高中物理平抛运动的基本规律归纳练习题
1. 一物体以初速度5m/s做平抛运动,在第1秒内,第2秒内,第3秒内的位移大小之比为( )
A. 1:
:
B. 1:
:
C. 1:
:3 D. 1:3:5
2. 如图所示,A、D分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,AB=BC=CD,E点在D点的正上方,与A等高,从E点水平抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程( )
A. 球1和球2运动的时间之比为2∶1
B. 球1和球2动能增加量之比为1∶3
C. 球1和球2抛出时初速度之比为2
∶1
D. 球1和球2运动时的加速度之比为1∶2
3. 一个物体以v的速度水平抛出做平抛运动,经过一段时间,物体速度的偏角为30°,重力加速度为g,则物体运动时间为( )
A.
B.
C.
D.
4.
如图所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端向右平抛一只小球,当初速度为v0时,小球恰好落到斜面底端。现用不同的水平初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球,以下哪个图象能正确表示平抛的水平位移x随v变化的函数关系( )
5. 如图所示,边长为1 m的正方体空间图形ABCD—A1B1C1D1,其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)分别沿不同的水平方向抛出,落点都在A1B1C1D1平面范围内(包括边界)。不计空气阻力,以地面为重力势能的参考平面,g取10m/s2。则()
A. 小球落在B1点时,初始速度为
m/s,是抛出速度的最小值
B. 小球落在C1点时,初始速度为
m/s,是抛出速度的最大值
C. 落在B1D1线段上的小球,落地时机械能的最小值与最大值之比是1:2
D. 轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向相同
6. 跳台滑雪是一种极为壮观的运动,运动员穿着滑雪板,从跳台水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,如图所示。设运动员连同滑雪板的总质量
,从倾角
的坡顶A点以速度
沿水平方向飞出,恰落到山坡底的水平面上的B处,(
2,
)求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员落到水平面上的B处时顺势屈腿以缓冲,使他垂直于水平面的分速度在
的时间内减小为零。试求缓冲过程中滑雪板对水平面的平均压力大小。
7. 下图是小球平抛运动轨迹中的三点,测得A、B间和B、C间的水平距离分别为x1和x2,且x1=x2=15cm,A、B间和
B、C间的竖直距离分别为y1=15cm,y2=25cm,若g=10 m/s 2。
求:(1)小球平抛的初速度大小;
(2)小球
经过B点时的速度大小。
参考答案
1. B
解析:因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,所以在竖直方向上三段时间内的位移之比为1:3:5;第1s内,水平分位移:x=vt=5m;竖直分位移:h1=
gt2=5m;故第1s内的合位移为:
;第2s内,水平分位移:x=vt=5m;竖直分位移:h2=3h1=15m;故第2s内的合位移为:
;第3s内,水平分位移:x=vt=5m;竖直分位移:h3=5h1=25m;故第3s内的合位移为:
;故第1秒内,第2秒内,第3秒内的位移大小之比
,故选B。
2. C
解析:因为AC=2AB,则AC的高度差是AB高度差的2倍,根据h=
,解得球1和球2运动的时间比为1:
,故A错误;根据机械能守恒定律,mgh=△Ek,知球1和球2动能增加量之比为1:2。故B错误;AC在水平方向上的位移是AB在水平方向位移的2倍,结合x=v0t,解得初速度之比为2
:1,故C正确;平抛运动的加速度为g,则两球的加速度相同,故D错误。
3. B
解析:根据平行四边形定则知,平抛运动落地时竖直分速度为:vy=vtanθ,则物体在空中平抛运动的时间为:
,故选B。
4. C
解析:若物体落在斜面上,则
,以上三式联立得:
;若落到地面上,下落时间一定,x=v0t;由以上分析知,初速度较小时,物体落在斜面上,水平射程与初速度的平方成正比,若初速度较大,落在地面上,物体的水平射程与初速度成正比,故C正确。
5. BD
解析:小球水平抛出即为平抛运动,落在A1B1C1D1平面内任意一点,高度都是等于
,运动时间
,沿水平方向做匀速直线运动,水平位移
,即
。小球落在B1点时,水平位移
,初速度
,但落在B1点的水平位移不是最小值,所以初速度也不是最小值,选项A错误;小球落在C1点时,水平位移
,初速度
,此时水平位移最大,所以初速度最大,选项B正确;落在B1D1线段上的小球,水平位移最小为
,水平位移最大为
,所以平抛的初速度之比为
,初动能之比为
,整个运动过程机械能守恒,所以落地时机械能的最小值与最大值之比为
,选项C错误;轨迹与AC1线段相交的小球,竖直位移和水平位移的比值为1:1,即
,交点处的速度方向与水平夹角为
,则有
,所以速度方向都相同,选项D正确。
6. 解析:(1)运动员由A到B做平抛运动水平方向的位移为x=v0t
竖直方向的位移为y=
gt2
又
解得:
(2)运动员落地前瞬间的竖直分速度vy=gt=30m/s
运动员落地过程中竖直方向平均加速度大小
设地对滑雪板作用力为FN,由FN−mg=m
解得:FN=5500N
故滑雪板对水平面的平均压力大小为5500N。
7. 解析:(1)在竖直方向上有:
,则
,则
。
(2)B点的竖直方向的分速度
,则
,即
。