- 平抛运动
- 共7059题
如图所示,长度为L、倾角θ=30°的斜面AB,在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右抛出小球2,小球2垂直撞在斜面上的位置P,小球1也同时落在P点.求两球平抛的初速度v1、v2和BD间距离h.
正确答案
解:设运动时间为t、小球1和2的初速度为v1和v2、B球下落高度为h,小球1做平抛运动落在斜面上,有tanθ=
又x1=v1t,y1=gt2,
解得tanθ= ①
小球2垂直撞在斜面上,有tanθ=,即tanθ=
②
根据几何关系有x1+x2=Lcos θ,即(v1+v2)t=Lcos θ ③
联立①②得v2•2v1=tan2θ ④
①③联立得2v1(v1+v2)tan θ=gLcos θ ⑤
④⑤联立解得v1=、v2=
代入③解得t=
则下落高度h=y1==0.3L.
答:两球平抛的初速度v1、v2分别为和
.BD间距离h是0.3L.
解析
解:设运动时间为t、小球1和2的初速度为v1和v2、B球下落高度为h,小球1做平抛运动落在斜面上,有tanθ=
又x1=v1t,y1=gt2,
解得tanθ= ①
小球2垂直撞在斜面上,有tanθ=,即tanθ=
②
根据几何关系有x1+x2=Lcos θ,即(v1+v2)t=Lcos θ ③
联立①②得v2•2v1=tan2θ ④
①③联立得2v1(v1+v2)tan θ=gLcos θ ⑤
④⑤联立解得v1=、v2=
代入③解得t=
则下落高度h=y1==0.3L.
答:两球平抛的初速度v1、v2分别为和
.BD间距离h是0.3L.
关于平抛运动,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、平抛运动的物体只受重力,加速度为g,保持不变,而速度不断增大,所以平抛物体的运动是匀变速曲线运动,故A正确.B错误.
C、平抛运动水平方向作匀速直线运动,竖直方向作自由落体运动,则h=,得t=
,可知平抛运动空中飞行时间只由高度决定,故C错误.
D、平抛运动水平方向作匀速直线运动,落地时有水平分速度,所以平抛运动落地时速度不可能垂直于水平地面.故D错误.
故选:A.
如图所示,水平屋顶高H=5m,围墙高h=3.2m,围墙到房子的水平距离L=3m,围墙外马路宽x=10m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上,求小球离开屋顶时的速度v的大小范围.(g取10m/s2)
正确答案
解:若v太大,小球落在马路外边,因此,球落在马路上,v的最大值vmax为球落在马路最右侧A点时的平抛初速度,
如图所示,小球做平抛运动,设运动时间为t1.
则小球的水平位移:L+x=vmaxt1,
小球的竖直位移:H=g
解以上两式得
vmax=(L+x)=13 m/s.
若v太小,小球被墙挡住,因此,
球不能落在马路上,v的最小值vmin
为球恰好越过围墙的最高点P落在马路上B点时的平抛初速度,
设小球运动到P点所需时间为t2,
则此过程中小球的水平位移:L=vmint2
小球的竖直方向位移:H-h=g
解以上两式得vmin=L=5 m/s
因此v0的范围是vmin≤v≤vmax,
即5 m/s≤v≤13 m/s.
答:小球离开屋顶时的速度v的大小范围5 m/s≤v≤13 m/s.
解析
解:若v太大,小球落在马路外边,因此,球落在马路上,v的最大值vmax为球落在马路最右侧A点时的平抛初速度,
如图所示,小球做平抛运动,设运动时间为t1.
则小球的水平位移:L+x=vmaxt1,
小球的竖直位移:H=g
解以上两式得
vmax=(L+x)=13 m/s.
若v太小,小球被墙挡住,因此,
球不能落在马路上,v的最小值vmin
为球恰好越过围墙的最高点P落在马路上B点时的平抛初速度,
设小球运动到P点所需时间为t2,
则此过程中小球的水平位移:L=vmint2
小球的竖直方向位移:H-h=g
解以上两式得vmin=L=5 m/s
因此v0的范围是vmin≤v≤vmax,
即5 m/s≤v≤13 m/s.
答:小球离开屋顶时的速度v的大小范围5 m/s≤v≤13 m/s.
如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象.则:
(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度vo=______;
(2)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)______.
正确答案
1m/s
释放位置变高(释放时有初速度)
解析
解:(1)物体在竖直方向上有:
y=
水平方向上x=vt
=tanθ;
联立解得:
x=tanθ;
由图可知=0.2
解得:v=1m/s;
(2)由图c可知,图象的斜率增大,故说明增大,因重力加速度不变,故只能说明速度增大,其原因可能为:释放位置变高或小球释放时有初速度;
故答案为:(1)1m/s; (2)释放位置变高(或小球释放时有初速度).
把一小球从离地面h=10m处,以v0=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力(g=10m/s2).求:
(1)小球在空中飞行的时间?
(2)小球落地点离抛出点的水平距离?
正确答案
解:(1)根据h=得,t=
,
(2)小球落地点离抛出点的水平距离x=.
答:(1)小球在空中飞行的时间为;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离为10m.
解析
解:(1)根据h=得,t=
,
(2)小球落地点离抛出点的水平距离x=.
答:(1)小球在空中飞行的时间为;
(2)小球落地点离抛出点的水平距离为10m.
为了测量子弹射出枪口的速度,两人用如图所示的装置进行测量,重木板用细线悬于高处,甲同学持枪在距板水平距离50m的地方射击,枪口水平并瞄准木板的中心O,乙同学用剪刀剪断细线后,甲立即开枪,设甲同学的反应时间为0.1s(即剪断细线到子弹射出的时间),结果木板上的弹孔在O点正上方的A点,测得OA距离为20cm,则子弹离开枪口的速度为______m/s.
正确答案
333.3
解析
解:设子弹的运动时间为t,则木板的运动时间为t+0.1;
考虑竖直分运动,有:
hOA=
0.2=5(t+0.1)2-5t2
解得:t=0.15s
考虑水平分运动,有:
L=v0t
解得:v0==333.3m/s
故答案为:333.3.
(2015秋•抚州期末)如图所示,在一个竖直支架上固定两个水平弹簧枪A和B,弹簧枪A、B在同一个竖直面内,A比B高h,B高出水平地面
,在此条件下,弹簧枪A、B射出的子弹的水平射程之比为SA:SB=1:2.现保持弹簧枪A、B的高度差h不变,射出子弹的初速度不变,要使两个弹簧枪射出的子弹落到水平面上的同一点,则 ( )
正确答案
解析
解:开始,
,根据h=
得,t=
,则
.
因为,根据x=vt知,
.
调整高度后,水平位移相等,根据x=vt,则运动时间比变为,
则竖直位移之比,
则支架下降的距离
设A的高度为H,有,解得H=
.故ABC错误,D正确.
故选:D.
一艘敌舰正以v1=12m/s的速度逃跑,执行追击任务的飞机,在距水面高度h=320m的水平线上以速度v2=105m/s同向飞行,为击中敌舰,应“提前”投弹.如空气阻力可以不计,重力加速度g取10m/s2,飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离应为多大?如投弹后飞机仍以原速度飞行,在炸弹击中敌舰后,飞机与敌舰的位置有何关系?
正确答案
解:根据H=得:
t=,
击中敌舰时有:
v2t=v1t+x,
解得:x=(v2-v1)t=(105-12)×8m=744m
投弹后飞机仍以原速度飞行,飞机和炸弹在同一个竖直线上,所以在炸弹击中敌舰后,飞机在敌舰的正上方.
答:水平方向它与敌舰之间的距离应为744m,如投弹后飞机仍以原速度飞行,在炸弹击中敌舰后,飞机在敌舰的正上方.
解析
解:根据H=得:
t=,
击中敌舰时有:
v2t=v1t+x,
解得:x=(v2-v1)t=(105-12)×8m=744m
投弹后飞机仍以原速度飞行,飞机和炸弹在同一个竖直线上,所以在炸弹击中敌舰后,飞机在敌舰的正上方.
答:水平方向它与敌舰之间的距离应为744m,如投弹后飞机仍以原速度飞行,在炸弹击中敌舰后,飞机在敌舰的正上方.
如图所示,取稍长的细杆,其一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛做一个尾翼,做成A、B两只“飞镖”,将一软木板挂在竖直墙壁上,作为镖靶.某位同学在离墙壁一定距离的同一位置处,分别将它们水平掷出,两只“飞镖”插在靶上的状态如图所示(侧视图),不计空气阻力.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据t=知,B下落的高度大,则B运动的时间长,两镖的水平位移相等,根据
知,B镖的初速度小,A镖的初速度大,故A错误,C正确.
B、平抛运动的时间、速度与质量无关,根据题意无法比较两飞镖的质量,故B错误.
D、B镖运动到木板上时,竖直分速度大,但是水平分速度小,根据平行四边形定则知,B镖的末速度不一定大,故D错误.
故选:C.
如图所示,水平地面AB右侧是倾角为θ的斜面BC,在斜面顶端B处放一小物体,在水平面上方高h处水平抛出一石块,要使石块以平行于斜面的速度击中物体,则抛出点至B点的水平距离s=______,石块的初速度大小为______.
正确答案
2hcotθ
解析
解:石块做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,设石块落到B点时,竖直方向的分速度大小为vy,则:
解得:
由题,石块落到B点时速度方向平行于斜面,则有
得:v0=vycotθ=
又:h=,得:t=
则:s=v0t==2hcotθ.
故答案为:2hcotθ,
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