- 平抛运动
- 共6585题
如图所示,从地面上方某点,将一小球以6m/s的初速度沿水平方向抛出,小球经过0.8s落地.若不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)小球抛出时离地面的高度为多少
(2)小球落地时距离抛出点的水平位移为多少
(3)小球落地时速度大小和方向(回答与水平方向成的角度)
正确答案
解:(1)小球做平抛运动,竖直方向有 h=gt2,
解得小球抛出时离地面的高度:h=×10×0.82=3.2(m)
(2)水平方向有 x=v0t
解得小球落地时距离抛出点的水平位移:x=6×0.8m=4.8m
(3)落地时竖直方向的速度 vy=gt=10×0.8m/s=8m/s
落地时速度 v==
m/s=10m/s
设落地时速度与水平方向的夹角为θ,则tanθ==
=
,所以θ=37°.
答:
(1)小球抛出时离地面的高度为3.2m.
(2)小球落地时距离抛出点的水平位移为4.8m.
(3)小球落地时速度大小为10m/s,与水平方向的夹角为37°.
解析
解:(1)小球做平抛运动,竖直方向有 h=gt2,
解得小球抛出时离地面的高度:h=×10×0.82=3.2(m)
(2)水平方向有 x=v0t
解得小球落地时距离抛出点的水平位移:x=6×0.8m=4.8m
(3)落地时竖直方向的速度 vy=gt=10×0.8m/s=8m/s
落地时速度 v==
m/s=10m/s
设落地时速度与水平方向的夹角为θ,则tanθ==
=
,所以θ=37°.
答:
(1)小球抛出时离地面的高度为3.2m.
(2)小球落地时距离抛出点的水平位移为4.8m.
(3)小球落地时速度大小为10m/s,与水平方向的夹角为37°.
山坡的坡顶A和两侧的山坡可以看作是一个直角三角形的两个直角边AB和AC,如图所示,一个人分别从坡顶A点水平抛出两个小球,落到山坡AB和AC上,如果小球抛出时的速率相等,不计空气的阻力,落在山坡AB和AC上两小球飞行时间之比是______.
正确答案
解析
解:对任一斜面,设其倾角为θ,则有:
,
所以,由此可知小球沿AB和AC山坡飞行时间之比为:
.
故答案为:.
如图所示,水平平台AB距地面CD高h=0.80m,有一小滑块从A点以6.0m/s的初速度在平台上做匀变速直线运动,并从平台边缘的B点水平飞出,最后落在地面上的D点,已知AB=2.20m,落地点到平台的水平距离为2.00m,(不计空气阻力,g取10m/s2)
求:(1)小滑块从A到D所用的时间;
(2)滑块与平台间的动摩擦因数.
正确答案
解:(1)根据h=得,平抛运动的时间
,
则平抛运动的初速度,
根据平均速度的推论得,,解得
,
滑块从A到D所用的时间t=t1+t2=0.4+0.4s=0.8s.
(2)滑块在平台上的加速度大小,
根据牛顿第二定律得a=μg,
解得动摩擦因数μ=0.25.
答:(1)小滑块从A到D所用的时间为0.8s;
(2)滑块与平台间的动摩擦因数为0.25.
解析
解:(1)根据h=得,平抛运动的时间
,
则平抛运动的初速度,
根据平均速度的推论得,,解得
,
滑块从A到D所用的时间t=t1+t2=0.4+0.4s=0.8s.
(2)滑块在平台上的加速度大小,
根据牛顿第二定律得a=μg,
解得动摩擦因数μ=0.25.
答:(1)小滑块从A到D所用的时间为0.8s;
(2)滑块与平台间的动摩擦因数为0.25.
如图所示,一长L=0.8m的水平传送带以恒定的速度3m/s做顺时针运动.传送带离地面的高度h=1.25m,其右侧地面上有一直径D=0.5m的圆形洞,洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离x=2m,B点在洞口的最右端.现使一小物块以v0=2m/s的速度向右水平滑上传送带(图中未画出),传送带与小物块之间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2.
求:(1)小物块与传送带速度相等时所需要的时间
(2)计算判断小物块能否落入洞中,若不能,求使小物块能落入洞中,v0应满足的条件(结果可用根号表示)
正确答案
解:(1)物块在传送带上运动的加速度大小为:
a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2,
则物块速度与传送带速度相等经历的时间为:.
(2)物块速度达到传送带速度时经历的位移为:,
知物块平抛运动的初速度为3m/s,
根据得:
t=,
则水平位移x=vt=3×0.5m=1.5m<2m,则物块不能落入洞中.
小物块要落入洞中,平抛运动的最大初速度为:,
最小初速度为:,
可知物块在传送带上必须经历匀减速运动,根据,
代入数据解得:,
根据,
代入数据解得:,
所以有:.
答:(1)小物块与传送带速度相等时所需要的时间为0.2s;
(2)小物块不能落入洞中,要使小物块落入洞中,初速度需满足.
解析
解:(1)物块在传送带上运动的加速度大小为:
a=μg=0.5×10m/s2=5m/s2,
则物块速度与传送带速度相等经历的时间为:.
(2)物块速度达到传送带速度时经历的位移为:,
知物块平抛运动的初速度为3m/s,
根据得:
t=,
则水平位移x=vt=3×0.5m=1.5m<2m,则物块不能落入洞中.
小物块要落入洞中,平抛运动的最大初速度为:,
最小初速度为:,
可知物块在传送带上必须经历匀减速运动,根据,
代入数据解得:,
根据,
代入数据解得:,
所以有:.
答:(1)小物块与传送带速度相等时所需要的时间为0.2s;
(2)小物块不能落入洞中,要使小物块落入洞中,初速度需满足.
光滑曲面轨道末端切线水平,轨道末端点距离水平地面的高度为H=0.8m,一长度合适的木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面之间,构成倾角为θ=37°的斜面,如图所示.一可视为质点的质量m=1kg小球,从距离轨道末端竖直高度为h=0.2m处由静止滑下.(不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求小球从轨道末端点冲出瞬间的速度v0的大小;
(2)求小球从轨道末端点冲出后,第一次撞击木板时的位置距离木板上端点多远;
(3)若改变木板的长度,并使木板两端始终与平台和水平面相接,试通过计算推导小球第一次撞击木板时的动能随木板倾角θ的关系式,并在图中作出Ek-(tanθ)2图象.
正确答案
解:(1)小球下滑过程中机械能守恒,所以有:,得
.
故小球从轨道末端点冲出瞬间的速度v0=2m/s.
(2)当小球撞到木板上时,其位移与水平方向夹角为θ,则有: ①
水平方向:x=v0t ②
竖直方向: ③
平抛位移: ④
联立①②③④解得:s=0.75m.
故第一次撞击木板时的位置距离木板上端点距离为0.75m.
(3)当小球撞击木板时有:
所以:vy=gt=2v0tanθ
所以: (0<tanθ≤1)
故第一次撞击木板时的动能随木板倾角θ的关系式为:Ek=(8tan2θ+2)J 其中:0<tanθ≤1
故其Ek-(tanθ)2图象如下图所示.
解析
解:(1)小球下滑过程中机械能守恒,所以有:,得
.
故小球从轨道末端点冲出瞬间的速度v0=2m/s.
(2)当小球撞到木板上时,其位移与水平方向夹角为θ,则有: ①
水平方向:x=v0t ②
竖直方向: ③
平抛位移: ④
联立①②③④解得:s=0.75m.
故第一次撞击木板时的位置距离木板上端点距离为0.75m.
(3)当小球撞击木板时有:
所以:vy=gt=2v0tanθ
所以: (0<tanθ≤1)
故第一次撞击木板时的动能随木板倾角θ的关系式为:Ek=(8tan2θ+2)J 其中:0<tanθ≤1
故其Ek-(tanθ)2图象如下图所示.
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