- 平抛运动
- 共7059题
(2015秋•黔南州期末)如图所示,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,O为圆心,AB为沿水平方向的直径.若在A点以初速度v1沿AB方向抛出一个小球1,小球将击中坑壁上的最低点D点;若A点小球1被抛出的同时,在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一个相同质量的小球2并也能击中D点.已知∠COD=60°,且不计空气阻力,则以下判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据h=得,t=
,小球1、2下降的高度之比为2:1,则运动的时间之比为
:1.故小球2先落到D点,故A错误.
B、因为小球1下降的高度大,重力做功多,根据动能定理知,小球1在此过程中增加的动能大于小球2在此过程中增加的动能.故B错误
C、设半圆的半径为R.由几何关系知,小球1、2的水平位移之比为R:Rsin60°=2:,由x=v0t得,两球的初速度之比为
:3.故C错误.
D、在击中D点前瞬间重力的瞬时功率为 P=mgvy=mg2t∝t,则知重力对小球1和小球2做功的瞬时功率之比为:1.故D正确.
故选:D
在5m高处以10m/s的速度水平抛出一小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球在空中运动的时间,
(2)小球落地时的水平位移大小.
正确答案
解:(1)根据h=gt2得,t=
=
s=1s.
(2)小球的水平位移 x=v0t=10×1m=10m.
答:
(1)小球在空中运动的时间为1s.
(2)小球落地时的水平位移大小为10m.
解析
解:(1)根据h=gt2得,t=
=
s=1s.
(2)小球的水平位移 x=v0t=10×1m=10m.
答:
(1)小球在空中运动的时间为1s.
(2)小球落地时的水平位移大小为10m.
如图所示,斜面上A、B、C、D四个点,AB=BC=CD,从A点以初动能E0水平抛出一个小球,它落在斜面上的B点,速度方向与斜面之间的夹角为θ,若小球从A点以初动能2E0水平抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、斜面的倾角为θ,小球落在斜面上,竖直方向上的位移与水平方向位移的比值tanθ=;
解得:t=;
在竖直方向上的位移y=gt2=
;
当初动能变为原来的2倍,即速度的平方变为原来的两倍,则竖直位移变为原来的两倍;故小球应落在C点,故AB错误;
CD、因下落时速度夹角正切值一定为位移夹角正切值的两倍,因两次下落中的位移夹角相同,故速度夹角也一定相同,故C错误,D正确;
故选:D.
特战队员在进行素质训练时,抓住一端固定在同一水平高度的不同位置的绳索,从高度一定的平台由水平状态无初速开始下摆,如图所示,在到达竖直状态时放开绳索,特战队员水平抛出直到落地.不计绳索质量和空气阻力,特战队员可看成质点.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、设平台离地的高度为H,绳长为L,根据动能定理得:mgL=,解得:v=
对于平抛过程,根据H-L=,得t=
,得水平位移为:x=vt=2
,则知当L=
时,水平位移最大.故A错误.
B、在最低点,根据牛顿第二定律得:F-mg=m,解得:F=mg+m
=3mg,与绳索的长度无关.故B错误.
C、对全过程运用动能定理得:mgH=,得落地速度:v=
,与绳索的长度无关.故C错误.
D、绳索越长,摆到最低点的速度越大,则平抛运动的初速度越大,落地时水平速度越大.故D正确.
故选:D.
(2014秋•福建校级期中)一架旧式轰炸机在h=720m低空以v0=80m/s速度沿水平方向飞行,在其正下方与其飞行路线平行的笔直公路上有一辆汽车正在沿相同方向运动,轰炸机发现汽车时与汽车的水平距离为s=1060m,而此时汽车正从静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动,汽车的速度达到v=20m/s后以此速度做匀速直线运动.轰炸机在发现汽车△t时间后投下炸弹恰好击中汽车.g=10m/s2.求:
(1)炸弹从离开飞机到击中汽车,水平方向的位移l为多少?
(2)时间△t为多少?(不计空气阻力)
正确答案
解:(1)轰炸机投下的炸弹在空中做平抛运动,时间为t,由 得
t==
s=12s
炸弹从投下到击中汽车,水平位移为l,则 l=v0t=80×12m=960m
(2)汽车匀加速t′后速度达到 v=20m/s
=
s=10s
设T=△t+12s内汽车前进的距离为s′,则
轰炸机在发现汽车△t后投弹可击中汽车则有
v0 T=s′+s
解得△t=4s
答:
(1)炸弹从离开飞机到击中汽车,水平方向的位移l为960m.
(2)时间△t是4s.
解析
解:(1)轰炸机投下的炸弹在空中做平抛运动,时间为t,由 得
t==
s=12s
炸弹从投下到击中汽车,水平位移为l,则 l=v0t=80×12m=960m
(2)汽车匀加速t′后速度达到 v=20m/s
=
s=10s
设T=△t+12s内汽车前进的距离为s′,则
轰炸机在发现汽车△t后投弹可击中汽车则有
v0 T=s′+s
解得△t=4s
答:
(1)炸弹从离开飞机到击中汽车,水平方向的位移l为960m.
(2)时间△t是4s.
雨伞伞面的半径为r,离地面高为h,将雨伞柄以角速度ω旋转,使雨滴自边缘甩出落于地面成一大圆圈,则此圆圈的半径为______.
正确答案
解析
解:雨滴运动的俯视图如图,由图可知:
s=vt
h=
v=ωr
联合解得:s=,
由几何关系得:R=.
故答案为:
水平抛出的一个石子,经过0.8s落到地面,落地时的速度方向跟水平方向的夹角是45°,(g取10m/s2 )
求:
(1)石子的抛出点距地面的高度;
(2)石子抛出的水平初速度.
正确答案
解:由平抛运动的规律可得抛出点离地面的高度:
对石子落地瞬间的速度方向与水平方向的夹角可得:
又 vy=gt=10×0.8=8m/s
联立可得:v0=8m/s
答:(1)石子的抛出点距地面的高度为3.2m;
(2)石子抛出的水平初速度为8m/s.
解析
解:由平抛运动的规律可得抛出点离地面的高度:
对石子落地瞬间的速度方向与水平方向的夹角可得:
又 vy=gt=10×0.8=8m/s
联立可得:v0=8m/s
答:(1)石子的抛出点距地面的高度为3.2m;
(2)石子抛出的水平初速度为8m/s.
如图所示,半径为R,光滑半圆轨道竖直放置,质量为m的小球,先后以不同的速率进入.
(1)若第一次球通过圆周最高点B时对轨道上壁恰好没有压力.求小球从B点抛出后距A点的水平距离?
(2)如果第二次通过最高点B时,小球对轨道上壁的压力为3mg,求小球从B点抛出后距A点的水平距离?
正确答案
解:(1)由于小球对轨道上壁恰好没有压力,由牛顿第二定律,有:
mg=m
解得:
v1=
由平抛运动公式:
x1=v1t
2R=gt2
解得:
x1=2R
(2)重力和支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,有:
FN+mg=m
解得:
v2=2
由平抛运动公式:
x2=v2t
2R=gt2
解得:
x2=4R
答:(1)若第一次球通过圆周最高点B时对轨道上壁恰好没有压力,小球从B点抛出后距A点的水平距离为2R;
(2)如果第二次通过最高点B时,小球对轨道上壁的压力为3mg,小球从B点抛出后距A点的水平距离为4R.
解析
解:(1)由于小球对轨道上壁恰好没有压力,由牛顿第二定律,有:
mg=m
解得:
v1=
由平抛运动公式:
x1=v1t
2R=gt2
解得:
x1=2R
(2)重力和支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,有:
FN+mg=m
解得:
v2=2
由平抛运动公式:
x2=v2t
2R=gt2
解得:
x2=4R
答:(1)若第一次球通过圆周最高点B时对轨道上壁恰好没有压力,小球从B点抛出后距A点的水平距离为2R;
(2)如果第二次通过最高点B时,小球对轨道上壁的压力为3mg,小球从B点抛出后距A点的水平距离为4R.
同学们在学习了平抛运动知识后,对体育课推铅球的运动进行了研究.某男同学身高1.8m,现以水平初速度把铅球平推出去,测得他推铅球成绩是3.6m;若把球的运动看作是平抛运动,球平推出的高度近似看作等于人的身高,g取10m/s2,求:
(1)球被推出时的初速度的大小;
(2)球落地的末速度的大小.
正确答案
解:(1)铅球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动:h=
解得:t==
s=0.6s
水平方向做匀速直线运动:x=v0t 解得:v0==
=6
m/s;
(2)落体时竖直方向速度vy=gt=10×0.6m/s=6m/s
落地时末速度v==
m/s=12m/s
答:(1)球被推出时的初速度的大小为6m/s;
(2)球落地的末速度的大小为12m/s.
解析
解:(1)铅球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动:h=
解得:t==
s=0.6s
水平方向做匀速直线运动:x=v0t 解得:v0==
=6
m/s;
(2)落体时竖直方向速度vy=gt=10×0.6m/s=6m/s
落地时末速度v==
m/s=12m/s
答:(1)球被推出时的初速度的大小为6m/s;
(2)球落地的末速度的大小为12m/s.
将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,下落过程中某1s内,物体运动方向由与水平方向成30°变为与水平方向成45°,求物体抛出的初速度,这1s前物体已运动了多长时间?
正确答案
解:由于平抛运动在水平方向的速度的大小是不变的,
设水平初速度为v0,速度方向与水平方向成30°角时,竖直速度的大小为 vy1=v0tan30°=v0,
当速度方向与水平方向成45°角时,竖直速度的大小为 vy2=v0 ,
在竖直方向做自由落体运动,由速度公式可得,
v0 =v0+gt,
其中时间t=1s,所以 v0=23.7m/s,
由vy1=gt′得:
这1s前物体运动时间 t′==
=
≈1.37s
答:物体的初速度为23.7m/s,这1s前物体已运动了1.37s.
解析
解:由于平抛运动在水平方向的速度的大小是不变的,
设水平初速度为v0,速度方向与水平方向成30°角时,竖直速度的大小为 vy1=v0tan30°=v0,
当速度方向与水平方向成45°角时,竖直速度的大小为 vy2=v0 ,
在竖直方向做自由落体运动,由速度公式可得,
v0 =v0+gt,
其中时间t=1s,所以 v0=23.7m/s,
由vy1=gt′得:
这1s前物体运动时间 t′==
=
≈1.37s
答:物体的初速度为23.7m/s,这1s前物体已运动了1.37s.
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