- 平抛运动
- 共223题
16.将一个物块以一定的初速度从地面上某一高度水平抛出,不计空气阻力,取水平
地面为零势能面,已知该物块在抛出点的动能是其重力势能的两倍。则该物块落地时的速度与水平方向的夹角的正切值为
正确答案
解析
根据“物块在抛出点的动能是其重力势能的两倍”, 得出
,再根据公式
和vy=gt,得出
。由
,故选D。
考查方向
解题思路
根据“物块在抛出点的动能是其重力势能的两倍”求得高度和水平速度关系。
易错点
推导和运动分析出错。
知识点
4.正方体空心框架ABCD-A1B1C1D1下表面在水平地面上,将可视为质点的小球从顶点A
在∠BAD所在范围内(包括边界)沿不同的水平方向分别抛出,落点都在△B1C1D1平面内(包括边界)。不计空气阻力,以地面为重力势能参考平面。则下列说法正确的是()
正确答案
解析
A、小球落在A1C1线段中点时水平位移最小,落在C1时水平位移最大,由几何关系知水平位移的最小值与最大值之比是1:2,由x=v0t,t相等得小球初速度的最小值与最大值之比是1:2,故A错误.
B、小球做平抛运动,由h=得 t=
,下落高度相同,平抛运动的时间相等,故B错误.
C、落在B1D1线段中点的小球,落地时机械能的最小,落在B1D1线段上D1或B1的小球,落地时机械能的最大.设落在B1D1线段中点的小球初速度为v1,水平位移为x1.落在B1D1线段上D1或B1的小球初速度为v2.水平位移为x2.由几何关系有 x1:x2=1:,由x=v0t,得:v1:v2=1:
,落地时机械能等于抛出时的机械能,分别为:E1=mgh+
,E2=mgh+
,可知落地时机械能的最小值与最大值之比不等于1:2.故C错误.
D、设AC1的倾角为α,轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向与水平方向的夹角为θ.则有 tanα==
=
,tanθ=
,则 tanθ=2tanα,可知θ一定,则轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向相同,故D正确.
考查方向
解题思路
小球做平抛运动,水平分运动为匀速直线运动,竖直分运动为自由落体运动.运动时间由下落的高度决定.由分位移公式求初速度.由机械能守恒定律研究落地时机械能
易错点
本题的关键要掌握平抛运动的研究方法,掌握分位移公式,D项也可以根据作为结论记住.
知识点
23.两个质量相同的小球A和B,分别从水平地面上O点正上方高度分别为4L和L两处水平抛出,恰好击中距离O点2L的地面上同一目标,空气阻力不计。以地面为零势能面,两小球抛出时的初速度大小之比为vA:vB=________,落地时的机械能之比为EA:EB=________。
正确答案
1∶2;17∶8。
解析
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,所以A球有:4L=gtA2;解得:tA=2
。初速度 vA=
=
。B球有:L=
gtB2;解得:tB=
。初速度 vB=
=
。所以vA:vB=1:2。以水平面为零势能面,则A球刚抛出时的机械能为:EA=
mvA2+mg•4L=
mgL,在运动过程中机械能守恒,所以落地时的机械能也为
mgL,B球刚抛出时的机械能为EB=
mvB2+mgL=2mgL,在运动过程中机械能守恒,所以落地时的机械能也为2mgL所以落地时的机械能之比 EA:EB=17:8
考查方向
解题思路
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀速直线运动,根据平抛运动的特点即可求解,在运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律求机械能之比.
易错点
关键知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀速直线运动,两运动具有等时性
知识点
6.如图是滑雪场的一条雪道。质量为70 kg的某滑雪运动员由A点沿圆弧轨道滑下,在B点以 5m/s的速度水平飞出,落到了倾斜轨道上的C点(图中未画出)。不计空气阻力,θ=3
0°,g=10 m/s2,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
A、B、运动员平抛的过程中,水平位移为x=v0t
竖直位移为y=
落地时:
联立解得t=1s,y=5m.故A正确,B错误;
C、落地时的速度:vy=gt=10×1=10m/s
所以:落到C点时重力的瞬时功率为:P=mg•vy=70×10×10=7000 W.故C错误;
D、根据落地时速度方向与水平方向之间的夹角的表达式:=
,可知到C点时速度与竖直方向的夹角与平抛运动的初速度无关.故D正确.
考查方向
解题思路
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平位移与竖直位移之间的关系求的时间和距离.
易错点
利用平抛运动找到正确的分解的角度分解
知识点
16.如图所示,质量相同的三个小球从足够长的斜面上同一点O分别以初速度v1、v2、v3水平抛出,落在斜面上的位置分别为A、B、C,已知OA=AB=BC,空气阻力不计,则( )
正确答案
解析
设物体的初速度为v0,斜面的倾角为α,O点到斜面落点的长度为L,斜面的倾角为θ。
则tanα==
,得t=
①
则有L==
=
,②
小球落在斜面上速度平方为v2==
落到斜面时的动能为Ek==
③
由题,OA=AB=BC,则v1:v2:v3=1::
A错;由于位移方向一致,所以速度方向也一致,B错;由③得,落到斜面时的动能之比为1:2:3.C对;根据动能定理得,飞行过程中动能增量△ Ek=mgLsinθ,上式可知动能增量之比为1:2:3,D错。
考查方向
解题思路
三个小球做平抛运动,运用运动的分解法,得出斜面的长度与初速度、运动时间的关系,再求解初速度、时间的比值。根据动能定理研究动能的增量。
易错点
斜面的倾角反映了位移与水平方向的夹角,关键确定两个方向的位移关系得出时间表达式。
知识点
扫码查看完整答案与解析