(浙江選考)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案
《(浙江選考)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江選考)2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 第2講 平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)案(19頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第2講 平拋運(yùn)動(dòng) [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 必考要求 加試要求 說(shuō)明 平拋運(yùn)動(dòng) d d 1.不要求推導(dǎo)合運(yùn)動(dòng)的軌跡方程. 2.不要求計(jì)算與平拋運(yùn)動(dòng)有關(guān)的相遇問(wèn)題. 3.不要求定量計(jì)算有關(guān)斜拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題. 平拋運(yùn)動(dòng) 1.定義 將一物體水平拋出,物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng). 2.性質(zhì) 加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線. 3.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法 將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),分別研究?jī)蓚€(gè)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,必要時(shí)再用運(yùn)動(dòng)合成的方法進(jìn)行合成. 4.基本規(guī)律 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn),水平方向(初速度v0方向)為x軸
2、,豎直向下方向?yàn)閥軸,建立平面直角坐標(biāo)系,則: (1)水平方向:速度vx=v0,位移x=v0t. (2)豎直方向:速度vy=gt,位移y=gt2. (3)合速度:v=,方向與水平方向的夾角為θ,則tan θ==. (4)合位移:s=,方向與水平方向的夾角為α,tan α==. (5)角度關(guān)系:tan θ=2tan α. 自測(cè)1 從距地面高h(yuǎn)處水平拋出一小石子,空氣阻力不計(jì),下列說(shuō)法正確的是( ) A.石子運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間成正比 B.拋出時(shí)速度越大,石子在空中飛行時(shí)間越長(zhǎng) C.拋出點(diǎn)高度越大,石子在空中飛行時(shí)間越長(zhǎng) D.石子在空中某一時(shí)刻的速度方向有可能豎直向下 答案 C
3、 自測(cè)2 如圖1所示,在水平路面上一運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車跨越壕溝,壕溝兩側(cè)的高度差為0.8 m,水平距離為8 m,則運(yùn)動(dòng)員跨過(guò)壕溝的初速度至少為(空氣阻力不計(jì),g取10 m/s2)( ) 圖1 A.0.5 m/s B.2 m/s C.10 m/s D.20 m/s 答案 D 解析 運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t==0.4 s, 初速度至少為v== m/s=20 m/s. 命題點(diǎn)一 平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律 1.飛行時(shí)間:由t=知,時(shí)間取決于下落高度h,與初速度v0無(wú)關(guān). 2.水平射程:x=v0t=v0,即水平射程與初速度v0和下落高度h有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān). 3.落地速度
4、:v==,以θ表示落地速度與x軸正方向間的夾角,有tan θ==,即落地速度也只與初速度v0和下落高度h有關(guān). 4.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻瞬時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線必通過(guò)此時(shí)水平位移的中點(diǎn). 例1 (2017·浙江4月選考·13)圖2中給出了某一通關(guān)游戲的示意圖,安裝在軌道AB上可上下移動(dòng)的彈射器,能水平射出速度大小可調(diào)節(jié)的彈丸,彈丸射出口在B點(diǎn)的正上方,豎直面內(nèi)的半圓弧BCD的半徑R=2.0 m,直徑BD水平且與軌道AB處在同一豎直面內(nèi),小孔P和圓心O連線與水平方向夾角為37°.游戲要求彈丸垂直于P點(diǎn)圓弧切線方向射入小孔P就能進(jìn)入下一關(guān).為了能通關(guān),彈射器離B點(diǎn)的高度和彈丸射出的初速度分
5、別是(不計(jì)空氣阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)( ) 圖2 A.0.15 m,4 m/s B.1.50 m,4 m/s C.0.15 m,2 m/s D.1.50 m,2 m/s 答案 A 解析 如圖所示,OE=OPcos 37°=2.0×0.8 m=1.6 m, PE=OPsin 37°=2.0×0.6 m=1.2 m, 平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為:x=BO+OE=3.6 m, 即:v0t=3.6 m,OF=NE=NP-1.2 m=y(tǒng)-1.2 m, GF=-OE=-1.6 m, 而=tan 37°=, 解得:y=x=
6、×3.6 m=1.35 m, 所以彈射器離B點(diǎn)的高度為 h=MB=y(tǒng)-PE=1.35 m-1.2 m=0.15 m, 又=tan 37°,即=,v0t=3.6 m, 代入數(shù)據(jù)解得:v0=4 m/s,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 變式1 如圖3所示,滑板運(yùn)動(dòng)員以速度v0從離地高度為h的平臺(tái)末端水平飛出,落在水平地面上.忽略空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員和滑板可視為質(zhì)點(diǎn),下列表述正確的是( ) 圖3 A.v0越大,運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng) B.v0越大,運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度越大 C.運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度方向與高度h無(wú)關(guān) D.運(yùn)動(dòng)員落地位置與v0大小無(wú)關(guān) 答案 B 變式2 (2016·浙江
7、10月選考·7)一水平固定的水管,水從管口以不變的速度源源不斷地噴出.水管距地面高h(yuǎn)=1.8 m,水落地的位置到管口的水平距離x=1.2 m.不計(jì)空氣及摩擦阻力,g=10 m/s2,水從管口噴出的初速度大小是( ) A.1.2 m/s B.2.0 m/s C.3.0 m/s D.4.0 m/s 答案 B 解析 水平噴出的水做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=gt2可知,水在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.6 s,由x=v0t 可知水從管口噴出的初速度為v0=2.0 m/s,因此選項(xiàng)B正確. 變式3 如圖4所示,x軸在水平地面上,y軸沿豎直方向,圖中畫(huà)出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和
8、c的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的,不計(jì)空氣阻力,則( ) 圖4 A.a(chǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比b的長(zhǎng) B.b和c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 C.a(chǎn)的初速度比b的小 D.b的初速度比c的小 答案 B 解析 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h=gt2,得t=,因此平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只由下落高度決定,因?yàn)閔b=hc>ha,所以b與c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,大于a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;又因?yàn)閤a>xb,而ta<tb,所以a的初速度比b的大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),b的水平位移大于c,而tb=tc,所以vb>vc,即b的初速度比c的大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式4 如圖5所示為足
9、球球門(mén),球門(mén)寬為L(zhǎng).一個(gè)球員在球門(mén)中心正前方距離球門(mén)s處高高躍起,將足球頂入球門(mén)的左下方死角(圖中P點(diǎn)).球員頂球點(diǎn)的高度為h,足球做平拋運(yùn)動(dòng)(足球可看成質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力),則( ) 圖5 A.足球位移的大小x= B.足球初速度的大小v0= C.足球末速度的大小v= D.足球初速度的方向與球門(mén)線夾角的正切值tan θ= 答案 B 解析 足球位移大小為 x==,A項(xiàng)錯(cuò)誤; 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:h=gt2, =v0t, 解得v0=,B項(xiàng)正確; 根據(jù)動(dòng)能定理可得mgh=mv2-mv 解得v==,C項(xiàng)錯(cuò)誤; 足球初速度方向與球門(mén)線夾角的正切值tan θ==,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
10、 命題點(diǎn)二 斜面上平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)典型模型 模型1 從斜面上平拋 運(yùn)動(dòng)情景 求平拋物理量 總結(jié) x=v0t, y=gt2, tan θ=?t=, vx=v0, vy=gt=2v0tan θ 分解位移,構(gòu)建位移三角形,確定時(shí)間,進(jìn)一步確定速度 例2 跳臺(tái)滑雪是勇敢者的運(yùn)動(dòng),它是利用山勢(shì)特點(diǎn)建造的一個(gè)特殊跳臺(tái).一名運(yùn)動(dòng)員穿著專用滑雪板,不帶雪杖,在助滑路上獲得一定的速度后從A點(diǎn)水平飛出,在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸,如圖6所示.已知可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員水平飛出的速度v0=20 m/s,山坡看成傾角為37°的斜面,不考慮空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)員(g取10 m/s2,si
11、n 37°=0.6,cos 37°=0.8)( ) 圖6 A.在空中飛行的時(shí)間為4 s B.在空中飛行的時(shí)間為3 s C.在空中飛行的平均速度為20 m/s D.在空中飛行的平均速度為50 m/s 答案 B 解析 A、B間距離就是整個(gè)平拋過(guò)程運(yùn)動(dòng)員的位移,則有水平方向:x=v0t,豎直方向:h=gt2,兩式結(jié)合有tan 37°===,解得t=3 s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;平均速度===25 m/s,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 變式5 如圖7所示,在斜面頂端的A點(diǎn)以速度v0平拋一小球,經(jīng)t1時(shí)間落到斜面上B點(diǎn)處,若在A點(diǎn)將此小球以速度0.5v0水平拋出,經(jīng)t2時(shí)間落到斜面上的C點(diǎn)處,以
12、下判斷正確的是( ) 圖7 A.AB∶AC=2∶1 B.AB∶AC=4∶1 C.t1∶t2=4∶1 D.t1∶t2=∶1 答案 B 解析 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有x=vt,y=gt2,則tan θ==,將v0、0.5v0分別代入上式,聯(lián)立解得t1∶t2=2∶1,C、D均錯(cuò)誤;它們的豎直位移之比yB∶yC=gt∶gt=4∶1,所以AB∶AC=∶=4∶1,故A錯(cuò)誤,B正確. 模型2 對(duì)著斜面平拋 運(yùn)動(dòng)情景 求平拋物理量 總結(jié) vy=gt, tan θ==? t=? x=v0t= y=gt2= 分解速度,構(gòu)建速度三角形,確定時(shí)間,進(jìn)一步確定位移 例3
13、如圖8所示,以10 m/s的初速度水平拋出的物體,飛行一段時(shí)間后垂直撞在傾角為30°的斜面上,則物體在空中飛行的時(shí)間是(g取10 m/s2)( ) 圖8 A. s B. s C. s D.2 s 答案 C 解析 速度分解圖如圖所示,由幾何關(guān)系可知vy==10 m/s,由vy=gt,得t= s. 變式6 如圖9所示,小球以v0正對(duì)傾角為θ的斜面水平拋出,若小球到達(dá)斜面的位移最小,則飛行時(shí)間t為(重力加速度為g)( ) 圖9 A.v0tan θ B. C. D. 答案 D 解析 如圖所示,要使小球到達(dá)斜面的位移最小,則小球落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的連線應(yīng)與
14、斜面垂直,所以有tan θ=,而x=v0t,y=gt2,解得t=. 命題點(diǎn)三 平拋運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 1.分析平拋運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題時(shí)一般運(yùn)用極限分析的方法,即把要求的物理量設(shè)定為極大或極小,讓臨界問(wèn)題突顯出來(lái),找到臨界的條件. 2.確立臨界狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并畫(huà)出軌跡示意圖,畫(huà)示意圖可以使抽象的物理情景變得直觀,還可以使一些隱藏于問(wèn)題深處的條件暴露出來(lái). 例4 (2017·杭州市高三上期末)如圖10所示,窗子上、下沿間的高度H=1.6 m,墻的厚度d =0.4 m,某人在離墻壁距離L=1.4 m、距窗子上沿h =0.2 m 處的 P點(diǎn),將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以垂直于墻壁的速度v水平拋出,
15、要求小物件能直接穿過(guò)窗口并落在水平地面上,不計(jì)空氣阻力,g=10 m/s2.則可以實(shí)現(xiàn)上述要求的速度大小是( ) 圖10 A.2 m/s B.4 m/s C.8 m/s D.10 m/s 答案 B 解析 小物件做平拋運(yùn)動(dòng),恰好擦著窗子上沿右側(cè)穿過(guò)時(shí)速度v最大.此時(shí)有:L=vmaxt1, h=gt 代入解得:vmax=7 m/s 小物件恰好擦著窗口下沿左側(cè)穿過(guò)時(shí)速度v最小, 則有:L+d=vmint2,H+h=gt, 解得:vmin=3 m/s,故v的取值范圍是 3 m/s<v<7 m/s,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤. 變式7 一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖
16、11所示.水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)1和L2(L1>L2),中間球網(wǎng)高度為h.發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn),能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球,發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h,不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)、反彈和空氣阻力(重力加速度為g),則( ) 圖11 A.若球發(fā)射速度v=,則恰好越過(guò)球網(wǎng)落在球臺(tái)的右側(cè) B.若球發(fā)射速度v=,則恰好越過(guò)球網(wǎng)落在球臺(tái)的右側(cè) C.若球以速度v=L2垂直臺(tái)面左側(cè)底線水平發(fā)射,則恰好落在球臺(tái)的右側(cè)邊緣 D.若球以速度v=L1垂直臺(tái)面左側(cè)底線水平發(fā)射,則恰好落在球臺(tái)的右側(cè)邊緣 答案 D 解析 若球恰好過(guò)球網(wǎng),根據(jù)3h-h(huán)=gt得:t1=,水平位移最小為:xm
17、in=,則最小發(fā)射速度為:v1==,故A、B錯(cuò)誤;若發(fā)射球的速度垂直臺(tái)面左側(cè)底線且球剛好落在球臺(tái)右側(cè)邊緣處,根據(jù)3h=gt得:t2=,水平位移為L(zhǎng)1,則發(fā)射速度為:v2==L1,故C錯(cuò)誤,D正確. 變式8 拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見(jiàn),如乒乓球運(yùn)動(dòng).現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問(wèn)題,如圖12所示,設(shè)球臺(tái)長(zhǎng)2L、中間球網(wǎng)高度為h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g) 圖12 (1)若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出,落在球臺(tái)上的P1點(diǎn)(如圖實(shí)線所示),求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1. (2)若球從O點(diǎn)
18、正上方以速度v2水平發(fā)出,恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過(guò)球網(wǎng)落在球臺(tái)上的P2點(diǎn)(如圖虛線所示),求v2的大小. (3)若球從O點(diǎn)正上方水平發(fā)出后,球經(jīng)反彈恰好越過(guò)球網(wǎng)且剛好落在對(duì)方球臺(tái)邊緣P3點(diǎn),求發(fā)球點(diǎn)距O點(diǎn)的高度h3. 答案 (1)v1 (2) (3)h 解析 (1)如圖甲所示,根據(jù)平拋規(guī)律得: h1=gt,x1=v1t1 聯(lián)立解得:x1=v1 . (2)根據(jù)平拋規(guī)律得:h2=gt,x2=v2t2 且由題意知h2=h,2x2=L,聯(lián)立解得v2= . (3)如圖乙所示,得:h3=gt,x3=v3t3 且3x3=2L 設(shè)球從恰好越過(guò)球網(wǎng)到達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間為t,水平距離
19、為s,有h3-h(huán)=gt2,s=v3t 由幾何關(guān)系得:x3+s=L,聯(lián)立解得:h3=h. 1.可以近似地認(rèn)為:在地面附近,物體所受的重力是不變的.不計(jì)空氣阻力,關(guān)于在地面附近的拋體運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( ) A.所有的拋體運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng) B.所有的拋體運(yùn)動(dòng)都是曲線運(yùn)動(dòng) C.所有的拋體運(yùn)動(dòng)都是勻變速運(yùn)動(dòng) D.有一些拋體的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng) 答案 C 解析 所有在地面附近做拋體運(yùn)動(dòng)的物體都只受重力,加速度恒定不變,選項(xiàng)C正確. 2.(2017·寧波市十校聯(lián)考)如圖1所示,將一小鐵球從一定高度以垂直于豎直墻面的初速度水平拋出,房間內(nèi)有水平平行光垂直照射墻面,小鐵球運(yùn)動(dòng)中在墻面
20、上形成一個(gè)豎直向下運(yùn)動(dòng)的陰影,不計(jì)空氣阻力,則關(guān)于此陰影,下列說(shuō)法正確的是( ) 圖1 A.做自由落體運(yùn)動(dòng) B.做勻速直線運(yùn)動(dòng) C.做加速度增大的加速直線運(yùn)動(dòng) D.做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng) 答案 A 解析 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),所以小鐵球在墻面上形成的陰影的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 3.(2016·諸暨榮懷學(xué)校期末)農(nóng)民在精選谷種時(shí),常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選.在同一風(fēng)力作用下,谷種和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果谷種和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開(kāi),如圖2所示.若不計(jì)空氣阻力,對(duì)這一現(xiàn)象,下列分析正確的是(
21、 ) 圖2 A.谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時(shí)間不相同 B.谷種和癟谷從洞口飛出時(shí)的速度大小相同 C.M處是癟谷,N處為谷種 D.M處是谷種,N處為癟谷 答案 D 解析 由h=gt2知落地時(shí)間相同,又x=v0t得初速度不同,谷種從洞口飛出時(shí)的速度小,位移小,落在M處,癟谷速度大,落在N處. 4.(2017·溫州市十校期末聯(lián)考)如圖3所示,將兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從空中同一位置以大小不同的水平速度同時(shí)拋出,不計(jì)空氣阻力,則兩球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置關(guān)系是( ) 圖3 A.兩球的連線為水平線,且距離不斷變大 B.兩球的連線為水平線,且距離不變 C.兩球的連線為豎直線,且距
22、離不變 D.兩球的連線為豎直線,且距離不斷變大 答案 A 解析 兩個(gè)小球都做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),從同一高度拋出,則豎直方向運(yùn)動(dòng)情況完全相同,即每個(gè)時(shí)刻都處于同一高度.水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),水平間距Δx=(v2-v1)t,隨著時(shí)間不斷的變大,所以兩球的連線為水平線,且間距不斷變大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 5.(2017·寧波市九校高三上學(xué)期期末改編)在2016年11月27日的杭州大火中,消防人員為挽回人民財(cái)產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn),如圖4所示,一消防員站在屋頂利用高壓水槍向大樓的豎直墻面噴水,假設(shè)高壓水槍水平放置,不計(jì)空氣阻力,若水經(jīng)過(guò)高壓水槍噴口時(shí)的速度加倍,則( )
23、圖4 A.水到達(dá)豎直墻面的速度不變 B.水在墻面上的落點(diǎn)與高壓水槍口的高度差減半 C.水在墻面上的落點(diǎn)和高壓水槍口的連線與豎直方向的夾角的正切值加倍 D.水在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間減半 答案 D 解析 根據(jù)x=v0t,v0加倍,水平位移不變,水在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間減半,故D正確;v0加倍前后,水到達(dá)豎直墻壁的速度與水平方向的夾角分別為α、β,則tan α=,tan β==,故A錯(cuò)誤;根據(jù)h=gt2知,水在墻面上的落點(diǎn)與高壓水槍口的高度差為原來(lái)的,故B錯(cuò)誤;設(shè)水在墻面上的落點(diǎn)和高壓水槍口的連線與豎直方向的夾角為θ,則tan θ=,x不變,y減為原來(lái)的,則tan θ為原來(lái)的4倍,故C錯(cuò)誤. 6.
24、在傾角為θ的斜面頂端,以初速度v0水平拋出一小球,不計(jì)空氣阻力,則小球與斜面相距最遠(yuǎn)時(shí)速度的大小為( ) A.v0cos θ B. C.v0sin θ D. 答案 B 解析 當(dāng)小球速度方向與斜面平行時(shí)離斜面最遠(yuǎn),速度的水平分量不變,故vcos θ=v0 解得:v=. 7.(2017·紹興一中高一期末)“套圈圈”是老少皆宜的游戲,如圖5所示,大人和小孩在同一豎直線上的不同高度處分別以水平速度v1、v2拋出鐵絲圈,都能套中地面上的同一目標(biāo).設(shè)鐵絲圈在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2,則(不計(jì)空氣阻力)( ) 圖5 A.v1=v2 B.v1>v2 C.t1>t2
25、 D.t1=t2 答案 C 解析 鐵絲圈做平拋運(yùn)動(dòng),豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)h=gt2,有t=,故t1>t2,水平分位移相同,由于t1>t2,根據(jù)x=v0t,有v1<v2,C正確. 8.以10 m/s的速度水平拋出一小球,空氣阻力不計(jì),g取10 m/s2,當(dāng)其水平位移與豎直位移相等時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.小球的速度大小是10 m/s B.小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是2 s C.小球的速度大小是20 m/s D.小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1 s 答案 B 解析 由平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)得y=gt2,水平分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)得x=v0t,由x=y(tǒng)可得t=2 s,B正確,
26、D錯(cuò)誤;小球的速度大小v==10 m/s,A、C錯(cuò)誤. 9.(2017·諾丁漢大學(xué)附中高三上期中)將甲、乙、丙三個(gè)小球同時(shí)水平拋出后,三個(gè)小球落在同一水平面上,已知甲和乙拋射點(diǎn)的高度相同,乙和丙拋射速度相同.下列判斷中正確的是(不計(jì)空氣阻力)( ) A.甲和乙一定同時(shí)落地 B.乙和丙一定同時(shí)落地 C.甲和乙水平射程一定相同 D.乙和丙水平射程一定相同 答案 A 解析 因?yàn)榧?、乙拋射點(diǎn)的高度相同,根據(jù)h=gt2知,甲和乙做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,所以甲和乙一定同時(shí)落地,但甲、乙的初速度不一定相等,則水平射程不一定相等,故A正確,C錯(cuò)誤;因?yàn)橐液捅母叨炔灰欢ㄏ嗟龋鶕?jù)h=gt2知,乙
27、和丙做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不一定相等,則不一定同時(shí)落地,乙和丙的初速度相等,則水平射程不一定相等,故B、D錯(cuò)誤. 10.某同學(xué)在籃球場(chǎng)上練習(xí)投籃,一次投籃恰好垂直打在籃板上,且籃球撞擊籃板處與投出點(diǎn)之間的水平距離是豎直距離的2倍,空氣阻力不計(jì),籃球被投出時(shí)的速度與水平方向間的夾角為( ) A.30° B.45° C.60° D.75° 答案 B 解析 采用逆向思維,籃球做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)豎直位移為h,則水平位移為:x=2h,根據(jù)h=gt2得:t=, 可知籃球水平分速度為:vx==2h=,vy=,根據(jù)平行四邊形定則知,tan α==1, 解得籃球被投出時(shí)的速度與水平方向間的夾角α=
28、45°. 11.傾角為θ的斜面,長(zhǎng)為l,在頂端水平拋出一個(gè)小球,小球剛好落在斜面的底端,如圖6所示,那么小球的初速度v0的大小是(不計(jì)空氣阻力)( ) 圖6 A.cos θ B.cos θ C.sin θ D.sin θ 答案 B 解析 小球的運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng),水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),x=v0t;豎直方向y=gt2.由斜面的幾何關(guān)系可得:x=lcos θ,y=lsin θ,解得t= , v0===cos θ,B正確. 12.(2016·定海一中期中)如圖7所示,從O點(diǎn)水平拋出的物體,抵達(dá)斜面上端P處時(shí)其速度方向恰好沿斜面方向,然后沿斜面無(wú)摩擦滑下,下列選項(xiàng)中的圖象分
29、別描述的是物體從O點(diǎn)拋出至到達(dá)斜面底端Q過(guò)程中沿x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象,其中正確的是( ) 圖7 答案 C 解析 0~tP段,水平方向:vx=v0恒定不變, 豎直方向:vy=gt;tP~tQ段, 水平方向:vx=v0+a水平t, 豎直方向:vy=vPy+a豎直t(a豎直<g), 選項(xiàng)C正確. 13.飼養(yǎng)員在池塘邊堤壩邊緣A處以水平速度v0往魚(yú)池中拋擲魚(yú)餌顆粒.如圖8所示,堤壩截面傾角為53°.壩頂離水面的高度為5 m,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),下列說(shuō)法正確的是( ) 圖8 A.若平拋初
30、速度v0=5 m/s,則魚(yú)餌顆粒會(huì)落在堤壩斜面上 B.若魚(yú)餌顆粒能落入水中,平拋初速度v0越大,落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小 C.若魚(yú)餌顆粒能落入水中,平拋初速度v0越大,從拋出到落水所用的時(shí)間越長(zhǎng) D.若魚(yú)餌顆粒不能落入水中,平拋初速度v0越大,落到斜面上時(shí)速度方向與堤壩斜面的夾角越小 答案 B 解析 魚(yú)鉺顆粒落至水面的時(shí)間t== s=1 s,剛好落到水面時(shí)的水平速度為v===3.75 m/s<5 m/s,當(dāng)平拋初速度v0=5 m/s時(shí),魚(yú)餌顆粒不會(huì)落在堤壩斜面上,A錯(cuò)誤;由于落到水面時(shí)的豎直速度vy=gt=10 m/s,平拋初速度越大,落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小,B正確
31、;魚(yú)餌顆粒拋出時(shí)的高度一定,則落水時(shí)間一定,與初速度v0無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;設(shè)魚(yú)餌顆粒落到堤壩斜面上時(shí)位移方向與水平方向夾角為α,則α=53°,tan α===,即=2tan 53°,可見(jiàn)落到堤壩斜面上的魚(yú)餌顆粒速度方向與水平方向的夾角是常數(shù),即與堤壩斜面夾角也為常數(shù),D錯(cuò)誤.
14.如圖9所示,一圓柱形容器高、底部直徑均為L(zhǎng),一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球離地高度為2L,球到容器左側(cè)的水平距離為L(zhǎng),現(xiàn)將小球水平拋出,要使小球直接落在容器底部,重力加速度為g,小球拋出的初速度v的大小范圍為(空氣阻力不計(jì))( )
圖9
A. 32、要使小球直接落在容器的底部,設(shè)最小初速度為v1,則有:L=gt,v1=,聯(lián)立解得:v1=.
設(shè)最大初速度為v2,則有:2L=gt,v2=,
聯(lián)立解得:v2=,因此小球拋出的初速度大小范圍為: 33、解析 (1)排球被水平擊出后,做平拋運(yùn)動(dòng),若正好壓在底線上,如圖甲Ⅰ所示,則球在空中的飛行時(shí)間:
t1== s= s
則排球出界的臨界水平速度
v1== m/s=12 m/s.
若球恰好觸網(wǎng)如圖甲Ⅱ,則球在網(wǎng)上方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
t2== s= s
則排球觸網(wǎng)的臨界擊球速度
v2== m/s=3 m/s
要使排球既不觸網(wǎng)又不出界,水平擊球速度v的取值范圍為:3 m/s
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