- 平抛运动
- 共7059题
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,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)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x1.
(2)若球在O点正上方某高度处以速度v2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图虚线所示),求v2的大小.
正确答案
解:(1)设发球时飞行时间为t1,根据平抛运动有
h1=g
x1=v1t1
解得 x1=v1
(2)设发球高度为h2,飞行时间为t2,同理有
h2=g
x2=v2t2
且h2=h
2x2=L
得 v2=
答:(1)P1点距O点的距离x1为v1;
(2)v2的大小为.
解析
解:(1)设发球时飞行时间为t1,根据平抛运动有
h1=g
x1=v1t1
解得 x1=v1
(2)设发球高度为h2,飞行时间为t2,同理有
h2=g
x2=v2t2
且h2=h
2x2=L
得 v2=
答:(1)P1点距O点的距离x1为v1;
(2)v2的大小为.
某同学从20米的高度以10m/s的速度水平抛出的一石子,(g=10m/s2)试求:
(1)石子在空中飞行的水平位移;
(2)石子落地时的速度.
正确答案
解:(1)石子做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据h=得:t=
=
s=2s
石子水平方向做匀速直线运动,水平位移:x=v0t=10×2m=20m
(2)石子落地时竖直方向的分速度:vy=gt=10×2m/s=20m/s
则石子落地时的速度:v==
=10
m/s
答:(1)石子在空中飞行的水平位移是20m;
(2)石子落地时的速度是10m/s.
解析
解:(1)石子做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据h=得:t=
=
s=2s
石子水平方向做匀速直线运动,水平位移:x=v0t=10×2m=20m
(2)石子落地时竖直方向的分速度:vy=gt=10×2m/s=20m/s
则石子落地时的速度:v==
=10
m/s
答:(1)石子在空中飞行的水平位移是20m;
(2)石子落地时的速度是10m/s.
如图所示,从倾角为θ=30°的斜面顶端以初动能E1=6J向下坡方向平抛出一个小球,则小球落到斜面上时的动能E2为( )
正确答案
解析
解:根据得:
,
则竖直分速度为:.
因为,则有:
=
=14J.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
飞机在高出地面500m的高度,以100m/s的速度水平飞行,g取10m/s2,不计空气的阻力.
(1)为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹______m.
(2)飞行员看到炸弹做什么运动______.
(3)地面上的人看到炸弹做什么运动______.
(4)以飞机投出炸弹时的位置O为坐标原点,以飞机运动方向为x轴的正方向,竖直向下为y轴的正方向建立坐标系,在坐标系Oxy中标出炸弹被投下后第1s,第2s、第3s 时的位置.并画出该炸弹的运动轨迹(相对地).
正确答案
1000
自由落体运动
平抛运动
解析
解:(1)根据h=
得:t=
=
s=10s.
则水平距离为:x=v0t=100×10m=1000m.
即应该在离轰炸目标的水平距离为1000m的地方投弹.
(2)、(3)炸弹被投出后只受重力,由于惯性,保持与飞机相同的水平速度,所以飞行员看到炸弹做自由落体运动,地面上的人看到炸弹做平抛运动.
(4)第1s位置坐标为:x1=v0t1=100m,y1==
m=5m;
第2s位置坐标为:x2=v0t2=200m,y2==
m=20m;
第3s位置坐标为:x3=v0t3=300m,y3==
=45m;画出该炸弹的运动轨迹如图所示.
故答案为:
(1)1000;(2)自由落体运动;(3)平抛运动;(4)第1s位置坐标为:(100m,5m);第2s位置坐标为:(200m,20m);第3s位置坐标为:(300m,45m);
画出该炸弹的运动轨迹如图所示.
以初速度v0水平抛出一物体,经过一段时间后,速度的大小为v,再经过相同的一段时间,物体速度的大小变为______.
正确答案
解析
解:设一段时间为t,物体抛出后做平抛运动,则有:
v2=v02+(gt)2 ①
设经过时间2t后的速度为v′,则有:
v′2=v02+(2gt)2 ②
由①②解得:
v′=
故答案为:
如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ不满足( )
正确答案
解析
解:物体落在斜面上,位移与水平方向夹角的正切值 tanθ==
=
.
物体速度方向与水平方向夹角的正切值 tanφ==
.
可知tan φ=2tan θ.则ABC符合题意,D不符合题意,故ABC正确,D错误.
故选:ABC
利用平抛运动轨迹的实验数据,如何计算平抛运动的初速度?(列出并推导公式即可)(画图、标出符号)
正确答案
解:示意图如图,建立坐标系,在轨迹上取一点P(x,y),则有
x=v0t;
y=
联立得:v0=x
故答案为:v0t,,x
.
解析
解:示意图如图,建立坐标系,在轨迹上取一点P(x,y),则有
x=v0t;
y=
联立得:v0=x
故答案为:v0t,,x
.
如图所示,一物体在楼上距地面h=20m 高 处被人以v0=5m/s水平抛出,g取10m/s2,求:
(1)物体经t=1s,物体距地面的高度?
(2)物体落地时速度大小及落地点到抛出点的水平距离?
正确答案
解:(1)物体经t=1s,物体距地面的高度 h′=h-=20-
m=15m
(2)由h=得:t=
=
=2s
水平位移 x=v0t=5×2m=10m
落地时竖直方向分速度 vy=gt=10×2=20m/s
落地速度大小 v==
=5
m/s
答:
(1)物体经t=1s,物体距地面的高度为15m.
(2)物体落地时速度大小为5m/s,落地点到抛出点的水平距离是10m.
解析
解:(1)物体经t=1s,物体距地面的高度 h′=h-=20-
m=15m
(2)由h=得:t=
=
=2s
水平位移 x=v0t=5×2m=10m
落地时竖直方向分速度 vy=gt=10×2=20m/s
落地速度大小 v==
=5
m/s
答:
(1)物体经t=1s,物体距地面的高度为15m.
(2)物体落地时速度大小为5m/s,落地点到抛出点的水平距离是10m.
(2015秋•宁波校级月考)如图,墙壁上落有两只飞镖,它们是从同一位置水平射出的.飞镖A与竖直墙壁成α角,飞镖B与竖直墙壁成β角;两者相距为d,假设飞镖的运动是平抛运动.求:
(1)射出点离墙壁的水平距离;
(2)若在该射出点水平射出飞镖C,要求它以最小动能击中墙壁,则C的初速度应为多大?
(3)在第(2)问情况下,飞镖C与竖直墙壁的夹角多大?射出点离地高度应满足什么条件?
正确答案
解:(1)设水平距离为S,镖的初速度为v0,竖直分速度为vy,速度与竖直方向的夹角为θ.
则vy=v0cotθ=gt
v0=
联立解得:t2=
下落高度h=gt2=
Scotθ
则由题有:hA=S•cotα,
hB=S•cotβ
又 hB-hA=d
解得:S=
(2)设飞镖到达墙壁时的速度为v,则:
到达墙壁的动能:
由于:=
=
=
可知当sinθ•cosθ最大时,飞镖的动能最小,由三角函数的关系可知,sinθ•cosθ最大时θ=45°.
联立以上的方程,θ=45°时,得:=
(3)在(2)的情况下,若飞镖不落地,则最小的高度:=
=
答:(1)射出点离墙壁的水平距离是;
(2)若在该射出点水平射出飞镖C,要求它以最小动能击中墙壁,则C的初速度应为;
(3)在第(2)问情况下,飞镖C与竖直墙壁的夹角是45°.射出点离地高度应满足h>.
解析
解:(1)设水平距离为S,镖的初速度为v0,竖直分速度为vy,速度与竖直方向的夹角为θ.
则vy=v0cotθ=gt
v0=
联立解得:t2=
下落高度h=gt2=
Scotθ
则由题有:hA=S•cotα,
hB=S•cotβ
又 hB-hA=d
解得:S=
(2)设飞镖到达墙壁时的速度为v,则:
到达墙壁的动能:
由于:=
=
=
可知当sinθ•cosθ最大时,飞镖的动能最小,由三角函数的关系可知,sinθ•cosθ最大时θ=45°.
联立以上的方程,θ=45°时,得:=
(3)在(2)的情况下,若飞镖不落地,则最小的高度:=
=
答:(1)射出点离墙壁的水平距离是;
(2)若在该射出点水平射出飞镖C,要求它以最小动能击中墙壁,则C的初速度应为;
(3)在第(2)问情况下,飞镖C与竖直墙壁的夹角是45°.射出点离地高度应满足h>.
在高为5m的平台上,将物体以4m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力,则物体在水平方向做______运动,在竖直方向上做______运动,小球到达地面时所经历的时间为______s,落地点的水平距离为______m,落地时的瞬时速度的大小为______m/s.(取g=10m/s2)
正确答案
匀速直线运动
自由落体运动
1
4
解析
解:由题,物体做平抛运动,水平方向物体不受力,根据牛顿第一定律得知,物体做匀速直线运动.
竖直方向物体只受重力,初速度为零,做自由落体运动.
由h=得,
t==
s=1s,
落地点的水平距离为x=v0t=4×1m=4m,
落地时竖直分速度为vy=gt=10m/s,
则落地时的瞬时速度的大小为v==
m/s=2
故答案为:匀速直线运动,自由落体运动,1,4,2
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