- 平抛运动
- 共7059题
横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示.它们的竖直边长都是底边长的一半.现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、平抛运动的时间由高度决定,落在a点小球下落的高度最大,时间最长,故A错误.
B、落在c点的小球下落的高度最小,则运动的时间最短,则速度变化量最小,故B错误.
C、三个小球都做平抛运动,加速度相同,则速度变化快慢相同,故C正确.
D、三个小球均做平抛运动,轨迹是抛物线,落在a点的小球瞬时速度不可能与斜面垂直.对于落在b、c两点的小球:竖直速度是gt,水平速度是v,由题意有:斜面的夹角是arctan0.5,要合速度垂直斜面,把两个速度合成后,需要,即v=0.5gt,那么在经过t时间的时候,竖直位移为0.5gt2,水平位移为vt=(0.5gt)•t=0.5gt2 即若要满足这个关系,需要水平位移和竖直位移都是一样的,显然在图中b、c是不可能完成的,因为在b、c上水平位移必定大于竖直位移,所以落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直,故D正确.
故选:CD.
从某一建筑物的楼顶平台上将一小石子以v0=12m/s水平抛出,不计空气阻力,测得小石子落到水平地面前最后1s内的位移是20m.(g=10m/s2)求:
(1)最后1s内小石子下落的高度;
(2)小石子抛出后运动的总时间;
(3)建筑物楼顶平台距地面的高度.
正确答案
解:(1)小球在最后1s内,水平分位移x2=v0t2=12m
位移S2==20m
由以上两式可得y2=16m
(2)(3)设建筑物楼顶平台的高度为H,石子下落的总时间为t,则有
H=gt2
H-y2=g(t-1)2
由以上两式可得t=2.1s,H=22.05m;
答:(1)最后1s内小石子下落的高度为16m;
(2)小石子抛出后运动的总时间为2.1s;
(3)建筑物楼顶平台距地面的高度为22.05m.
解析
解:(1)小球在最后1s内,水平分位移x2=v0t2=12m
位移S2==20m
由以上两式可得y2=16m
(2)(3)设建筑物楼顶平台的高度为H,石子下落的总时间为t,则有
H=gt2
H-y2=g(t-1)2
由以上两式可得t=2.1s,H=22.05m;
答:(1)最后1s内小石子下落的高度为16m;
(2)小石子抛出后运动的总时间为2.1s;
(3)建筑物楼顶平台距地面的高度为22.05m.
如图所示,轮滑运动员从较高的弧形坡面上滑到A处时,沿水平方向飞离坡面,在空中划过一段抛物线后,再落到倾角为θ的斜坡上,若飞出时的速度大小为v0则( )
正确答案
解析
解:A、因为平抛运动某时刻的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,可知运动员落在斜坡上时,速度方向与斜面不平行.故A错误.
B、根据得运动员飞行的时间为:t=
,
则竖直分速度为:vy=gt=2v0tanθ,
根据平行四边形定则知,落回斜坡时的速度为:v==
,故B错误,C错误.
D、AB间的距离为:s=,故D正确.
故选:D.
某兴趣小组测量某喷泉喷水口的流量Q(Q=Sv,S为出水口的横截面积,v为出水口的水流速度),方法如下:
(1)先用游标卡尺测量圆形喷水口的内径d.上图为正确测量得到的结果,由此可得喷水口的内径d=______mm;
(2)打开水阀,让水从喷水口竖直向上喷出,稳定后测得水柱最高点距喷水口竖直距离为H,则喷水口水的流量Q=______.(用d、H、g表示).
正确答案
解:(1)游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×2mm=0.10mm,则最终读数为10.10mm.
(2)根据v2=2gH知,水离开喷口的速度为:
v=,
则流量为:
Q=vS=.
故答案为:10.10,.
解析
解:(1)游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为0.05×2mm=0.10mm,则最终读数为10.10mm.
(2)根据v2=2gH知,水离开喷口的速度为:
v=,
则流量为:
Q=vS=.
故答案为:10.10,.
某同学将一铅球水平推出,若抛出点离地面高1.25m,测得落地点到抛出点的水平距离为5.0m,不计空气阻力.求:
(1)铅球落地经历的时间;
(2)铅球推出时的速度大小.
正确答案
解:(1)根据h=得,t=
.
(2)铅球推出时的速度.
答:(1)铅球落地经历的时间为0.5s.
(2)铅球推出时的速度大小为10m/s.
解析
解:(1)根据h=得,t=
.
(2)铅球推出时的速度.
答:(1)铅球落地经历的时间为0.5s.
(2)铅球推出时的速度大小为10m/s.
A,B两个物体质量分别为1kg、2kg,分别以初速度10m/s,5m/s的速度从20m的高度水平抛出,不计空气阻力.
①AB两物体1秒末的位移大小分别为多少?与水平方向夹角多大?
②1秒末AB的速度大小分别是多少?与水平方向夹角多大?
③AB的落地时间哪个大?落地时它们的水平位移分别是多少?
正确答案
解析
解:①1s末,A的水平位移为 xA=v0At=10×1=10m,竖直位移 yA==5m,则A的位移大小为 lA=
=5
m
位移方向与水平方向夹角的正切 tanα==0.5,α=arctan0.5
同理,1s末,B的水平位移为 xB=v0Bt=5×1=5m,竖直位移 yB==5m,则B的位移大小为 lB=
=5
m
与水平方向夹角的正切 tanβ==1,β=45°
②1s末,A的竖直分速度 vyA=gt=10m/s=v0A,速度大小 vA==10
m/s,方向与水平方向的夹角为45°
B的竖直分速度 vyB=gt=10m/s,速度大小 vB==
=5
m/s,速度方向与水平方向夹角的正切 tanγ=
=2,γ=arctan2
③由h=,得 t=
=
=2s,可知h相同,则t相同,运动时间相等.
落地时它们的水平位移分别为 xA=v0At=10×2=20m,xB=v0Bt=5×2m=10m
答:
①AB两物体1秒末的位移大小分别为5m和5
m,与水平方向夹角分别为arctan0.5和45°.
②1秒末AB的速度大小分别是10m/s和5
m/s,与水平方向夹角分别为45°和arctan2.
③AB的落地时间相等,落地时它们的水平位移分别是20m和10m.
某探究小组测量小球沿斜面向下运动的加速度.如图所示,在桌面上固定斜面,斜面底端有小圆弧与斜面和桌面相切,再将一木板在桌面一侧竖直放置并固定.小球从斜面上某点由静止释放,从桌面边缘O点离开击中木板,记下小球击中木板的位置.
①测出木板到O的水平距离x、小球飞行中下落的高度y、小球沿斜面运动的位移s.忽略空气阻力,重力加速度为g,则小球沿斜面运动的加速度的表达式为______(用题中所给物理量字母表示).
②实验过程中重要疏漏步骤是______.
正确答案
解:(1)测出木板到O的水平距离x、小球飞行中下落的高度y,
根据平抛运动规律得:
水平方向x=vt
竖直方向y=gt2,
解得:v=
小球沿斜面下滑做匀加速运动,小球沿斜面运动的位移s,
所以小球沿斜面运动的加速度的表达式为a==
;
(2)实验过程中重要疏漏步骤是调整桌面处于水平位置,保证小球离开O点后做平抛运动.
故答案为:(1)
(2)调整桌面处于水平位置
解析
解:(1)测出木板到O的水平距离x、小球飞行中下落的高度y,
根据平抛运动规律得:
水平方向x=vt
竖直方向y=gt2,
解得:v=
小球沿斜面下滑做匀加速运动,小球沿斜面运动的位移s,
所以小球沿斜面运动的加速度的表达式为a==
;
(2)实验过程中重要疏漏步骤是调整桌面处于水平位置,保证小球离开O点后做平抛运动.
故答案为:(1)
(2)调整桌面处于水平位置
水管的流量Q是指每秒从管口流出的液体的体积,即Q=Sv.其中S表示管口的横截面积,v表示液体流过管口的速度.有一条水平放置的水管,横截面积S=2.0cm2,距地面高h=1.8m,水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出,水落地的位置到管口的水平距离时x=0.9m,求此水管的流量Q?计算时设管口横截面上各处水的速度都相同,自由落体的加速度取g=10m/s2,不计空气的阻力.
正确答案
解:由平抛运动规律,
竖直方向:h=
水平方向:x=v0t
解以上两式可得:v0=x=0.9×
m/s=1.5m/s
流量:Q=Sv=3.0×10-4m3,
答:此水管的流量Q为3.0×10-4m3.
解析
解:由平抛运动规律,
竖直方向:h=
水平方向:x=v0t
解以上两式可得:v0=x=0.9×
m/s=1.5m/s
流量:Q=Sv=3.0×10-4m3,
答:此水管的流量Q为3.0×10-4m3.
如图所示,小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,若小球到达斜面的位移最小,则飞行时间t为(重力加速度为g)( )
正确答案
解析
解:过抛出点作斜面的垂线,如图所示:
当质点落在斜面上的B点时,位移最小,设运动的时间为t,则
水平方向:x=v0t
竖直方向:y=.
根据几何关系有
则
解得t==
.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
一个废弃的空矿井,井口和井底都是水平的,井口和井底以及任意水平横截面都是边长为a的正方形,四个侧面墙壁都与水平面垂直,矿井的深度为H,如图1所示.在井口的一边的中点A,以垂直于该侧面墙壁的速度v水平抛出一个质量为m的小球,小球进入矿井运动,空气阻力忽略不计.在第(1)个问和第(3)个问中,g=9.8m/s,在第(2)个问中,重力加速度用g表示,且都保持不变.
(1)若H=4.9m,a=6m,小球不会与侧面墙壁相碰就落到了井底,求小球在空中运动的时间、速度v的取值范围.
(2)若H、a、v都是已知条件但具体数值未知,用所给的字母表示出小球做平抛运动的时间.
(3)若小球与侧面墙壁的碰撞是一种非常理想的碰撞,每次碰撞都满足:设撞击墙壁前瞬间的速度为v1,如图2所示,类似于光的反射一样,反弹的速度大小v2=v1,并且角度满足图示的情形,且碰撞时间极短.H=78.4m、a=5m、v=7m/s,求小球在落到井底之前能与侧面墙壁碰撞的次数.
正确答案
解:(1)由得:
=
s=1s
由a=vmaxt得:=
=6m/s
故速度v的取值范围为0m/s<v<6m/s.
(2)若,t=
若,t=
若,t=
=
(3)若小球一直下落到井底:
得=4s
如果小球一直在水平方向做匀速直线运动,s=vt=7×4m=28m
N==
=5.6
可以与墙壁撞击5次.
答:
(1)小球在空中运动的时间是1s、速度v的取值范围是0m/s<v<6m/s.
(2)若,运动时间为
;若
,运动时间为
;若
,运动时间为
.
(3)小球在落到井底之前能与侧面墙壁碰撞的次数是5次.
解析
解:(1)由得:
=
s=1s
由a=vmaxt得:=
=6m/s
故速度v的取值范围为0m/s<v<6m/s.
(2)若,t=
若,t=
若,t=
=
(3)若小球一直下落到井底:
得=4s
如果小球一直在水平方向做匀速直线运动,s=vt=7×4m=28m
N==
=5.6
可以与墙壁撞击5次.
答:
(1)小球在空中运动的时间是1s、速度v的取值范围是0m/s<v<6m/s.
(2)若,运动时间为
;若
,运动时间为
;若
,运动时间为
.
(3)小球在落到井底之前能与侧面墙壁碰撞的次数是5次.
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