- 平抛运动
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(8分)如图所示,飞机离地面高度为H=500m,飞机的水平飞行速度为v1=100m/s,追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?(不考虑空气阻力,g取10m/s2。)
正确答案
解:(1)炸弹从出发到击中汽车的时间为t
1分
1分
炸弹水平方向位移为x1
1 分
1分
汽车在水平方向上的位移为x2
1 分
1分
飞机投弹时距离汽车的水平距离为L
1分
1分
本田考查的是平抛运动的问题。平抛运动水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动。运用此规律便可解出此题。
水平地面AB=10.0m。BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上。一个质量m=1.0kg的物体静止在A点。现用F=10N的水平恒力作用在物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动。物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5。当物体运动到B点时撤去F
。之后物体沿BCD轨道运动,恰好到达最高点D,后落到地上的P点(图中未画出)。g取10m/s2。求:
(1)物体刚好离开B点时所受到的弹力大小;
(2)物体落点P与B间的距离。
正确答案
(1) F="121N "
(2) S=1.8M
略
如图所示,一个小球以v0=8.0 m/s速度从圆弧轨道的O点水平抛出,恰好能沿着斜面所在的方向落在Q点。已知斜面光滑,斜面与水平面的夹角为θ=37°,斜面的高度为h=15 m.忽略空气阻力的影响,重力加速度为g=10 m/s2。求小球从O点抛出到斜面底端的M点所用的总时间。(保留两位有效数字)
正确答案
2.3s
试题分析:设从O到Q所用的时间为t1,由平抛运动规律得tanθ=,t1=0.6 s
落到Q点的速度
设小球在斜面上运动的加速度为a,时间为t2
则a=gsin θ=6 m/s2,解得:t2≈1.7 s
所以小球从O点抛出到斜面底端的M点所用的总时间t=t1+t2=2.3 s
在水平路上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,宽5m,高度差为0.8m,如图所示,摩托车的速度至少要有多大,才能越过这个壕沟?(g取10m/s2)
正确答案
12.5m/s
试题分析:平抛运动的物体竖直方向自由落体:
即
水平方向匀速直线运动:
所以
点评:本题为典型的平抛运动,平抛运动的物体在水平方向为匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动规律
2008年8月13日北京奥运射击女子25米手枪在北京射击馆结束决赛争夺。陈颖在资格赛落后5环情况下上演绝地反击好戏,以总成绩793.4环创奥运会决赛纪录为中国代表团夺得了第15枚金牌,假设她在射击靶时,距离靶恰为25m,子弹射出枪口时的速度是水平的,大小为100m/s,击中点在靶心正上方2cm处,在子弹速度的大小和方向不变的情况,她怎样调整才能击中靶心?
正确答案
她为击中靶心她需要向后撤0.7m的距离。
子弹射出后做平抛运动,则:
水平方向:
竖直方向:
子弹下落的高度:
此时子弹未射出时距靶心的竖直高度为:
为击中靶心她需要向后撤一定的距离,设为x,则:
竖直方向:
水平方向:
联立可得:
即她为击中靶心她需要向后撤0.7m的距离。
某同学在实验室做了这样一个实验,从离地面H的桌面边缘处同时投出A、B、C三个小球,使A球自由下落,B球以速率v水平抛出,C球以速率2v水平抛出,空气阻力可忽略不计,设三个小球落地时间分别为tA、tB、tC,你认为它们运动时间关系为 。由此他得出的结论是 。
正确答案
tA=tB=tC,做平抛运动的物体在竖直方向做的是自由落体运动或做平运动的物体的运动时间是由高度决定的。
由于物体在做平抛运动时在在竖直方向做的是自由落体运动,所以三个时间是相等的;做平抛运动物体的运动时间与自由落体运动的时间是相等的,所以做平抛运动的物体在竖直方向做的是自由落体运动,两初速度不同的物体做平抛运动的时间是相等的,运动时间与速度无关,是由物体距地面的高度决定的。
(8分)如图所示,长的木板倾斜放置,倾角为450。将一弹性小球自与木板上端等高的某处自由释放,不计空气阻力,小球与木板碰撞前后无机械能的损失。欲使小球经过一次碰撞后恰好落到木板下端,问小球释放点距木板上端的水平距离为多少?
正确答案
L / 5
试题分析:设释放的位置距离斜面的竖直高度为h,由重力做功为,碰撞后做平抛运动,竖直高度为
,由三个公式联立可知
,则可知小球释放点距木板上端的水平距离为L / 5
点评:本题难度较小,主要是注意碰撞后小球的速度大小不变,以此速度做平抛运动,根据平抛运动分运动的等时性和独立性求解
如图,在半径R=0.1m的水平圆板中心轴正上方高h=0.8m处以v0=3m/s的速度水平抛出一球,圆板做匀速转动。当圆板半径OB转到图示位置时,小球开始抛出。要使球与圆板只碰一次,且落点为B,求:
(1) 小球击中B点时的速度大小;
(2)若小球在空中运动的时间为0.4s,圆板转动的角速度ω为多少?
正确答案
由机械能守恒有
(rad/s)
略
在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
(1)(4分)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上: 。
(a)通过调节使斜槽的末端保持水平
(b)每次释放小球的位置必须不同
(c)每次必须由静止释放小球
(d)记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
(e)小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
(f)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)(6分)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,L=2.5cm,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo= (用L、g表示),其值是 (取g=9.8m/s2),小球在b点的速率是 。
正确答案
略
(1)A、通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动.故A正确.
B、因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度.故B错误,C正确.
D、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,在相同时间里,位移越来越大,因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的,故D错误;
E、实验要求小球滚下时不能碰到木板平面,避免因摩擦而使运动轨迹改变,最后轨迹应连成平滑的曲线.故F错误,E正确.故选ACE.
(2)、从小方格的纸记录轨迹可看出从a→b→c→d的水平位移一样,都为2L,说明各段的时间相等,设为T,可知:
2L=v0T,分析a→b→c→d的竖直位移依次相差L,由匀变速直线运动的规律得:L=gT2,联立可求出初速度v0=2,代入数值得v0=1.0m/s.
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得b的竖直速度:vby==
,运用运动的合成求出b的速度:vb=
代入数值得:vb=1.25m/s.
点评:平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动.分析小球水平方向和竖直方向的运动特点,充分利用匀变速直线运动的规律结合运动的合成来求解,所求的坐标为负值.
物体以10m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,在某1s内物体始末位置距离为.求这1s末物体的速度.(
)
正确答案
www.这一秒内
水平方向:
设从抛出到这一秒末用时为,在竖直方向
由(1)(2)(3)得
在Q时刻:
Q时刻速度
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