- 平抛运动
- 共7059题
如图所示,AB是半圆弧ACB的水平直径,C为半圆弧ACB的中点,AB=1.5m,从A平抛一个小球,小球下落0.3s后落到圆弧ACB上,已知重力加速度g=10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:A、由题,圆弧ACB的半径R=0.75m.
竖直方向:小球下落的高度 h==
m=0.45m.
若小球落在AC圆弧上时,由几何知识得到,水平位移 x=R-=0.15m.
则初速度为 v0==0.5m/s;
若小球落在CB圆弧上时,由几何知识得到,水平位移x=R+=1.35m.
则v0==4.5m/s;故A正确.
B、若小球击中AC部分,因为平抛运动的速度等于水平速度和竖直速度的合速度,合速度的方向一定偏向右下方,不可能与垂直击中AC,故B错误.
C、根据推论:平抛运动的速度反向延长线交水平位移的中点,可知,若小球击中BC部分,速度的反向延长线交圆心左侧,可知速度不沿半径方向,所以小球不可能垂直击中BC部分.故C错误.
D、由于小球竖直方向做自由落体运动,有向下的分位移,即使速度无限大,小球也不可能击中B点,故D错误.
故选:A.
从离地高为h=80m处水平抛出一个物体,3s末速度为50m/s,g取10m/s2.求:
(1)物体做平抛运动的时间;
(2)物体抛出时的初速度;
(3)物体从抛出点到落地点的水平位移.
正确答案
解:(1)根据h=得平抛运动的时间为:
.
(2)3s末竖直分速度为:
vy=gt1=gt1=10×3m/s=30m/s,
根据平行四边形定则知,初速度为:
m/s=40m/s.
(3)水平位移为:x=v0t=40×4m=160m
答:(1)物体做平抛运动的时间为4s;
(2)物体抛出时的初速度为40m/s;
(3)物体从抛出点到落地点的水平位移为160m.
解析
解:(1)根据h=得平抛运动的时间为:
.
(2)3s末竖直分速度为:
vy=gt1=gt1=10×3m/s=30m/s,
根据平行四边形定则知,初速度为:
m/s=40m/s.
(3)水平位移为:x=v0t=40×4m=160m
答:(1)物体做平抛运动的时间为4s;
(2)物体抛出时的初速度为40m/s;
(3)物体从抛出点到落地点的水平位移为160m.
如图,装甲车在水平地面上以速度v0=20m/s沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高为h=1.8m.在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触.枪口与靶距离为L时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为v=800m/s.在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s=90m后停下.装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹.(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g=10m/s2)
(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小;
(2)当L=410m时,求第一发子弹的弾孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离;
(3)若靶上只有一个弹孔,求L的范围.
正确答案
解:(1)由速度位移公式可得:≈2.2m/s2
(2)第一发子弹的对地速度为:v1=800+20m/s=820m/s
故子弹运动时间为:
第一发子弹下降的高度为:
第一发子弹的弾孔离地的高度为:h=1.8-1.25m=0.55m
射出第二发子弹的速度为:v2=800m/s,运动时间为:
第二发子弹下降的高度为;
靶上两个弹孔之间的距离为:△h=h1-h2=1.25-0.8m=0.45m
(3)若靶上只有一个弹孔,说明第一颗子弹没有击中靶,第二颗子弹能够击中靶,故有第一颗子弹运动时间为:
第一颗子弹的位移为:L1=v1t3=820×0.6m=492m
第二颗子弹能刚好够击中靶时离靶子的距离为:L2=v0t3=800×0.6m=480m
故有坦克的最远距离为:L=480+90m=570m
故L的范围为492m<L≤570m.
答:
(1)装甲车匀减速运动时的加速度大小为2.2m/s2;
(2)当L=410m时,第一发子弹的弾孔离地的高度是0.55m,靶上两个弹孔之间的距离0.45m;
(3)若靶上只有一个弹孔,L的范围为492m<L≤570m.
解析
解:(1)由速度位移公式可得:≈2.2m/s2
(2)第一发子弹的对地速度为:v1=800+20m/s=820m/s
故子弹运动时间为:
第一发子弹下降的高度为:
第一发子弹的弾孔离地的高度为:h=1.8-1.25m=0.55m
射出第二发子弹的速度为:v2=800m/s,运动时间为:
第二发子弹下降的高度为;
靶上两个弹孔之间的距离为:△h=h1-h2=1.25-0.8m=0.45m
(3)若靶上只有一个弹孔,说明第一颗子弹没有击中靶,第二颗子弹能够击中靶,故有第一颗子弹运动时间为:
第一颗子弹的位移为:L1=v1t3=820×0.6m=492m
第二颗子弹能刚好够击中靶时离靶子的距离为:L2=v0t3=800×0.6m=480m
故有坦克的最远距离为:L=480+90m=570m
故L的范围为492m<L≤570m.
答:
(1)装甲车匀减速运动时的加速度大小为2.2m/s2;
(2)当L=410m时,第一发子弹的弾孔离地的高度是0.55m,靶上两个弹孔之间的距离0.45m;
(3)若靶上只有一个弹孔,L的范围为492m<L≤570m.
如图为一个截面在竖直平面内的斜面.倾角为θ=45°,斜面底端的正上方有一点O,从O点以一水平初速度V0抛出一小球,恰好垂直地撞在斜面上.不计空气阻力,已知重力加速度为g.求:
(1)小球从O点运动到斜面的时间
(2)O点距斜面底端的高度.
正确答案
解:(1)小球垂直撞在斜面上,根据平行四边形定则知,
,
解得vy=v0,
则小球的运动时间t=.
(2)小球的水平位移x=,竖直位移y=
,
根据几何关系知,O点距离斜面底端的高度h=y+xtan45°=.
答:(1)小球从O点运动到斜面的时间为
(2)O点距斜面底端的高度为.
解析
解:(1)小球垂直撞在斜面上,根据平行四边形定则知,
,
解得vy=v0,
则小球的运动时间t=.
(2)小球的水平位移x=,竖直位移y=
,
根据几何关系知,O点距离斜面底端的高度h=y+xtan45°=.
答:(1)小球从O点运动到斜面的时间为
(2)O点距斜面底端的高度为.
如图所示,在粗糙水平台阶上放置一质量m=0.5kg的小物块,它与水平台阶间的动摩擦因数μ=0.5,与台阶边缘O点的距离s=5m.在台阶右侧固定一个
圆弧挡板,圆弧半径R=1m,圆弧的圆心也在O点.今以O点为原点建立平面直角坐标系xOy.现用F=5N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板.(sin37°=0.6,取g=10m/s2)
(1)若小物块恰能击中挡板上的P点(OP与水平方向夹角为37°),求其离开O点时的速度大小;
(2)为使小物块击中挡板,求拉力F作用的最短时间.
正确答案
解:(1)小物块从O到P做平抛运动,
水平方向有:Rcos37°=v0t
竖直方向:Rsin37°=,
解得:v0=.
(2)为使小物块击中档板,小物块必须能运动到O点,由动能定理可得:
Fx-μmgS=△Ek-0
解得:x=2.5m;
由牛顿第二定律得:F-μmg=ma
代入数据得:a=5m/s2;
再由运动学公式得:x=
解得:t=.
答:(1)离开O点时的速度大小为.
(2)拉力F作用的最短时间为1s.
解析
解:(1)小物块从O到P做平抛运动,
水平方向有:Rcos37°=v0t
竖直方向:Rsin37°=,
解得:v0=.
(2)为使小物块击中档板,小物块必须能运动到O点,由动能定理可得:
Fx-μmgS=△Ek-0
解得:x=2.5m;
由牛顿第二定律得:F-μmg=ma
代入数据得:a=5m/s2;
再由运动学公式得:x=
解得:t=.
答:(1)离开O点时的速度大小为.
(2)拉力F作用的最短时间为1s.
以10m/s的速度,从10m高的塔上水平抛出一个石子,不计空气阻力,g取10m/s2,石子落地时的速度大小是多少?
正确答案
解:以地面为参考平面,根据机械能守恒定律得:
mgh+=
得:v==
m/s=10
m/s
答:石子落地时的速度大小是10m/s.
解析
解:以地面为参考平面,根据机械能守恒定律得:
mgh+=
得:v==
m/s=10
m/s
答:石子落地时的速度大小是10m/s.
如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度v0同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为37°和53°,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为多少?
正确答案
解:37°和53°都是物体落在斜面上后物体位移与水平方向的夹角,对于斜面倾角为α的情形,运用分解位移的方法可以得到:
tanα==
=
所以有 tan37°=,tan53°=
则=
=
答:A和B两小球的运动时间之比为9:16.
解析
解:37°和53°都是物体落在斜面上后物体位移与水平方向的夹角,对于斜面倾角为α的情形,运用分解位移的方法可以得到:
tanα==
=
所以有 tan37°=,tan53°=
则=
=
答:A和B两小球的运动时间之比为9:16.
如图所示,在倾角为37°的光滑斜面水平以v0=20m/s抛出一个小球A,同时另一小球B从抛出点以初速度v滑下,经过t时间后刚能与A在斜面上相碰(g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80),求:
(1)从抛出到相碰时间t
(2)小球B的初速度v.
正确答案
解:(1)根据得运动的时间为:t=
.
(2)抛出到落地点的位移为:,
根据s=,加速度为:a=gsin37°=6m/s2,
代入数据解得:v=16m/s.
答:(1)从抛出到相碰的时间为3s.
(2)小球B的初速度为16m/s.
解析
解:(1)根据得运动的时间为:t=
.
(2)抛出到落地点的位移为:,
根据s=,加速度为:a=gsin37°=6m/s2,
代入数据解得:v=16m/s.
答:(1)从抛出到相碰的时间为3s.
(2)小球B的初速度为16m/s.
(2015秋•重庆校级期末)如图所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后,从O点以速度v0水平飞出,落到斜坡上的 A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员到A点的速度大小.
正确答案
解:(1)设OA的长度为L,则有:
Lcosθ=v0t
联立解得:t=
(2)运动员到达A点时,vy=gt
所以到达A点的速度:
答:(1)运动员在空中飞行的时间是;
(2)运动员到A点的速度大小是.
解析
解:(1)设OA的长度为L,则有:
Lcosθ=v0t
联立解得:t=
(2)运动员到达A点时,vy=gt
所以到达A点的速度:
答:(1)运动员在空中飞行的时间是;
(2)运动员到A点的速度大小是.
如图所示,在倾角为37°的斜坡上,从A点水平抛出一个物体,物体落在斜坡的B点,测得AB两点间的距离是75m.取g=10m/s2.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物体抛出时速度的大小
(2)物体落到B点时速度的大小.
正确答案
解:(1)根据得,t=
.
则抛出的速度大小,
(2)落到B点的竖直分速度vy=gt=10×3m/s=30m/s,
根据平行四边形定则知,物体落到B点的速度m/s=10
m/s.
答:(1)物体抛出时的速度大小为20m/s.
(2)物体落到B点的速度大小为m/s.
解析
解:(1)根据得,t=
.
则抛出的速度大小,
(2)落到B点的竖直分速度vy=gt=10×3m/s=30m/s,
根据平行四边形定则知,物体落到B点的速度m/s=10
m/s.
答:(1)物体抛出时的速度大小为20m/s.
(2)物体落到B点的速度大小为m/s.
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