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- 2021-05-23 发布
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抛体运动
[A组·基础题]
1.如图所示,三个小球从同一高度处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O′是O在水平面上的射影点,且O′A∶O′B∶O′C=1∶3∶5.若不计空气阻力,则下列说法正确的是( B )
A.v1∶v2∶v3=1∶2∶3
B.三个小球下落的时间相同
C.三个小球落地的速度相同
D.三个小球落地的速率相等
2. (2019·广州惠州调研)如图所示,A,B两个平台水平距离为7.5 m某同学先用一个小球从A平台边缘以v0=5 m/s的速度水平抛出,结果小球落在了B平台左侧下方6.25 m处.重力加速度g取10 m/s2,忽略空气阻力,要使小球从A平台边缘水平抛出能落到B平台上,则从A平台边缘水平抛出小球的速度至少为 ( B )
A.6 m/s B.7.5 m/s
C.9 m/s D.11.25 m/s
解析:由平抛运动的规律可知:x=v01t1;h+6.25=gt;当小球恰能落到平台B上时:x=v02t2;h=gt;联立解得:v02=7.5 m/s;故选B.
3.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60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为( C )
A. B.
C. D.
4.(2015·山东卷)距地面高5 m的水平直轨道上A、B两点相距2 m,在B点用细线悬挂一小球,离地高度为h,如图.小车始终以4 m/s的速度沿轨道匀速运动,经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至B点时细线被轧断,最后两球同时落地.不计空气阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2.可求得h等于( A )
A.1.25 m B.2.25 m
C.3.75 m D.4.75 m
5. (2018·湖南G10教育联盟高三联考)一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重垂线y方向,未在纸上记下斜槽末端位置,并只描出如图所示的一段平抛轨迹曲线.在曲线上取A、B两点,用刻度尺分别量出到y的距离,AA′=x1,BB′=x2,以及AB的竖直距离h,从而可求出小球抛出的初速度v0为( A )
A.
B.
C.
D.(x2-x1)
解析:水平方向小球做匀速直线运动,则由初始点O到A过程有:x1=v0t0 ①
由初始点O到B过程:x2=v0t ②
竖直方向做自由落体运动,则有h=gt2-gt ③
联立①②③得:v0=,A正确.
6. (多选)某物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为θ,其正切值tan θ随时间t变化的图象如图所示,(g取10 m/s2)则( AD )
A.第1 s物体下落的高度为5 m
B.第1 s物体下落的高度为10 m
C.物体的初速度为5 m/s
D.物体的初速度为10 m/s
7.(多选) 如图所示,一演员表演飞刀绝技,由O点先后抛出完全相同的三把飞刀,分别依次垂直打在竖直木板M、N、P三点上.假设不考虑飞刀的转动,并可将其看作质点,已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h,以下说法正确的是( CD )
A.三把飞刀在击中板时动能相同
B.到达M、N、P三点的飞行时间之比为1∶∶
C.到达M、N、P三点的初速度的竖直分量之比为∶∶1
D.设到达M、N、P三点,抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3,则有θ1>θ2>θ3
8.(多选)如图所示,一质点以速度v0从倾角为θ的斜面底端斜向上抛出,落到斜面上的M点且速度水平向右.现将该质点以2v0的速度从斜面底端朝同样方向抛出,落在斜面上的N点.下列说法正确的是( AD )
A.落到M和N两点时间之比为1∶2
B.落到M和N两点速度之比为1∶1
C.M和N两点距离斜面底端的高度之比为1∶2
D.落到N点时速度方向水平向右
[B组·能力题]
9.(多选)(2017·河南洛阳尖子生一联)一个质量为m的质点以速度v0做匀速运动,某一时刻开始受到恒力F的作用,质点的速度先减小后增大,其最小值为.质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中( AD )
A.经历的时间为
B.经历的时间为
C.发生的位移为
D.发生的位移为
10. (2018·河南省郑州市高三二模)如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直面内.现甲、乙两位同学分别在M、N两点同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知∠MOQ=60° ,忽略空气阻力.则下列说法正确的是( AB )
A.两球拋出的速率之比为1∶3
B.若仅增大v1,则两球将在落入坑中之前相撞
C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变
D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中
解析:根据几何关系知,Q到O点的水平方向的距离等于0.5R,所以M的水平位移xM=R-=,N的水平位移为:xN=R+=,则落在Q点的水平位移之比为1∶3,运动时间相等,则初速度之比为1∶3,A正确;若只增大v1,而v2不变,则M运动的轨迹的落点将向右一些,两球可在空中相遇,B正确;要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为2R,则(v1+v2)t=2R,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以v1+v2也不是一个定值,C错误;根据平抛运动的推论:速度的反向延长线交水平位移的中点,因为球心O并不是水平位移的中点,所以不可能使小球沿半径方向落在圆弧轨道内,D错误.
11. (2019·齐鲁名校联考)如图所示,是某次研究小球做平抛运动过程得到的频闪照片的一部分.已知背景正方形的边长为b,闪光频率为f.求:(各问的答案均用b、f表示)
(1)当地的重力加速度g的大小;
(2)小球通过C点瞬时速度vC的大小;
(3)小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA.
解析:(1)根据Δx=aT2可得g==bf2;
(2)水平速度v0==2bf,小球通过C点的竖直速度vCy==,则小球经过C点的瞬时速度vC的大小:vC===bf;
(3)小球经过A点的竖直速度:vAy=vCy-2gT=bf,则小球从开始平抛到运动到A位置经历的时间tA==.
答案:(1)g=bf 2 (2)vC=bf (3)tA=
12.(2016·浙江卷)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示.P是一个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒.高度为h的探测屏AB竖直放置,离P点的水平距离为L,上端A与P点的高度差也为h.
(1)若微粒打在探测屏AB的中点,求微粒在空中飞行的时间;
(2)求能被探测屏探测到的微粒的初速度范围;
(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等,求L与h的关系.
解析:(1)打在中点的微粒满足h=gt2①
可得t=.②
(2)打在B点的微粒,有v1=,2h=gt③
可得v1=L④
同理,打在A点的微粒初速度v2=L⑤
微粒的初速度范围L≤v≤L.⑥
(3)由能量关系可得
mv+mgh=mv+2mgh⑦
代入④⑤式得L=2h.⑧
答案:(1) (2)L≤v≤L
(3)L=2h