- 平抛运动
- 共7059题
如图所示,可视为质点的小球和小物块,同时从图示位置开始朝相反方向运动,速率均为v=9m/s,小球先在长为L=1.6m的杆带动下绕O点做匀速圆周运动,然后再圆周最高点脱离杆,以速率v水平抛出;小物块沿水平直线先减速后加速,加速度大小相同,恰好在恢复到速率v时被小球击中.(取π=3,g=10m/s2,整个运动过程都不考虑空气阻力)
(1)小球从开始运动到击中小物块所用时间;
(2)小物块运动时加速度的大小.
正确答案
解:(1)小球从最低点做匀速圆周运动到最高点,设用时t1:
t1=
解得:t1==
s
从最高点脱离到击中小物块做平抛运动,设用时t2:
在竖直方向:2L=gt22
解得:t2=2=2×
=
s
所以总时间:t=t1+t2=s
(2)设小物块位移大小为x,与小球的水平位移相等:
x=vt2
设小物块加速度大小为a,则减速阶段与加速阶段位移大小相同,用时均为:
=v
-
a(
)2
解得:a=10.8m/s2
答:
(1)小球从开始运动到击中小物块所用时间为s;
(2)小物块运动时加速度的大小为10.8m/s2.
解析
解:(1)小球从最低点做匀速圆周运动到最高点,设用时t1:
t1=
解得:t1==
s
从最高点脱离到击中小物块做平抛运动,设用时t2:
在竖直方向:2L=gt22
解得:t2=2=2×
=
s
所以总时间:t=t1+t2=s
(2)设小物块位移大小为x,与小球的水平位移相等:
x=vt2
设小物块加速度大小为a,则减速阶段与加速阶段位移大小相同,用时均为:
=v
-
a(
)2
解得:a=10.8m/s2
答:
(1)小球从开始运动到击中小物块所用时间为s;
(2)小物块运动时加速度的大小为10.8m/s2.
如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向.图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹.小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(L,0)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处.不计空气阻力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:B、由图知b、c的高度相同,小于a的高度,根据h=,得t=
,知b、c的运动时间相同,a的飞行时间大于b的时间.故B正确;
A、a、b的水平位移相等,因为a的飞行时间长,根据x=v0t知,a的初速度小于b的初速度.故A错误;
C、b、c的初速度之比:=
=
=2,故C正确.
D、a、b的初速度之比:=
=
=
,故D错误.
故选:BC.
如图所示,将一物体以某一初速度,沿与斜面间夹角为α的方向,从倾角为θ的固定斜面上某一位置P处斜向上抛出,到达斜面顶端Q处时速度恰好变为水平方向,已知P、Q间的距离为L,重力加速度为g.若仅将初速度v0减小,仍从P点沿原方向抛出,则( )
正确答案
解析
解:运用逆向思维,物体运动的逆过程是平抛运动,根据
Lsinθ=
解得:t=,故D错误;
则P点的竖直分速度vy=gt=,
P点的水平分速度vx==
,则
=
,故C错误;
设初速度方向与水平方向的夹角为β,根据平抛运动的推论有tanβ=2tanθ,又α=β-θ,根据数学三角函数关系可求得tanα=,故B正确,A错误.
故选:B.
如图所示,两手枪在同一高度处沿水平方向各射出一颗子弹,打在100m远处的靶子上,两弹孔在竖直方向相距5cm,其中A为甲枪的子弹孔,B为乙枪的子弹孔,g取10m/s2.
(1)哪支枪射出的子弹速度较大?为什么?
(2)若甲枪子弹射出时的速度为500m/s,那么,乙枪子弹射出时的速度是多少?
正确答案
解:(1)甲枪射出的子弹速度大.因为甲的弹孔A的位置较高,说明甲的运动时间较小,而水平距离相同,说明甲的平抛初速度较大.
(2)对甲枪射出的子弹,有:
x=vAtA
联立并代入数据解得:yA=0.2m
对乙枪射出的子弹,有:yB=yA+0.05m=0.25m
由,x=vBtB
解得:
答:(1)甲枪射出的子弹速度较大,因为甲的弹孔A的位置较高,说明甲的运动时间较小,而水平距离相同,说明甲的平抛初速度较大.
(2)若甲枪子弹射出时的速度为500m/s,那么,乙枪子弹射出时的速度是200m/s.
解析
解:(1)甲枪射出的子弹速度大.因为甲的弹孔A的位置较高,说明甲的运动时间较小,而水平距离相同,说明甲的平抛初速度较大.
(2)对甲枪射出的子弹,有:
x=vAtA
联立并代入数据解得:yA=0.2m
对乙枪射出的子弹,有:yB=yA+0.05m=0.25m
由,x=vBtB
解得:
答:(1)甲枪射出的子弹速度较大,因为甲的弹孔A的位置较高,说明甲的运动时间较小,而水平距离相同,说明甲的平抛初速度较大.
(2)若甲枪子弹射出时的速度为500m/s,那么,乙枪子弹射出时的速度是200m/s.
a球在A点水平抛出的同时,b球自B点开始做自由落体运动,它们运动的轨迹如图所示,图中每个小方格的边长L=0.8cm,g=10m/s2,不计阻力,请回答下列问题:
(1)a球运动到C点时,a球与b球间的距离为______cm
(2)在a球与b球运动过程中,它们的最小距离是______cm.
正确答案
1.6
解析
解:(1)a球运动到C点时,由于a球竖直方向上做自由落体运动,与b球的运动规律相同,可知两球竖直方向上下降的高度相同,a球运动到c点时,竖直方向的位移之差为y=2L=1.6cm,水平方向上的位移x=2L=1.6cm,所以两球相距的距离s=.
(2)因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以位移之差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,最短距离s=2L=1.6cm.
故答案为: (2)1.6
如图所示,AB为斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落到B点,重力加速度用g表示,求:
(1)物体在空中飞行的时间及AB间的距离;
(2)从抛出开始经多少时间小球与斜面间的距离最大?最大距离为多少?
正确答案
解:(1)根据得,运动的时间t=
=
.
AB间的距离 s=.
(2)当小球的速度方向与斜面平行,距离斜面最远,
根据tan30°==
,则经历的时间t=
.
将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,则vy′=v0sinθ,ay=gcosθ,
则最大距离H=.
答:(1)物体在空中飞行的时间为,AB间的距离为
.
(2)从抛出开始经时间小球与斜面间的距离最大,最大距离为
.
解析
解:(1)根据得,运动的时间t=
=
.
AB间的距离 s=.
(2)当小球的速度方向与斜面平行,距离斜面最远,
根据tan30°==
,则经历的时间t=
.
将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向,则vy′=v0sinθ,ay=gcosθ,
则最大距离H=.
答:(1)物体在空中飞行的时间为,AB间的距离为
.
(2)从抛出开始经时间小球与斜面间的距离最大,最大距离为
.
(2015•苏州模拟)如图所示,从倾角为θ的斜面顶端,以初速度v0将小球水平抛出,则小球落到斜面时的速度大小为( )
正确答案
解析
解:小球落到斜面上时有:,所以竖直方向速度为vy=gt=2v0tanθ
所以物体落到斜面上的速度为=
,故ABD错误,C正确.
故选C.
从20m的高台上以15m/s的初速度水平抛出一个物体,经过一段时间后,物体的落在地面上,则物体落在地面上的速度为______m/s.(g取10m/s2)
正确答案
25
解析
解:根据得,t=
.
则竖直分速度vy=gt=10×2m/s=20m/s.
根据平行四边形定则得,落地的速度v=.
故答案为:25.
一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为vt,则它运动时间为( )
正确答案
解析
解:将物体落地的速度进行分解,如图,则有
vy=
又由小球竖直方向做自由落体运动,vy=gt
得到t==
.
故选D
如图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图.参与游戏的选手会遇到一 个人造山谷AOB,AO是高h═3m的竖直峭壁,OB是以A点为圆心的弧形坡p,.∠OAB=60°,B点右侧是一段水平跑道.选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道,但身体 素质好的选手会选择自A点直接跃上跑道.选手可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2.
(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值;
(2)若选手以速度v1=4m/s水平跳出,求该选手在空中的运动时间.
正确答案
解:(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,则:
hsin60°≤v0t
hcos60°=gt2
解得:v0≥m/s
(2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1<v0,人将落在弧形坡上.
下降高度:y=gt2
水平前进距离:x=v1t
且:x2+y2=h2
联立解得:
t=0.6 s
答:(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,v0的最小值为m/s;
(2)若选手以速度v1=4m/s水平跳出,该选手在空中的运动时间为0.6s.
解析
解:(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,则:
hsin60°≤v0t
hcos60°=gt2
解得:v0≥m/s
(2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1<v0,人将落在弧形坡上.
下降高度:y=gt2
水平前进距离:x=v1t
且:x2+y2=h2
联立解得:
t=0.6 s
答:(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,v0的最小值为m/s;
(2)若选手以速度v1=4m/s水平跳出,该选手在空中的运动时间为0.6s.
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