- 平抛运动
- 共7059题
如图所示,AB为一斜面,小球从A处以v0水平抛出,落地点恰在B点,已θ=30°,斜面长为L=10m,求小球在空中的飞行时间和小球平抛的初速度. g=10m/s2.
正确答案
解:根据Lsin30°=得,平抛运动的时间为:t=
,
则平抛运动的初速度为:
答:小球在空中的飞行时间为1s,小球平抛的初速度为.
解析
解:根据Lsin30°=得,平抛运动的时间为:t=
,
则平抛运动的初速度为:
答:小球在空中的飞行时间为1s,小球平抛的初速度为.
如图所示,在空中某一位置P将一个小球以初速度v0水平向右抛出,它和竖直墙壁碰撞时速度方向与水平方向成45°角,若将小球仍从P点以2v0的初速度水平向右抛出,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、初速度增大为原来的2倍,小球在水平方向上做匀速直线运动,则运动时间变为原来的,小球速度增量的方向竖直向下,根据△v=gt知,两次运动过程中速度增量大小之比为2:1.故A正确.
B、小球以初速度v0水平向右抛出,它和竖直墙壁碰撞时速度方向与水平方向成45°角,则有:vy=v0,小球以2v0的初速度水平向右抛出,竖直分速度变为原来的,水平分速度变为原来的2倍,则
,可知α≠30°.故B错误.
C、小球以初速度v0水平向右抛出,它和竖直墙壁碰撞时速度方向与水平方向成45°角,则有:vy=v0,则小球的动能.
小球以2v0的初速度水平向右抛出,竖直分速度变为原来的,大小为
,水平分速度为2v0,则速度v=
,则小球的动能
.小球第二次碰到墙壁时的动能为第一次碰到墙壁时动能的
倍.故C错误,D正确.
故选:AD.
如图所示,一网球运动员将球在边界处正上方水平向右击出,球刚好过网落在图中位置(不计空气阻力),相关数据如图,下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,水平位移为s和的时间比2:3,则竖直方向上,根据
,则有
,解得h1=1.8h2.故A正确.
B、若保持击球高度不变,要想球落在对方界内,要既不能出界,又不能触网,根据得,
.
则平抛运动的最大速度.根据
得,
,则平抛运动的最小速度
.故B错误.
C、任意降低击球高度(仍大于h2),会有一临界情况,此时球刚好触网又刚好压界,若小于该临界高度,速度大会出界,速度小会触网,所以不是高度比网高,就一定能将球发到界内.故C错误.
D、增加击球高度,只要速度合适,球一定能发到对方界内.故D正确.
故选AD.
如图所示,树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪口水平对准它,为了逃避即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走.在它刚掉离树枝的瞬间子弹恰好射出枪口,试讨论松鼠能否逃脱厄运?(用V0表示子弹射出枪口时的速度,h表示松鼠离地面的高度,s表示松鼠离枪口的水平距离,不计空气阻力)
正确答案
解:设子弹射出枪口时的速度为V0,松鼠离地面的高度为h,松鼠离枪口的水平距离为s.
子弹做平抛运动,设子弹下落h高度所用的时间为t.
由得:
子弹的水平位移:
当x≤s时,即时,松鼠能逃脱厄运.
当x>s时,即时,松鼠不能逃脱厄运.
答:
当x≤s时,即时,松鼠能逃脱厄运.
当x>s时,即时,松鼠不能逃脱厄运.
解析
解:设子弹射出枪口时的速度为V0,松鼠离地面的高度为h,松鼠离枪口的水平距离为s.
子弹做平抛运动,设子弹下落h高度所用的时间为t.
由得:
子弹的水平位移:
当x≤s时,即时,松鼠能逃脱厄运.
当x>s时,即时,松鼠不能逃脱厄运.
答:
当x≤s时,即时,松鼠能逃脱厄运.
当x>s时,即时,松鼠不能逃脱厄运.
如图所示,一货车车箱在外力的作用下以a=7.5m/s2的恒定加速度从静止开始沿水平面运动,当车厢开始运动的同时在车厢顶部中间位置有一个可视为质点的小球开始做自由落体运动.已知车厢质量为M=1×105kg,车厢高h=3.2m,g=10m/s2.求:
(1)地面上的人看到沾上球经多长时间落到车厢的底板上?
(2)要让小球直接落到车厢的底板上,车厢长l至少为多大?
(3)车厢运动0.4s时,车厢所受的合力对车厢做功的功率.
正确答案
解:(1)根据h=得:
t=.
(2)在水平方向上,根据代入数据解得:
l=4.8m.
(3)车厢所受的合力为:
N,
v=at1=7.5×0.4m/s=3m/s,
则合力的功率为:
W=2.25×106W.
答:(1)球经过0.8s落到车厢底板上.
(2)车厢长至少为4.8m.
(3)车厢所受的合力对车厢做功的功率为2.25×106W.
解析
解:(1)根据h=得:
t=.
(2)在水平方向上,根据代入数据解得:
l=4.8m.
(3)车厢所受的合力为:
N,
v=at1=7.5×0.4m/s=3m/s,
则合力的功率为:
W=2.25×106W.
答:(1)球经过0.8s落到车厢底板上.
(2)车厢长至少为4.8m.
(3)车厢所受的合力对车厢做功的功率为2.25×106W.
如图所示,排球场总长为18m,设网的高度为2m,运动员站在离网3m远的线上正对网前竖直跳起把球垂直于网水平击出.(g取10m/s2)
(1)设击球点的高度为2.5m,球被水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界?
(2)若击球点的高度小于某个值,那么无论球被水平击出时的速度多大,球不是触网就是出界,试求出此高度.
正确答案
解:水平击出的排球其运动情况虽然受空气阻力的影响,但是当这类题目出现在中学物理中时仍然可以简化为只受重力作用,因此在这里仍视其运动为平抛运动.第(1)问中击球点位置确定之后,恰不触网是速度的一个临界值,恰不出界则是击球速度的另一个临界值.第(2)问中确定的则是临界轨迹.当击球点、网的上边缘和边界点三者位于临界轨迹上时,如果击球速度变小则一定触网,否则速度变大则一定出界.
(1)如图所示,排球恰不触网时其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其轨迹为Ⅱ.根据平抛物体的运动规律:x=v0t和h=gt2可得,当排球恰不触网时有:
x1=v1t1 ①
h1=gt12 ②
已知x1=3m,h1=2.5m-2m=0.5m,
解①②得:v1=9.5m/s.
当排球恰不出界时有:
x2=v2t2 ③
h2=gt22 ④
已知x2=3m+9m=12m,h2=2.5m
解③④得:v2=17m/s
所以既不触网也不出界的速度范围是:9.5 m/s<v≤17 m/s.
(2)如图所示为排球恰不触网也恰不出界的临界轨迹.设击球点的高度为h,根据平抛运动的规律有:
x1=v t1′⑤
h1′=gt1′2 ⑥
x2=v t2′⑦
h2=gt2′2 ⑧
且x1=3m,h1′=(h-2)m,x2=3m+9m=12m,h2=h
解⑤⑥⑦⑧式可得高度:h=2.13m.
答:
(1)击球点的高度为2.5m,球被水平击出时的速度在9.5m/s<v≤17m/s范围内才能使球既不触网也不出界.
(2)此高度为2.13m.
解析
解:水平击出的排球其运动情况虽然受空气阻力的影响,但是当这类题目出现在中学物理中时仍然可以简化为只受重力作用,因此在这里仍视其运动为平抛运动.第(1)问中击球点位置确定之后,恰不触网是速度的一个临界值,恰不出界则是击球速度的另一个临界值.第(2)问中确定的则是临界轨迹.当击球点、网的上边缘和边界点三者位于临界轨迹上时,如果击球速度变小则一定触网,否则速度变大则一定出界.
(1)如图所示,排球恰不触网时其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其轨迹为Ⅱ.根据平抛物体的运动规律:x=v0t和h=gt2可得,当排球恰不触网时有:
x1=v1t1 ①
h1=gt12 ②
已知x1=3m,h1=2.5m-2m=0.5m,
解①②得:v1=9.5m/s.
当排球恰不出界时有:
x2=v2t2 ③
h2=gt22 ④
已知x2=3m+9m=12m,h2=2.5m
解③④得:v2=17m/s
所以既不触网也不出界的速度范围是:9.5 m/s<v≤17 m/s.
(2)如图所示为排球恰不触网也恰不出界的临界轨迹.设击球点的高度为h,根据平抛运动的规律有:
x1=v t1′⑤
h1′=gt1′2 ⑥
x2=v t2′⑦
h2=gt2′2 ⑧
且x1=3m,h1′=(h-2)m,x2=3m+9m=12m,h2=h
解⑤⑥⑦⑧式可得高度:h=2.13m.
答:
(1)击球点的高度为2.5m,球被水平击出时的速度在9.5m/s<v≤17m/s范围内才能使球既不触网也不出界.
(2)此高度为2.13m.
(1)在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口附近处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=4.78cm,B、C间距离y2=14.58cm.(g取9.80m/s2)
①根据以上直接测量的物理量得小球初速度______(用题中所给字母表示).
②小球初速度的测量值为______m/s.(保留两位有效数字)
(2)在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50Hz)验证“机械能守恒定律”的实验中:
①某同学进行实验后,得到如图所示的纸带,把第一点(初速度为零)记作O点,测出点O、A间的距离为68.97cm,点A、C间的距离为15.24cm,点C、E间的距离为16.76cm,已知当地重力加速度为9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg,则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为______J,重力势能的减少量为______J.
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a=______ m/s2.
③在实验中发现,重锤减小的重力势能总大于重锤增大的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用,用题目中人出的已知值可求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为______N.
正确答案
解:(1)在竖直方向上由△h=gt2
△h=y2-y1,
求得时间t==0.1s.
水平方向匀速直线运动,
小球初速度v0==
=
m/s=1.0m/s.
(2)
①C点的速度为,
Vc=VAE==4m/s,
动能的增加量EK=mVc2=0.5×1×42=8J,
重力势能的减少量为,
Ep=mgh=8.25J,
②由匀变速运动的位移差等于定值知,
△h=at2
a==
=9.5m/s2;
③由能量守恒知,
fh=Ep-EK
平均阻力大小为f==0.3N.
故答案为:(1);1.0;(2)8;8.25;9.5; 0.3.
解析
解:(1)在竖直方向上由△h=gt2
△h=y2-y1,
求得时间t==0.1s.
水平方向匀速直线运动,
小球初速度v0==
=
m/s=1.0m/s.
(2)
①C点的速度为,
Vc=VAE==4m/s,
动能的增加量EK=mVc2=0.5×1×42=8J,
重力势能的减少量为,
Ep=mgh=8.25J,
②由匀变速运动的位移差等于定值知,
△h=at2
a==
=9.5m/s2;
③由能量守恒知,
fh=Ep-EK
平均阻力大小为f==0.3N.
故答案为:(1);1.0;(2)8;8.25;9.5; 0.3.
一个物体以初速度v0被水平抛出,落地时速度为v,重力加速度为g,那么物体的运动时间是( )
正确答案
解析
解:将落地的速度分解为水平方向和竖直方向,水平方向的速度等于v0,则竖直方向上的速度 vy=
根据vy=gt得,t=.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
摩托车障碍赛中,运动员在水平路面上遇到一个壕沟并安全越过,壕沟的尺寸如图所示,空气阻力不计,g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、B、根据h=gt2解得:t=
=
s=0.4s,所以摩托车越过壕沟所用时间只与高度有关系,与初速度无关,故A正确,B错误.
C、摩托车初始速度 v0==
m/s=15m/s,故C正确.
D、竖直分速度 vy=gt=10×0.4m/s=4m/s,摩托车着地时的速度 v==
m/s≈15.5m/s<19m/s.故D正确.
故选:ACD
将一小球以V0=2m/s的速度沿水平方向抛出,不计空气阻力作用,抛出点距地面的高度h=0.8m,则下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、小球做平抛运动,其运动可以分解为水平方向作匀速直线运动,竖直方向作自由落体运动,故A正确.
B、由h=gt2得:t=
=
s=0.4s,故B正确.
C、落地时水平位移 x=v0t=0.8m,则小球落地点到抛出点的距离为 s==0.8
m,故C错误.
D、小球只受重力,加速度不变,做匀变速曲线运动.故D正确.
本题选错误的,故选:C.
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