平拋運動的規律及應用試卷

2022-11-20 21:21:08 字數 4301 閱讀 5264

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課時提公升作業(十一)

(45分鐘 100分)

一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分。多選題已在題號後標出)

1.「套圈圈」是小孩和大人都喜愛的一種遊戲。如圖所示,某小孩和大人直立在界外,在同一條豎直線上的不同高度分別水平丟擲圓環,並恰好套中前方同一物體。

假設圓環的運動可以視為平拋運動,則(  )

a.大人丟擲的圓環運動的時間較短

b.大人應以較小的速度丟擲圓環

c.小孩丟擲的圓環發生的位移較大

d.小孩丟擲的圓環單位時間內速度的變化量較小

【解析】選b。圓環做平拋運動,小孩丟擲的圓環的豎直位移較小,水平位移與大人丟擲的圓環的水平位移相等,所以小孩丟擲的圓環發生的位移較小,選項c錯誤;由豎直方向的運動規律得h=gt2,大人丟擲的圓環的運動時間長,選項a錯誤;在水平方向上,由x=v0t可知,大人丟擲的圓環的速度較小,選項b正確;圓環的加速度相同,單位時間內速度的變化量δv=gδt相同,選項d錯誤。

2.(多選)(2013·江蘇高考)如圖所示,從地面上同一位置丟擲兩小球a、b,分別落在地面上的m、n點,兩球運動的最大高度相同。空氣阻力不計,則(  )

的加速度比a的大

的飛行時間比a的長

在最高點的速度比a在最高點的大

在落地時的速度比a在落地時的大

【解題指南】(1)拋體運動都是受到重力作用的加速度相等的勻變速運動。

(2)拋體運動的處理方法是將運動分解為水平和豎直兩個方向。

(3)斜拋運動在最高點的速度為丟擲初速度的水平分速度。

【解析】選c、d。a、b兩球都做斜上拋運動,只受重力作用,加速度即為重力加速度,a項錯誤;在豎直方向上做豎直上拋運動,由於能上公升的豎直高度相同,豎直分速度相等,所以兩小球在空中飛行的時間相等,b項錯誤;由於b球的水平射程比較大,故b球的水平速度比a球的水平速度大,c、d項正確。

3.(2015·南通模擬)水平丟擲的小球,t秒末的速度方向與水平方向的夾角為

θ1,t+t0秒末速度方向與水平方向的夾角為θ2,忽略空氣阻力,重力加速度為g,

則小球初速度的大小為(  )

【解析】選d。將t秒末和t+t0秒末的速度分解如圖所示,則tanθ1=,tanθ2=,又vy2=vy1+gt0,解得v0=,故d正確。

4.(2014·寶雞模擬)如圖所示,在水平放置的半徑為r的圓柱體的正上方的p點將乙個小球以水平速度v0沿垂直於圓柱體的軸線方向丟擲,小球飛行一段時間後恰好從圓柱體的q點沿切線飛過,測得o、q連線與豎直方向的夾角為θ,那麼小球完成這段飛行的時間是(  )

【解析】選c。小球做平拋運動,tanθ==,則時間t=,選項a、b錯誤;在水平方向上有rsinθ=v0t,則t=,選項c正確,選項d錯誤。

5.(2015·泰州模擬)如圖所示,p是水平地面上的一點,a、b、c、d在同一條豎直線上,且ab=bc=cd。從a、b、c三點分別水平丟擲乙個物體,這三個物體都落在水平地面上的p點。

則三個物體丟擲時速度大小之比va∶vb∶vc為(  )

ab.1∶∶

c.1∶2∶3d.1∶1∶1

【解析】選a。由題意及題圖可知dp=vata=vbtb=vctc,所以v∝;又由h=gt2,得t∝,因此有v∝,由此得va∶vb∶vc=∶∶。

6.(2014·孝感模擬)傾角為θ的斜面,長為l,在頂端水平丟擲乙個小球,小球剛好落在斜面的底端,如圖所示,那麼小球的初速度v0的大小是(  )

【解析】選b。小球運動為平拋運動,水平方向為勻速直線運動x=v0t,豎直方向y=gt2。由斜面的幾何關係可得,x=lcosθ,y=lsinθ,解得t=b對。

【加固訓練】(多選)傾角為θ的斜面上有a、b、c三點,現從這三點分別以不同的初速度水平丟擲一小球,三個小球均落在斜面上的d點,今測得ab∶bc∶cd=5∶3∶1,由此可判斷(  )

處三個小球運動時間之比為1∶2∶3

處三個小球落在斜面上時速度與初速度的夾角之比為1∶1∶1

處三個小球的初速度大小之比為3∶2∶1

處三個小球的運動軌跡可能在空中相交

【解析】選b、c。由於沿斜面ab∶bc∶cd=5∶3∶1,故三個小球豎直位移之比為9∶4∶1,運動時間之比為3∶2∶1,a項錯誤;斜面上平拋的小球落在斜面上時,速度與初速度之間的夾角α滿足tanα=2tanθ,與小球丟擲時的速度大小和位置無關,因此b項正確;同時tanα=,所以三個小球的初速度之比等於運動時間之比,為3∶2∶1,c項正確;三個小球的運動軌跡(拋物線)在d點相切,因此不會在空中相交,d項錯誤。

7.如圖所示,勻強電場方向豎直向下,場強為e,從傾角為θ的足夠長的斜面上的a點先後將同一帶電小球(質量為m,所帶電荷量為q)以不同的初速度水平向左丟擲,第一次初速度為v1,球落到斜面上的瞬時速度方向與斜面夾角為α1,第二次初速度為v2,球落到斜面上的瞬時速度方向與斜面的夾角為α2,若v1>v2,則(  )

a.α1>α2  b.α1=α2  c.α1<α2  d.無法確定

【解析】選b。本題為類平拋運動,可遷移「做平拋運動的物體在任一時刻的速度方向與水平方向夾角α的正切值是此時其位移與水平方向夾角β正切值的2倍」,即「tanα=2tanβ」這一結論,由於兩次完成的位移方向一致,則末速度方向必定一致,從而得到正確選項為b。

【總結提公升】類平拋運動的兩種求解技巧

(1)常規分解法:將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直於初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運動,兩分運動彼此獨立,互不影響,且與合運動具有等時性。

(2)特殊分解法:對於有些問題,可以過拋出點建立適當的直角座標系,將加速度分解為ax、ay,初速度v0分解為vx、vy,然後分別在x、y方向列方程求解。

8.如圖所示,球網上沿高出桌面h,網到桌邊的距離為l。某人在桌球訓練中,從左側處,將球沿垂直於網的方向水平擊出,球恰好通過網的上沿落到右側桌邊緣。

設桌球的運動為平拋運動。則桌球(  )

a.在空中做變加速曲線運動

b.在水平方向做勻加速直線運動

c.在網的右側運動的時間是左側的2倍

d.擊球點的高度是網高的2倍

【解析】選c。桌球擊出後,在重力的作用下做平拋運動,其運動可分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動,a、b錯誤;網的左側和右側水平距離之比為===,c正確;擊球點到網上沿的高度與擊球點到桌面的高度之比為==,所以擊球點的高度與網高度之比為=,d錯誤。

9.(多選)(2015·台州模擬)如圖所示,a、b兩個小球從不同高度同時沿相反方向水平丟擲,其平拋運動軌跡的交點為p,則以下說法正確的是(  )

兩球同時落地

球先落地

兩球在p點相遇

d.無論兩球初速度大小多大,兩球總不能相遇

【解析】選b、d。豎直方向上,兩球同時做自由落體運動,故落地前任何時刻,a都在b的上側,兩球不可能相遇,故c錯誤,d正確;另由平拋運動時間t=知,b球先落地,即b正確,a錯誤。

10.(多選)如圖所示,光滑斜面固定在水平面上,頂端o有一小球,從靜止釋放,運動到底端b的時間為t1,若給小球不同的水平初速度,落到斜面上的a點,經過的時間為t2,落到斜面底端b點,經過的時間為t3,落到水平面上的c點,經過的時間為t4,則(  )

>>t2

>>t4

【解析】選b、d。設斜面高為h,底角為θ,則當小球沿斜面下滑時,其加速度a=gsinθ,由=a得t1=,小球平拋時,由h=gt2得t3=t4=>t2=,故t1>t3=t4>t2,選項a、c錯誤,b、d正確。

二、計算題(本題共2小題,共30分。需寫出規範的解題步驟)

11.(12分)(2015·南京模擬)刀削麵是山西最有代表性的麵條,堪稱天下一絕,已有數百年的歷史。傳統的操作方法是一手託面,一手拿刀,直接削到開水鍋裡,其要訣是:

「刀不離面,面不離刀,胳膊直硬手水平,手端一條線,一稜趕一稜,平刀是扁條,彎刀是三稜」。如圖所示,麵糰與開水鍋的高度差h=0.80m,與鍋的水平距離l=0.

50m,鍋的半徑r=0.50m。要使削出的麵條落入鍋中,求麵條的水平初速度v0的範圍。

【解析】由h=gt2

得t=0.4s

v1==1.25m/s

v2==3.75m/s

所以1.25m/s答案:1.

25m/s12.(18分)(2014·杭州模擬)某電視台娛樂節目,要求選手要從較高的平台上以水平速度v0躍出後,落在水平傳送帶上,已知平台與傳送帶高度差h=1.8m,水池寬度s0=1.

2m,傳送帶a、b間的距離l0=20.85m,由於傳送帶足夠粗糙,假設人落到傳送帶上後瞬間相對傳送帶靜止,經過乙個δt=0.5s反應時間後,立刻以a=2m/s2、方向向右的加速度跑至傳送帶最右端。

(1)若傳送帶靜止,選手以v0=3m/s水平速度從平台躍出,求從開始躍出到跑至傳送帶右端經歷的時間。

(2)若傳送帶以u=1m/s的恆定速度向左運動,選手若要能到達傳送帶右端,則從高台上躍出的水平速度v1至少多大。

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