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,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v0
C.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:
sin
x
v vβ
=(2)
10
cos
y
v vβ
=(3)
2
1
12
y
v
y
g
=(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0
sin
x
v vβ
=不变,斜面倾角θ=45°,
20
tan45sin
y x x
v v v vβ
===(5)
2
2
22
y
y
y
g
=(6)
()
222
12
cos sin
2
v
y y y
g
ββ
-
∆=-=(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:
()111
111tan 90222tan y x v y x v ββ
==-=(8) 由(8)变形化解:
2
011cos sin 2tan v x y g
ββ
β==(9)
同理,Ⅱ中水平位移为:
22022sin 2tan 45v x y g
β
==(10)
()
2012sin sin cos v x x x g
βββ+=+=
总(11) =tan45y
x ∆总
故
=y x ∆总
即
2sin sin cos βββ-=-(12)
由此得
1
tan 3
β=
19090arctan 3
αβ=-=-
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,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 θ
B .竖直方向速度大小为sin v θ
C .竖直方向速度大小为tan v θ
D .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
()2
2sin 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.
4.一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()
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
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
160
s40s
4
min
c
d
t
v
===
它沿水流方向的位移大小为
340m120m
min
x v t
==⨯=
水
选项BC正确。
本题选错误的,故选D。
5.如图所示,竖直墙MN,小球从O处水平抛出,若初速度为v a,将打在墙上的a点;若初速度为v b,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v a与v b的比值为()
A.
sin
sin
α
βB.
cos
cos
β
α
C
tan
tan
α
β
D
tan
tan
β
α
【答案】D
【解析】
根据平抛运动知识可知: