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- 2021-06-02 发布
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滚动检测(一) 平抛运动
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共9小题,共54分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,选错或不选的得0分)
1.船在静水中航速为v1,水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为( ).
解析 为使船行驶到正对岸,v1、v2的合速度应指向正对岸,所以C正确.
答案 C
图1
2.如图1所示,一小球以v0=10 m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点.在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计,g取10 m/s2).以下判断中正确的是 ( ).
A.小球经过A、B两点间的时间t=1 s
B.小球经过A、B两点间的时间t= s
C.A、B两点间的高度差h=10 m
D.A、B两点间的高度差h=15 m
解析 设A点竖直速度为v⊥A,v⊥A=v0=gtA,得tA=1 s,设B点的竖直速度为v⊥B,v⊥B=v0tan 60°=gtB得tB= s,则小球经过A、B两点间的时间为tB-tA=(-1)s,故A错误、B错误;A、B两点间的高度差hAB= t=10 m,故C正确、D错误.
答案 C
图2
3.在运动的合成和分解的实验中,红蜡块在长1 m的竖直放置的玻璃管中在竖直方向能做匀速直线运动.现在某同学拿着玻璃管在水平方向上做匀加速直线运动,并每隔1 s画出蜡块运动所到达的位置,如图2所示,若取轨迹上C点(x1,y1)作该曲线的切线(图中虚线)交y轴于A点,则A的坐标 ( ).
A.(0,0.6y1) B.(0,0.5y1)
C.(0,0.4y1) D.无法确定
解析 红蜡块的运动为类平抛运动,由平抛运动的知识可知,过C点的切线应交于C点坐标y1的中点,所以选项B正确.
答案 B
图3
4.2009年以来我国共有29个省份不同程度发生洪涝灾害,受灾人口近9 200万人,死亡427人,受灾农作物710多万公顷,直接经济损失711亿元人民币.如图3所示,在一次救灾工作中,一架沿水平方向匀速飞行的直升机A,通过悬索(重力可忽略不计)从飞机中放下解放军战士B,在某一段时间内,解放军战士与直升机之间的距离以y=t2(式中各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化.则在这段时间内,下列关于解放军战士B的受力情况和运动轨迹(用虚线表示)的图示正确的是
( ).
解析 解放军战士在水平方向上做匀速运动,此方向上的合力为零;在竖直方向上向下做匀加速运动,合力向下,则G>T.合运动的轨迹为抛物线.选项A正确.
答案 A
5.如图4所示,质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的是( ).
图4
A.①② B.③④
C.②③ D.②④
解析 物体做曲线运动时,速度的方向是曲线上该位置P点的切线方向,所以可以排除④.物体所受合外力的方向指向曲线弯曲的一侧,所以可以排除①,答案选②③,即C正确.
答案 C
6.一条河宽为d,河水流速为v1,小船在静水中的速度为v2,要使小船在渡河过程中所行路程s最短,则 ( ).
A.当v1>v2时s=d
B.当v1v2时,s=d
D.当v2v2时,最短路程为d.故C对.
答案 C
7.一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为vt,则它的运动时间为 ( ).
A. B.
C. D.
解析 由速度的三角形定则可以知道竖直分速度为vy==gt,所以t=
eq f(
(v-v),g).答案选D.
答案 D
8.一个物体以速度v0水平抛出,落地时速度的大小为2v0,不计空气的阻力,重力加速度为g,则物体在空中飞行的时间为( ).
A. B.
C. D.
解析 如图所示,gt为物体落地时竖直方向的速度,由(2v0)2=v+(gt)2得:t=.C正确.
答案 C
图5
9.抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L,网高h,如图5所示,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g),将球水平发出,且恰好过网,如图5所示,则可以求出 ( ).
A.发球时的水平初速度
B.发球时的竖直高度
C.球落到球台上时的速度
D.从球被发出到被接住所用的时间
解析 由已知条件可知球的水平位移为x=,竖直位移为y=h,则由y=gt2可求出球第一次平抛的时间,由x=v0t可求得v0,A、B正确,v=2gh求出vy,再由v=得球落到球台上时速度的大小;但由于接球时位置的不确定,D选项不正确.
答案 ABC
二、实验题(共12分)
10.在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图6所示的装置,将一块平木板钉上复写纸和白纸,竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下,小球撞在木板上留下痕迹A;将木板向后移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下,小球撞在木板上留下痕迹B;又将木板再向后移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滑下,再得到痕迹C.若测得木板每次后移距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=1.50 cm,B、C间距离y2=14.30 cm,(g取9.80 m/s2)根据以上直接测量的物理量导出小球初速度的公式为v0=________(用题中所给字母表示),小球的初速度值为________m/s.
图6
解析 本题考查平抛运动的规律,因小球打上A、B、C三个痕迹时,木板向后移动的距离为x,所以从A到B与从B到C的时间是相等的,设为T,则据Δy=gT2,得T==;又小球在水平方向上做匀速直线运动,则x=v0T,所以v0==x,将题中已知数据代入可得v0=0.875 m/s.
答案 x 0.875
三、计算题(本题共2小题,共34分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(16分)从距地面高为H的A点平抛一物体,其水平射程为2s,在A的正上方距地面高2H的B点,以相同方向抛出另一物体,其水平射程为s,两物体在空中运动的轨迹在同一竖直面内,且都图7
从同一屏的顶端擦过,如图7所示.求该屏的高度.
解析 设A平抛初速度为vA;B平抛初速度为vB.
则对平抛全过程列式
对A有vAt1=2s;H=gt;
对B有vBt2=s;2H=gt;
综上可消元得=.
对抛出到屏顶端的平抛过程列式
对A有vAt3=X;H-h=gt;
对B有vBt4=X;
2H-h=gt
综上可消元得==.所以得h=H.
答案 H
图8
12.(18分)如图8所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6 m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体
击中.(A、B均可看做质点,sin 37°=0.6,
cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2的大小;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h.
解析 (1)物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得:
mgsin θ=ma
代入数据得:a=6 m/s2
设经过t时间B物体击中A物体,由运动学公式:
0=v1-at.
代入数据得:t=1 s.
(2)平抛物体B的水平位移:x=v1tcos 37°=2.4 m.
平抛速度:v2==2.4 m/s.
(3)物体A、B间的高度差:h=v1tsin 37°+gt2=6.8 m.
答案 (1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m