- 平抛运动
- 共223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(k是已知常数)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)
36.求小球从管口抛出时的速度大小;
37.试证明小球平抛运动的水平位移总小于
正确答案
(k>2)
解析
设M落地时的速度为v,,得
(或
),设m飞出管口速度为v1,对球m:
(
)
(解法二)或者从牛二出发,
解得:
设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v1,M落地后m的加速度为a1。根据牛顿第二定律
,匀变速直线运动
,
。解得
(k>2)
考查方向
解题思路
开始时小球沿斜面向上做匀加速,小物块向下也做匀加速,两者的加速度大小相等.对各自受力分析,运用牛顿第二定律列出等式,解出方程.
小物块落地静止不动,小球继续向上做匀减速运动,对其受力分析,运用牛顿第二定律解出此时的加速度(与前一阶段加速度不等),结合运动学公式求出小球从管口抛出时的速度大小.
运用平抛运动的规律表示出小球平抛运动的水平位移,利用数学知识证明问题.
易错点
考查牛顿第二定律,匀加速运动的公式及平抛运动规律.
要注意分M落地前和落地后两段计算,因为两段的m加速度不相等.
正确答案
见解析
解析
平抛运动,
,解得
,因为
,所以
,得证。
考查方向
解题思路
开始时小球沿斜面向上做匀加速,小物块向下也做匀加速,两者的加速度大小相等.对各自受力分析,运用牛顿第二定律列出等式,解出方程.
小物块落地静止不动,小球继续向上做匀减速运动,对其受力分析,运用牛顿第二定律解出此时的加速度(与前一阶段加速度不等),结合运动学公式求出小球从管口抛出时的速度大小.
运用平抛运动的规律表示出小球平抛运动的水平位移,利用数学知识证明问题.
易错点
考查牛顿第二定律,匀加速运动的公式及平抛运动规律.
要注意分M落地前和落地后两段计算,因为两段的m加速度不相等.
4.横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示。它们的竖直边长都是底边长的一半,现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上,其落点分别是a、b、c。若不计空气阻力,则下列判断正确的是()
正确答案
解析
:AC、根据h=gt2得 t=
知平抛运动的时间由高度决定,落在a点的小球下落的高度最大,则飞行时间最长,由速度变化量△v=gt,可知落在a点的小球飞行过程速度变化最大,故A、C错误.
B、三个小球均做平抛运动,加速度都是g,相同,则速度变化快慢一样,故B错误.
D、三个小球均做平抛运动,轨迹是抛物线,落在a点的小球瞬时速度不可能与斜面垂直.对于落在b、c两点的小球:竖直速度是gt,水平速度是v,由题意有:斜面的夹角是arctan0.5,要合速度垂直斜面,把两个速度合成后,需要,即v=0.5gt,那么在经过t时间的时候,竖直位移为0.5gt2,水平位移为vt=(0.5gt)•t=0.5gt2 即若要满足这个关系,需要水平位移和竖直位移都是一样的,显然在图中b、c是不可能完成的,因为在b、c上水平位移必定大于竖直位移,所以落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直,故D正确.
故选:D.
考查方向
解题思路
三个小球做的都是平抛运动,平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,物体的运动的时间是由竖直方向上下落的高度决定的.可列式进行分析
易错点
本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.也可以利用“中点”分析得出落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直.
知识点
18.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为和
,中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是( )
正确答案
解析
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知识点
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