- 平抛运动
- 共7059题
以初速度v0水平抛出一物体,当其竖直位移与水平位移相等时( )
正确答案
解析
解:小球做平抛运动,据题有:v0t=
则得:t=
此时竖直分速度为 vy=gt=2v0,竖直分位移等于水平分位移,为 y=x==v0t=
,故B正确,ACD错误.
故选:B
人站在高100m的悬崖上,以4m/s速度抛出一个质量为2kg的物体,落地时速度为44m/s,在飞行过程中,克服空气阻力做了______功.
正确答案
80J
解析
解:由动能定理可知:
mgh-Wf=mv2-
mv02
Wf=mgh-(mv2-
mv02)=80J;
故答案为:80J.
刀削面是山西最有代表性的面条,堪称天下一绝,已有数百年的历史.传统的操作方法是一手托面,一手拿刀,直接削到开水锅里,其要诀是:“刀不离面,面不离刀,胳膊直硬手水平,手端一条线,一棱赶一棱,平刀是扁条,弯刀是三棱”.如图所示,面团与开水锅的高度差h=0.80m,与锅的水平距离L=0.50m,锅的半径R=0.50m.要削出的面条落入锅内,面条视为质点且不计空气阻力,g=10m/s2,则面条的水平初速度应满足的条件为______.
正确答案
1.25m/s<v<3.75m/s
解析
解:根据h=得,t=
=
.
因为水平位移的范围为L<x<L+2R,
则最小速度.
最大速度.
则速度的范围为1.25m/s<v<3.75m/s
故答案为:1.25m/s<v<3.75m/s
如图所示,某电视台娱乐节目,要求选手要从较高的平台上以水平速度v0跃出后,落在传送带上,由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过一个△t=0.5s反应时间后,立刻以大小为2m/s2、方向向右的加速度跑至传送带最右端.已知平台与传送带的高度差H=1.8m,水池宽度S=1.2m,传送带AB间的距离L=16.6m,重力加速度g取10m/s2,问:
(1)要使选手落到传送带上,选手从平台上跃出的水平速度v0至少多大?
(2)若传送带静止,选手以v0=3m/s水平速度从平台跃出,从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间多少?
(3)若传送带以v=1m/s的恒定速度向左运动,选手若能到达传送带右端,则从高台上跃出的水平速度至少多大?
正确答案
解:(1)根据H=得,
t1==0.6s
则.
(2)当选手初速度为3m/s时,x1=v0t1=3×0.6m=1.8m,
匀加速运动的位移x2=L+S-x1=16.6+1.2-1.8m=16m,
根据得,
匀加速运动时间t2=.
开始跃出到跑至传送带右端经历的时间t=t1+△t+t2=5.1s
(3)人落在传送带上反应时间内匀速向左运动x1=v△t=0.5m
接着以v=1m/s速度向左匀减速运动,
跃出水平位移x=x1+x2+S=1.95m
跃出水平速度至少.
答:(1)选手从平台上跃出的水平速度v0至少为2m/s;
(2)从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间为5.1s;
(3)从高台上跃出的水平速度至少为3.25m/s.
解析
解:(1)根据H=得,
t1==0.6s
则.
(2)当选手初速度为3m/s时,x1=v0t1=3×0.6m=1.8m,
匀加速运动的位移x2=L+S-x1=16.6+1.2-1.8m=16m,
根据得,
匀加速运动时间t2=.
开始跃出到跑至传送带右端经历的时间t=t1+△t+t2=5.1s
(3)人落在传送带上反应时间内匀速向左运动x1=v△t=0.5m
接着以v=1m/s速度向左匀减速运动,
跃出水平位移x=x1+x2+S=1.95m
跃出水平速度至少.
答:(1)选手从平台上跃出的水平速度v0至少为2m/s;
(2)从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间为5.1s;
(3)从高台上跃出的水平速度至少为3.25m/s.
如图所示,半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,过最低点的半径OC处于竖直位置,在其右方有一可绕竖直轴MN(与圆弧轨道共面)转动的,内部空心的圆筒,圆筒半径r=0.1
m,筒的顶端与C点等高,在筒的下部有一小孔,距筒顶h=0.8m,开始时小孔在图示位置(与圆弧轨道共面).现让一质量m=0.1kg的小物块自A点由静止开始下落,打在圆弧轨道上的B点,但未反弹,在瞬间的碰撞过程中小物块沿半径方向的分速度立刻减为零,而沿圆弧切线方向的分速度不变.此后,小物块沿圆弧轨道滑下,到达C点时触动光电装置,使圆筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小物块最终正好进入小孔.已知A点、B点到圆心O的距离均为R,与水平方向的夹角θ均为30°,不计空气阻力,g取l0m/s2.试问:
(1)小物块到达C点时的速度大小是多少?
(2)圆筒匀速转动时的角速度是多少?
(3)要使小物块进入小孔后能直接打到圆筒的内侧壁,筒身长 L至少为多少?
正确答案
解:(1)根据得,
.
.
根据机械能守恒定律得:
代入数据解得.
(2)由h=得,
则ω= (n=1,2,3,…)
(3)
L==1.25m.
答:(1)小物块到达C点时的速度大小是.
(2)圆筒匀速转动时的角速度是5nπ(n=1,2,3,…)
(3)要使小物块进入小孔后能直接打到圆筒的内侧壁,筒身长 L至少为1.25m.
解析
解:(1)根据得,
.
.
根据机械能守恒定律得:
代入数据解得.
(2)由h=得,
则ω= (n=1,2,3,…)
(3)
L==1.25m.
答:(1)小物块到达C点时的速度大小是.
(2)圆筒匀速转动时的角速度是5nπ(n=1,2,3,…)
(3)要使小物块进入小孔后能直接打到圆筒的内侧壁,筒身长 L至少为1.25m.
如图所示,在光滑水平面内建立直角坐标系xOy,一质点在该平面内O点受大小为F的力作用从静止开始做匀加速直线运动,经过t时间质点运动到A点,A、O两点距离为a,在A点作用力突然变为沿y轴正方向,大小仍为F,再经t时间质点运动到B点,在B点作用力又变为大小等于4F、方向始终与速度方向垂直且在该平面内的变力,再经一段时间后质点运动到C点,此时速度方向沿x轴负方向,下列对运动过程的分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、质点从O到A做匀加速直线运动,从A到B做类平抛运动,水平方向上的位移x=vt=at2=2a,竖直方向上的位移y=a,由几何关系可得:A、B两点距离为s=,故A错误;
B、设到达A点的速度为v,B点的速度为,方向与水平方向成45°,B到C点做匀速圆周运动,有
,而在OA段有
,联立解得r=a.因此C点与x轴的距离为(2+
)a.故B正确,C错误.
D、质点从B点运动到C点所用的时间可能为,OA段有
,则质点从B点运动到C点所用时间可能为
.故D正确.
故选:BD.
在离地面某一高度处将一小球以10m/s的水平速度抛出,落地点到抛出点的位移与水平面的夹角为45°,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球从抛出到落地的时间
(2)抛出点离地面的高度
(3)落地时小球的速度.
正确答案
解:(1)据题小球做平抛运动,落地时水平位移与竖直位移大小相等,则有=v0t
可得 t==
=2s
(2)抛出点离地面的高度为 h==
m=20m
(3)平抛运动竖直方向做自由落体运动,则落地时小球的竖直分速度为 vy=gt=20m/s
故落地时小球的速度为 v==
=10
m/s
答:
(1)小球从抛出到落地的时间为2s.
(2)抛出点离地面的高度是20m.
(3)落地时小球的速度是10m/s.
解析
解:(1)据题小球做平抛运动,落地时水平位移与竖直位移大小相等,则有=v0t
可得 t==
=2s
(2)抛出点离地面的高度为 h==
m=20m
(3)平抛运动竖直方向做自由落体运动,则落地时小球的竖直分速度为 vy=gt=20m/s
故落地时小球的速度为 v==
=10
m/s
答:
(1)小球从抛出到落地的时间为2s.
(2)抛出点离地面的高度是20m.
(3)落地时小球的速度是10m/s.
飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目,2010年的IDF(国际飞镖联合会)飞镖世界杯赛在上海进行.某一选手在距地面高h,离靶面的水平距离L处,将质量为m的飞镖以速度ν0水平投出,结果飞镖落在靶心正上方.如只改变h、L、m、ν0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是(不计空气阻力)( )
正确答案
解析
解:飞镖飞出后在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动;开始时飞镖落于靶心上方,
说明在飞镖水平方向飞行L时,下落高度较小,而水平方向L=v0t,
竖直方向h==
,为增大h,可以增大L或减小v0,故A正确,D错误;
若L不变,时间不变,也可以降低h,故B错误;
而平抛运动规律和物体的质量无关,故C错误.
故选:A.
一物体从以高为h以v0的初速度水平抛出,求:
(1)从抛出到落地的时间;
(2)水平方向的射程;
(3)落地时候的速度大小和方向.
正确答案
解:(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,根据位移时间关系公式,有:
h=
解得:
(2)水平方向的射程:
x=v0t=
(3)落地时候的水平分速度为:vx=v0
落地时候的竖直分速度为:
故合速度为:
速度方向与水平方向夹角的正切值为:;
答:(1)从抛出到落地的时间为;
(2)水平方向的射程为;
(3)落地时候的速度大小为,方向与水平方向夹角的正切值为
.
解析
解:(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,根据位移时间关系公式,有:
h=
解得:
(2)水平方向的射程:
x=v0t=
(3)落地时候的水平分速度为:vx=v0
落地时候的竖直分速度为:
故合速度为:
速度方向与水平方向夹角的正切值为:;
答:(1)从抛出到落地的时间为;
(2)水平方向的射程为;
(3)落地时候的速度大小为,方向与水平方向夹角的正切值为
.
一小球从某高处以初速度为被水平抛出,落地时与水平地面夹角为45°,抛出点距地面的高度为( )
正确答案
解析
解:根据得,vy=v0,
根据速度位移公式得,h=.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
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