湖南省怀化三中抛体运动单元测试卷(含答案解析)

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设对应的最短位移为s,则
所以
选项C正确。
故选C。
11.里约奥运会我国女排获得世界冠军,女排队员“重炮手”朱婷某次发球如图所示,朱婷站在底线的中点外侧,球离开手时正好在底线中点正上空3.04m处,速度方向水平且在水平方向可任意调整.已知每边球场的长和宽均为9m,球网高2.24m,不计空气阻力,重力加速度 .为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是
CD.B向右做匀速直线运动,则 减小,所以A的速度增大,即A向上做加速运动,拉力
选项C错误,D正确。
故选AD。
15.如图,地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽,O为圆心,AB为水平直径。现将小球(可视为质点)从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点;若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,C、D两点等高,OC与水平方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
13.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B.小环到达B处时,重物上升的高度也为d
B正确;
C.0~4s内,在x方向物体的位移为4m,在y方向物体的位移为12m,物体位移为
C错误;
D.将4~6s内物体运动倒过来,相当于初速度为零,在x方向和y方向加速度都恒定,即物体加速度恒定,因此在这段时间内物体做初速度为零的匀加速直线运动,因此原题中在这段时间内物体做匀减速度直线运动,最终速度减为零,D错误。
A.小球从开始运动到落到凹槽上,前后两次的时间之比为1∶2
C.0~4s内物体的位移为12m
D.0~6s内物体一直做曲线运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.0~4s内,在x方向做匀速运动,在y方向做匀加速运动,因此物体做匀变速曲线运动运动,A错误;
B.由图象与时间轴围成的面积等于物体的位移,4~6s内,在x方向物体的位移为2m,在y方向物体的位移为4m,物体位移为
故选B。
10.一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 s
C.以最短位移渡河时,位移大小为200 m
D.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;
C.由AB选项分析可知,船在河中做加速运动。设河岸高为h,传到岸边的绳长为l,岸到船的距离为x,则由数学知识推导为

由加速度的定义式可得
又由几何关系可得


所以当船在河中向左运动时,x逐渐减小,a逐渐增大,则船在河中做加速度增加的加速直线运动,所以C正确;
D.由AB选项分析可知
则当

所以D正确。
故选CD。
A.小球落在P点的时间是
B.Q点在P点的下方
C.v1>v2
D.落在P点的时间与落在Q点的时间之比是
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.以水平速度v1从O点抛出小球,正好落入倾角为 的斜面上的洞中,此时位移垂直于斜面,由几何关系可知
所以
A错误;
BC.当以水平速度v2从O点抛出小球,小球正好与斜面在Q点垂直相碰,此时速度与斜面垂直,根据几何关系可知
【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.
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( )
小球垂直打到斜面时,碰撞无能力损失,设竖直方向速度vy2,则水平方向速度保持 不变,斜面倾角θ=45°,
(5)
(6)
(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:
(8)
由(8)变形化解:
(9)
同理,Ⅱ中水平位移为:
(10)
(11)


(12)
由此得
故可求得α的值,其他选项无法求出;
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。
5.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.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.某人划船横渡一条河流,已知船在静水中的速率恒为v1,水流速率恒为v2,且v1>v2.他以最短时间方式过河用时T1,以最短位移方式过河用时T2.则T1与T2的比值为( )
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 ,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 点处,在杆的中点 处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物 , 点与 点距离为 ,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 缓缓转至水平位置(转过了 角),此过程中下述说法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
河水流速处处相同大小为v2,船速大小恒为v1,且v1>v2。设河宽为d,以最短位移过河时,所用时间为T2,则有
以最短时间T1过河时,有
联立解得
选项D正确,ABC错误。
故选D。
8.如图所示,竖直墙MN,小球从O处水平抛出,若初速度为va,将打在墙上的a点;若初速度为vb,将打在墙上的b点.已知Oa、Ob与水平方向的夹角分别为α、β,不计空气阻力.则va与vb的比值为( )
B.上面的分析得出,重物的速度先增大后减小,所以重物 先向上加速后向上减速,即先超重后失重,故B正确。
故选B。
【点睛】
解决本题的关键在于掌握运动的合成与分解,把C点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳的方向,沿绳方向的分速度等于重物的速度。
3.一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型,以水平速度v1从O点抛出小球,正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,洞口处于斜面上的P点,OP的连线正好与斜面垂直;当以水平速度v2从O点抛出小球,小球正好与斜面在Q点垂直相碰。不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.α的值
B.小球的初速度v0
C.小球在空中运动时间
D.小球初动能
【答案】A
【Байду номын сангаас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:
(2)
(3)
(4)
B.船以最短时间渡河时,渡河时间
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
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
A.船在河中做匀速直线运动,速度也为v
B.船在河中做匀减速直线运动
C.船在河中做加速度增加的加速直线运动
D.斜绳与水平成 时,
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由题意知,船的速度方向水平向左。现在将船的速度分解到两个方向,沿着绳子向上的 和垂直于绳子向下的 ,其中
则根据几何关系可知
随着人向左拉绳子,船也在水平向左运动, 角逐渐变大,则可知 逐渐增大,所以船在河中做加速运动,所以AB错误;

根据速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍,可知Q点在P点的上方, ,水平位移 ,所以 ,BC错误;
D.落在P点的时间与落在Q点的时间之比是 ,D正确。
故选D。
4.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】
应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.
14.如图所示,物体A和B质量均为m,分别与轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮之间的摩擦)。当用水平力F拉B物体沿水平面向右做匀速直线运动时,下列判断正确的是( )
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.
C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力 ,所以A正确;小环到达B处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即 ,所以B错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足: ,即 ,所以C正确,D错误.
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
根据平抛运动知识可知:
,则
同理可知:
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
9.质量为0.2kg的物体,其速度在x,y方向的分量vx,vy,与时间的关系如图所示,已知x.y方向相互垂直,则( )
A.0~4s内物体做直线运动
B.4~6s内物体的位移为
A.物体A的速度小于物体B的速度B.物体A的速度大于物体B的速度
C.绳子对物体A的拉力小于A的重力D.绳子对物体A的拉力大于A的重力
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.设绳子与水平方向的夹角为 ,将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图
沿绳子方向的分速度等于A的速度,有
选项A正确,B错误;
A.22m/sB.23m/s
C.25m/sD.28m/s
【答案】B
【解析】
恰好能过网时,根据 得, ,则击球的最小初速度 ,
球恰好不出线时,根据 ,得
则击球的最大初速度: ,注意运动距离最远是到对方球场的的角落点,所以 ,故B项正确.
综上所述本题正确答案为B.
12.如图所示,船停在平静的河水中,人在岸上拉船,人匀速向左的速度为v,则( )
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.重物 做匀速直线运动
B.重物 先超重后失重
C.重物 的最大速度是 ,此时杆水平
D.重物 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
该线速度在绳子方向上的分速度为
θ的变化规律是从开始最大(90°)然后逐渐变小,所以 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, 逐渐变小,绳子的速度变慢。所以知重物的速度先增大后减小,且最大速度为ωL,此时杆是与绳垂直,而不是水平的,故ACD错误;
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