- 平抛运动
- 共223题
9.2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行,跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图,运动员从O点由静止开始,在不借助其它外力的情况下,自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出,然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点,光滑圆弧轨道半径为40m,斜坡与水平面的夹角θ=30°,运动员的质量m=50 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是
正确答案
解析
由于从O到B过程中,只有重力在做功,故机械能守恒,A选项正确;
对OA段,由动能定理得,可判断B选项正确;
对AB段,水平方向:①,竖直方向
②,又由动能定理得
③,由式①②③可得,选项C和D错误。
考查方向
本题考查了平抛运动、机械能守恒定律和动能定理等
解题思路
本题中因为不涉及到重力以外的其他力的功,所以可以应用机械能守恒定律或动能定理;AB段为平抛运动,故可采取相应的公式解决。
易错点
由于忽略了圆心角60°,而由机械能守恒定律得,导致漏选B
知识点
某新式可调火炮,水平射出的炮弹可视为平抛运动.如图,目标是一个剖面为90°的扇形山崖OAB,半径为R (R为已知) ,重力加速度为g.
11.若以初速度v0(v0为已知)射出,恰好垂直打在圆弧的中点C,求炮弹到达C点
所用时间;
12.若在同一高地P先后以不同速度射出两发炮弹,击中A点的炮弹运行的时间是击
中B点的两倍,OABP在同一竖直平面内,求高地P离A的竖直高度.
正确答案
(1) t=
解析
解析:
设炮弹质量为m,垂直击中A点时炮弹的速度方向与水平面呈45度夹角,即:
=tanθ=tan45°=1
所以有:vy=v0
根据匀加速运动的公式:vy=gt
得: t=
考查方向
1、考查平抛运动的基本公式
2、考查运动的分解与合成
解题思路
1、首先分析出,炮弹垂直打在垂直打在圆弧的中点C的隐含条件
2、根据水平速度v0与竖直方向速度vy的的关系,求出竖直方向vy速度
3、根据竖直方向速度的表达式vy=gt,求出时间的表达式
易错点
容易对炮弹垂直打在垂直打在圆弧的中点C的隐含条件分析不到位
教师点评
此题主要考查学生对平抛运动中隐含条件的分析,平抛运动中多注意分析速度或位移与水平方向的夹角
正确答案
(2)h=R
4.如图所示,a、b的质量均为m,a从倾角为45°的光滑固定斜面顶端以初速度v0沿斜面下滑,b从斜面顶端以初速度v0平抛,不计空气阻力,则下列说法不正确的是 ( )
正确答案
解析
对a受力分析可知,其沿光滑斜面下滑的加速度大小为:a=gsin45°,方向沿斜面向下保持不变,故做匀加速直线运动,而b物体抛出后仅受重力,做平抛运动,为匀变速曲线运动,故A选项内容正确,但不选;由机械能守恒定律可知无论是a还是b,从开始运动至落地前瞬间均有,故他们落地前瞬间速率相同,B和D选项内容正确,不选;a物体从抛出到落地所用时间为:
,b物体时时间为
,C选项内容正确不选,由此可知,本题无正确答案,若将B选项改成“……速度相同”,则选B,因为两物体落地前瞬间速度的方向不一致。
考查方向
本题考查平抛运动及功和功率基本概念。
解题思路
1、无论是a还是b,在运动的过程中始终只有重力做功,机械能守恒,可求a、b落地的瞬时速率;
2、瞬时功率的计算为P=Fvcosθ,其中θ为F与速度v正方向间夹角。3、平均功率:
易错点
1、匀变速运动不一定是匀变速直线运动,也可以是匀变速曲线运动;
2、题干要求选择不正确的选项,审题不细导致失分。
知识点
24、如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点后其位移与时间的关系为,物块飞离桌边缘D点后由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2,求:(1)DP间的水平距离; (2)判断m2能否沿圆轨道到达M点;(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。
正确答案
见解析
解析
解:
(1)
(2)若物块能过最高点,其在M点的速度至少为
设物块在P点的速度至少为
在P点时物块的速度
因,故物块不能到最高点
(3)设弹簧长为AC时的弹性势能为EP,物块与桌面间的动摩擦因数为μ 释放m1时,释放m2时,
且
,可得:
m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf则
可得
考查方向
本题主要考查平抛运动,圆周运动,机械能守恒,动能定理
解题思路
分析物体不同阶段对应的运动过程,利用相应的规律求解
易错点
摩擦力做功的问题
知识点
6.如图,不计空气阻力,从O点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端P处时,速度方向恰好沿着斜面方向,然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动。下列说法正确的是
正确答案
解析
AB、物体在抵达斜面之前做平抛运动,加速度为g.在斜面上运动时,由牛顿第二定律得:加速度为 a= mgsinα/m=gsinα,(α是斜面的倾角),可知小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的小,故A错误,B正确.整个过程中,小球的机械能守恒,由机械能守恒定律得,则落地时速率 v=
,则知撤去斜面,小球仍从O点以相同速度水平抛出,落地速率将不变,故C正确.比较小球在斜面上与空中运动的时间.由于小球在斜面上运动的加速度为 a=gsinα,竖直分加速度为 ay=asinα=gsin2α<g,则知撤去斜面,落地时间变短.故D错误.
考查方向
本题主要考查平抛运动
解题思路
物体在抵达斜面之前做平抛运动,加速度为g.在斜面上运动时,由牛顿第二定律求加速度.落地速率根据机械能守恒定律分析.根据位移时间公式分析落地时间关系
易错点
抓住斜面上加速度与平抛运动的加速度不同的,运用运动的分解法研究两种情况下竖直分加速度的关系,来判断落地时间的关系
知识点
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