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- 2021-06-02 发布
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4.2 抛体运动 作业
1.“套圈圈”是老少皆宜的游戏,如图,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁圈,都能套中地面上同一目标.设铁圈在空中运动时间分别为t1、t2,则( )
A.v1=v2 B.v1>v2
C.t1=t2 D.t1>t2
解析:选D.根据平抛运动的规律h=gt2知,运动的时间由下落的高度决定,故t1>t2,所以选项C错误,D正确;由题图知,两圈水平位移相同,再根据x=vt,可得v1<v2,故选项A、B错误.
2.在一堵竖直高墙前x远处的高台上水平抛出A、B两小球,若两球抛出的初速度vA>vB,A、B两球分别打到高墙a、b两点,则有(不计空气阻力)( )
A.a点在b点的上方
B.a点在b点的下方
C.A球打到a点的速率一定大于B球打到b点的速率
D.A球打到a点的速率一定小于B球打到b点的速率
解析:选A.平抛运动的水平位移x=vt,速度越大,时间越短,再由h=gt2可得时间短的竖直位移小,高度高,所以a点在b点的上方,选项A正确,选项B错误;a的水平速度比b大,b的竖直速度比a大,没有具体数据,无法比较合速度v=的大小,选项C、D错误.
3.(多选)如图所示,两堵竖直光滑墙壁相隔一定距离,水平面光滑,A球从左墙壁一定高度处,B球从左墙壁底以相同的初速度同时水平向右运动,A球与墙壁相碰时水平分速度大小不变、方向相反,竖直分速度不变,B球与墙壁相碰时速度大小不变、方向相反,则关于两球运动的说法正确的是( )
A.初速度较小时,两球可以相碰
B.初速度较小时,两球不会相碰
C.初速度较大时,两球可以相碰
D.初速度较大时,两球不会相碰
解析:选AC.两球水平速度相同,初速度较小时,两球可能在碰到右墙壁前在地面相碰,选项A正确;初速度较大时,两球同时与右墙壁相碰,水平速度反向且大小不变,两球仍然能够相碰,选项C正确.
4.如图所示,一质点做平抛运动先后经过A、B两点,到达A点时速度方向与竖直方向的夹角为60°,到达B点时速度方向与水平方向的夹角为45°.质点运动到A点与质点运动到B的时间之比是( )
A. B.
C. D.条件不够,无法求出
解析:选B.设初速度大小为v0,将A、B两点的速度分解,在A点:tan(90°-60°)==,在B点:tan 45°==,由以上两式可求得:==,故选项B正确.
5.如图所示,有一口竖直水井,井口距水面的高度为h=20 m.井的横截面为一个圆,半径为R=1 m,且井壁光滑,有一个小球从井口的一侧以水平速度v0=9.5 m/s抛出与井壁发生碰撞,小球反弹前后水平分速度大小不变、方向相反,竖直分速度不变且不考虑小球的旋转和空气阻力.重力加速度为g=10 m/s2.小球能与井壁发生碰撞的次数为( )
A.8次 B.9次
C.10次 D.11次
解析:选B.抛出小球开始计时,小球第一次与墙壁碰撞的时刻t1== s,小球下落可看作完整的平抛运动,则总时间t==2 s,相邻两次碰撞的时间相等,因为=9.5,所以小球能与井壁碰撞的次数为9次,故B正确,A、C、D错误.
6.从某一高度处的同一地点同时水平和竖直向上抛出两个小球,两球的初速度大小均为20 m/s,两球之间用一根轻绳相连,两球抛出1 s时,轻绳恰好绷直,则轻绳的长度为(取g=10 m/s2)( )
A.10 m B.20 m
C.30 m D.20 m
解析:选D.竖直上抛的小球上升的高度h1=v0t-gt2=15 m,平抛小球的水平位移x=v0t=20 m,竖直下落的高度为h2=gt2=5 m,轻绳的长度为l,有l2=x2+(h1+h2)2,l=20 m,选项D正确.
7.(2018·高考全国卷Ⅲ) 在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上.甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )
A.2倍 B.4倍
C.6倍 D.8倍
解析:选A. 两个小球都落在斜面上,则小球位移的方向相同,沿斜面向下,设斜面的倾角为θ,速度的偏转角为α,由于tan α=2tan θ,所以α也为定值,由于vt=,故==2,选项A正确.
8.一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 m,一小球以水平速度v飞出,g取10 m/s2,空气阻力不计,欲打在第四台阶上,则v的取值范围是( )
A. m/s