- 平抛运动
- 共6585题
如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)
(1)求小物块下落过程中的加速度大小;
(2)求小球从管口抛出时的速度大小;
(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于.
正确答案
解:(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律,有:
Mg-T=Ma
T-mgsin30°=ma
且M=km
解得:
(2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0.
根据牛顿第二定律,有:
-mgsin30°=ma0
匀加速直线运动过程,有:
v2=2aLsin30°
匀减速直线运动过程,有:
解得:
(k>2)
(3)平抛运动过程:
x=v0t
解得:
因为,所以
,得证.
答:(1)小物块下落过程中的加速度大小为;
(2)小球从管口抛出时的速度大小为(k>2);
(3)小球平抛运动的水平位移总小于,证明如上.
解析
解:(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律,有:
Mg-T=Ma
T-mgsin30°=ma
且M=km
解得:
(2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0.
根据牛顿第二定律,有:
-mgsin30°=ma0
匀加速直线运动过程,有:
v2=2aLsin30°
匀减速直线运动过程,有:
解得:
(k>2)
(3)平抛运动过程:
x=v0t
解得:
因为,所以
,得证.
答:(1)小物块下落过程中的加速度大小为;
(2)小球从管口抛出时的速度大小为(k>2);
(3)小球平抛运动的水平位移总小于,证明如上.
水平抛出的一个石子,经过0.4s落到地面,落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°,(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)石子的抛出点距地面的高度;
(2)石子抛出的水平初速度;
(3)石子落地点距抛出点的水平距离.
正确答案
解:(1)由得,石子的抛出点距地面的高度
.
(2)石子竖直方向上的分速度vy=gt=10×0.4m/s=4m/s,
根据平行四边形定则得,石子抛出的水平初速度.
(3)石子落地点距抛出点的水平距离x=v0t=3×0.4m=1.2m.
答:(1)石子的抛出点距离地面的高度为0.8m.
(2)石子抛出时的初速度为3m/s.
(3)石子落地点距离抛出点的水平距离为1.2m.
解析
解:(1)由得,石子的抛出点距地面的高度
.
(2)石子竖直方向上的分速度vy=gt=10×0.4m/s=4m/s,
根据平行四边形定则得,石子抛出的水平初速度.
(3)石子落地点距抛出点的水平距离x=v0t=3×0.4m=1.2m.
答:(1)石子的抛出点距离地面的高度为0.8m.
(2)石子抛出时的初速度为3m/s.
(3)石子落地点距离抛出点的水平距离为1.2m.
以16m/s的速度水平抛出一石子,石子落地时速度方向与抛出时速度方向成37°,不计空气阻力,那么石子落地时的速度=______m/s,石子抛出点与落地点的高度差=______m(g=10m/s2)
正确答案
20
7.2
解析
解:根据几何关系有:
cos37°=
v==20m/s
tan37°=
vy=12m/s
根据2gh=得:
h=
故答案为:20;7.2
一同学投掷飞镖时,第一次飞镖偏离靶心,命中点在靶心的正下方,第二次要命中靶心,该同学的操作与第一次相比合理的是( )
正确答案
解析
解:飞镖做的是平抛运动,飞镖打在靶心的正下方说明飞镖竖直方向的位移太大,
根据平抛运动的规律可得,
水平方向上:x=V0t
竖直方向上:h=gt2
所以要想减小飞镖竖直方向的位移,在水平位移不变的情况下,可以适当增大投飞镖的初速度来减小飞镖的运动时间,即投掷时用力要大一点,所以C错误;
如果初速度不变的话,要减小运动的时间,可以离靶近一点,所以A正确,BD错误.
故选:A.
将一个小球水平抛出,忽略空气阻力,某时刻小球的速度方向与水平方向的夹角为45°,再过0.5秒后,速度方向与水平方向的夹角为53°,则小球初速度大小为(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:设小球的初速度为v0,
当小球的速度方向与水平方向的夹角为45°,根据平行四边形定则知,此时的竖直分速度vy1=v0,
当速度方向与水平方向的夹角为53°时,根据平行四边形定则知,,此时的竖直分速度
,
根据vy2-vy1=gt得,,解得v0=15m/s.
故选:A.
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