- 平抛运动
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横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起,固定在水平面上,它们的竖直边长都是底边长的一半.小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其中三个小球的落点分别是a、b、c.图中三小球比较,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球落在c点的高度差最小,根据h=知,飞行时间最短.故A正确.
B、小球落在a点的高度差最大,根据h=知,飞行时间最长,则速度的变化量最大.故B正确.
C、小球做平抛运动的加速度都为g,则速度变化快慢相同.故C错误.
D、首先a点上是无论如何不可能垂直的,然后看b、c点,竖直速度是gt,水平速度是v,然后斜面的夹角是arctan0.5,要合速度垂直斜面,把两个速度合成后,需要θ,即v=0.5gt,那在过了t时间的时候,竖直位移为0.5gt2 水平位移为vt=(0.5gt)•t=0.5gt2 即若要满足这个关系,需要水平位移和竖直位移都是一样的,显然在图中b、c是不可能完成的,因为在b、c上水平位移必定大于竖直位移,故D正确.
故选ABD.
在距离地面H=80m高处,将一个小球以v0=40m/s的速度水平抛出,空气阻力不计,取g=10m/s2.求:
(1)小球在空中的飞行时间t和水平飞行的距离x;
(2)当小球速度v=50m/s时,距离地面的高度h.
正确答案
解:(1)小球做平抛运动,则有 H=
代入数据解得 t=4.0s
水平距离 x=v0t=160m
(2)设小球此时的竖直分速度为vy,则有
而
代入数据解得 h=35m
答:(1)小球在空中的飞行时间为4s,水平飞行的距离为160m.
(2)当小球速度v=50m/s时,距离地面的高度为35m.
解析
解:(1)小球做平抛运动,则有 H=
代入数据解得 t=4.0s
水平距离 x=v0t=160m
(2)设小球此时的竖直分速度为vy,则有
而
代入数据解得 h=35m
答:(1)小球在空中的飞行时间为4s,水平飞行的距离为160m.
(2)当小球速度v=50m/s时,距离地面的高度为35m.
水平抛出一个物体,经时间t秒后物体速度方向与水平方向夹角为θ,重力加速度为g,则平抛运动的初速度为( )
正确答案
解析
解:当物体抛出t秒后,竖直分速度为:v⊥=gt,
由题此时物体速度与水平方向夹角为θ,
则由三角函数可求出初速度为:=
=tanθ
则:v0=
故选:D.
“套圈”是一项老少皆宜的体育运动项目.如图所示,水平地面上固定着3根直杆1、2、3,直杆的粗细不计,高度均为0.1m,相邻两直杆之间的距离为0.3m.比赛时,运动员将内圆直径为0.2m的环沿水平方向抛出,刚抛出时环平面距地面的高度为1.35m,环的中心与直杆1的水平距离为1m.假设直杆与环的中心位于同一竖直面,且运动中环心始终在该平面上,环面在空中保持水平,忽略空气阻力的影响,g取10m/s2.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:运动员将环沿水平方向抛出后做平抛运动,要够套中直杆,竖直方向下落的位移为0.35,则
t=;
A、如果能够套中直杆,水平方向的位移x≥1-0.1=0.9m,则,故A错误;
B、要能套中第2根直杆,水平方向的位移范围为1.2-1.4m之间,根据可得:水平速度的范围为
,即2.4m/s≤v0≤2.8m/s,故B正确;
C、要能套中第1根直杆,水平方向的位移范围为0.9-1.1m之间,根据可得:水平速度的范围为
,即1.8m/s≤v0≤2.2m/s,则如以2m/s的水平初速度将环抛出,就可以套中第1根直杆,故C正确;
D、要使环套不中第3根直杆,则水平位移要大于3.1m,则,故D错误.
故选:BC
如图所示,三个小球从同一高度处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O′是O在水平面上的射影点,且O′A:O′B:O′C=1:3:5.若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、三个小球的高度相等,则根据h=知,平抛运动的时间相等,水平位移之比为1:3:5,则根据x=v0t得,初速度之比为1:3:5.故AB正确.
C、小球落地时的竖直方向上的分速度相等,落地时的速度v=,初速度不等,则落地的速度不等.故C错误.
D、小球落地时的位移,水平位移不等,竖直位移相等,则小球通过的位移不等.故D错误.
故选:AB.
如图所示,AB为斜面,BC为水平面.从A点以水平速度v向右抛出小球时,其落点与A点的水平距离为s1;从A点以水平速度3v向右抛出小球时,其落点与A点的水平距离为s2.不计空气阻力,则s1:s2可能为( )
正确答案
解析
解:本题可分三种情况进行讨论:
①若两次小球都落在BC水平面上,则下落的高度相同,所以运动的时间相同,由x=v0t知,水平距离之比等于水平初速度之比为 s1:s2=1:3;
②若两次小球都落在斜面AB上,设斜面倾角为θ,则有在沿斜面垂直的方向上(注意这只是一个分运动),小球作自由落体运动,设运动的时间分别为t1和t2,则:
由tanθ==
=
,得 t=
,可得 t1:t2=v:3v=1:3
水平位移为 s=v0t,可得s1:s2=1:9.
③若第一次落在斜面AB上,第二次落在水平面BC上,根据平抛运动的基本规律可知其水平位移比值在1:3到1:9之间.故A、B是可能的,C、D不可能.
故选:AB
如图两个斜面的倾角分别为37°和53°,在斜面顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上.若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为______.
正确答案
9:16
解析
解:根据得运动的时间为:t=
,
则.
故答案为:9:16.
在距地面某一高处,将一物体水平抛出,物体飞出的速度为v0=10m/s,如果物体落地时速度与水平方向成θ=60°角,则水平位移是多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:如图所示,设经t时间落地,落地时竖直分速度为vy,则
vy=v0tanθ=10m/s
由平抛运动知识有:
t==
s
则水平位移为:
x=v0t=10m
答:水平位移是10m.
解析
解:如图所示,设经t时间落地,落地时竖直分速度为vy,则
vy=v0tanθ=10m/s
由平抛运动知识有:
t==
s
则水平位移为:
x=v0t=10m
答:水平位移是10m.
如图所示,a、b两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出,忽略空气阻力,其平抛运动轨迹的交点为P,则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、a离地的高度大于b离地的高度,根据t=知,b球运动的时间短,则b球先落地,故A错误,B正确.
C、运动到P点,a下落的高度较大,可知a球运动的时间较长,可知同时抛出,不可能在P点相遇,故C、D错误.
故选:B.
如图所示,水平地面上有一坑,其竖直截面为半圆,ab为沿水平方向的直径,半径大小R=10
m,一滑雪运动员从高处滑下,在a点以初速度v0沿ab方向滑出,落在坑壁上的c点,已知c点与水平地面的高度h=
R,g取10m/s2,则滑雪运动员的初速度v0的大小为______.
正确答案
15m/s
解析
解:根据几何关系知,ac的水平位移为:x=R+R=1.5R,
根据平抛运动的规律有:1.5R=v0t,
R=
,
代入数据,联立解得:v0=15m/s.
故答案为:15m/s
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