
A.竖直方向速度大小为
B.竖直方向速度大小为
C.竖直方向速度大小为
D.相对于地面速度大小为
【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: ,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 ,故D错误.
A.5.4mB.6.8mC.6mD.7.2m
【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
A. B. C. D.
【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
两式相乘,得
则 ,解得v水=3.75m/s,B正确,ACD错误。
故选B。
4.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 匀速运动,当光盘由 位置运动到图中虚线所示的 位置时,细线与竖直方向的夹角为 ,此时铁球
A.甲在A点的速度为2m/s
B.甲在A点的速度为2.5m/s
C.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
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
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
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
当合速度与河岸垂直,渡河位移最短,位移大小为河宽160m。
选项A正确,D错误;
BC.当静水中的速度与河岸垂直时,渡河时间最短,为
它沿水流方向的位移大小为
选项BC正确。
本题选错误的,故选D。
8.如图所示,从倾角θ=37°的斜面上方P点,以初速度v0水平抛出一个小球,小球以10m/s的速度垂直撞击到斜面上,过P点作一条竖直线,交斜面于Q点,则P、Q间的距离为(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)( )
A.小船以最短位移渡河时,位移大小为160m
B.小船渡河的时间不可能少于40s
C.小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为120m
D.小船不可能到达正对岸
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AD.船在静水中的速度大于河水的流速,由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸,所以小船能垂直河岸正达对岸。合速度与分速度如图
【答案】B
【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
在垂直于杆的方向的加速度
由题可知,减速到零时的,恰好与杆相碰,则
整理得
故选B。
7.一小船在静水中的速度为4m/s,它在一条河宽160m,水流速度为3m/s的河流中渡河,则下列说法错误的是( )
一、第五章抛体运动易错题培优(难)
1.一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50s
C.以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200m
D.以最短位移渡河时,位移大小为150m
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
根据三角形相似可知,最短位移
选wk.baidu.comD错误。
故选B。
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. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
水做平抛运动,竖直方向上有
解得运动时间
水平方向上有
则两落地点距圆心在地面投影点的距离为 ,与圆心在地面投影点的连线夹角为 ,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 ,选项C正确,ABD错误。
故选C。
6.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 =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v0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/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6),则小石子射出时的水平初速度为( )
同理,D点的速度分解可得
联立解得
那么,同理则有
由于控制乙物体以 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 ,AB错误;
CD.设甲与悬点连线与水平夹角为 ,乙与悬点连线与竖直夹角为 ,由上分析可得
在乙下降过程中, 角在逐渐增大, 角在逐渐减小,则有甲的速度在增大,C正确,D错误。
故选C。
3.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为 和 ,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( )
【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.
5.一个半径为 的空心球固定在水平地面上,球上有两个与球心 在同一水平面上的小孔 、 ,且 ,球装满水后,有水以 的速度从两孔沿径向水平流出,设水流出后做平抛运动,重力加速度 ,则两孔流出的水的落地点间距离为( )
A.竖直方向速度大小为
B.竖直方向速度大小为
C.竖直方向速度大小为
D.相对于地面速度大小为
【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: ,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 ,故D错误.
A.5.4mB.6.8mC.6mD.7.2m
【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
A. B. C. D.
【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
两式相乘,得
则 ,解得v水=3.75m/s,B正确,ACD错误。
故选B。
4.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 匀速运动,当光盘由 位置运动到图中虚线所示的 位置时,细线与竖直方向的夹角为 ,此时铁球
A.甲在A点的速度为2m/s
B.甲在A点的速度为2.5m/s
C.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
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
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
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
当合速度与河岸垂直,渡河位移最短,位移大小为河宽160m。
选项A正确,D错误;
BC.当静水中的速度与河岸垂直时,渡河时间最短,为
它沿水流方向的位移大小为
选项BC正确。
本题选错误的,故选D。
8.如图所示,从倾角θ=37°的斜面上方P点,以初速度v0水平抛出一个小球,小球以10m/s的速度垂直撞击到斜面上,过P点作一条竖直线,交斜面于Q点,则P、Q间的距离为(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)( )
A.小船以最短位移渡河时,位移大小为160m
B.小船渡河的时间不可能少于40s
C.小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为120m
D.小船不可能到达正对岸
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AD.船在静水中的速度大于河水的流速,由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸,所以小船能垂直河岸正达对岸。合速度与分速度如图