
1.[多選]如圖所示,從地面上同一位置拋出兩小球A、B,分別落在地面上的M、N點(diǎn),兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同??諝庾枇Σ挥?jì),則( )
A.B球的加速度比A球的大
B.B球的飛行時(shí)間比A球的長(zhǎng)
C.B球在最高點(diǎn)的速度比A球在最高點(diǎn)的大
D.B球在落地時(shí)的速度比A球在落地時(shí)的大
解析:選CD A、B兩球都做斜上拋運(yùn)動(dòng),只受重力作用,加速度即為重力加速度,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),由于上升的豎直高度相同,豎直分速度相等,所以兩小球在空中飛行的時(shí)間相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于B球的水平射程比A球的大,故B球的水平速度及落地時(shí)的速度均比A球的大,C、D項(xiàng)正確。
2.一個(gè)從地面豎直上拋的物體,它兩次經(jīng)過一個(gè)較低點(diǎn)a的時(shí)間間隔為Ta,兩次經(jīng)過一個(gè)較高點(diǎn)b的時(shí)間間隔為Tb,則a、b之間的距離為( )
A.eq \f(1,8)g(Ta2-Tb2) B.eq \f(1,4)g(Ta2-Tb2)
C.eq \f(1,2)g(Ta2-Tb2) D.eq \f(1,6)g(Ta2-Tb2)
解析:選A 由上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間的對(duì)稱性可知:物體從a點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間為eq \f(Ta,2),物體從b點(diǎn)到最高點(diǎn)的時(shí)間為eq \f(Tb,2),故a、b之間的距離為Δh=eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Ta,2)))2-eq \f(1,2)geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Tb,2)))2=eq \f(1,8)g(Ta2-Tb2),A正確。
3.如圖是斜向上拋出的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,C點(diǎn)是軌跡最高點(diǎn),A、B是軌跡上等高的兩個(gè)點(diǎn)。下列敘述中正確的是(不計(jì)空氣阻力)( )
A.物體在C點(diǎn)的速度為零
B.物體在A點(diǎn)的速度與在B點(diǎn)的速度相同
C.物體在A點(diǎn)、B點(diǎn)的水平分速度等于物體在C點(diǎn)的速度
D.物體在A、B兩點(diǎn)的豎直分速度相同
解析:選C 斜拋運(yùn)動(dòng)水平方向是勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向是豎直上拋運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò),C對(duì),物體在A、B兩點(diǎn)的豎直分速度方向不同,故B、D錯(cuò)。
4.[多選]下列關(guān)于做斜拋運(yùn)動(dòng)的物體速度變化的說法中正確的是(取g=9.8 m/s2)( )
A.拋出后一秒內(nèi)物體速度的改變量要比落地前一秒內(nèi)的小
B.在到達(dá)最高點(diǎn)前的一段時(shí)間內(nèi),物體速度的變化要比其他時(shí)間慢一些
C.即使在最高點(diǎn)附近,每秒鐘物體速度的改變量也等于9.8 m/s
D.即使在最高點(diǎn)附近,物體速度的變化率也等于9.8 m/s2
解析:選CD 由于斜拋運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力作用,其加速度為g=9.8 m/s2,所以在任何相等的時(shí)間內(nèi)速度的改變量都相等,故A、B錯(cuò)誤;任何位置每秒鐘物體速度的改變量均為Δv=g·Δt=9.8 m/s,其速度變化率為eq \f(Δv,Δt)=g=9.8 m/s2,故C、D正確。
5.[多選]以相同的初速率、不同的拋射角同時(shí)拋出三個(gè)小球A、B、C,A、B、C三球的拋射角分別為θA、θB、θC,它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下列說法中正確的是( )
A.A、B、C三球在運(yùn)動(dòng)過程中,加速度都相同
B.B球的射程最遠(yuǎn),所以最遲落地
C.A球的射高最大,所以最遲落地
D.A、C兩球的射程相等,則兩球的拋射角互為余角,即θA+θC=eq \f(π,2)
解析:選ACD A、B、C三球在運(yùn)動(dòng)過程中,只受到重力作用,故具有相同的加速度g,A正確;斜上拋運(yùn)動(dòng)可以分成上升和下落兩個(gè)過程,下落過程就是平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只由拋出點(diǎn)的高度決定可知,A球從拋物線頂點(diǎn)落至地面所需的時(shí)間最長(zhǎng),再由對(duì)稱性可知,斜上拋物體上升和下落時(shí)間是相等的,所以A球最遲落地,B錯(cuò)誤,C正確;由于A、C兩球的射程相等,根據(jù)射程x=v0cs θ·eq \f(2v0sin θ,g)=eq \f(v02sin 2θ,g)可知,sin 2θA=sin 2θC,在θA≠θC且兩角都為銳角的情況下,必有θA+θC=eq \f(π,2),才能使等式成立,故D正確。
6.甲、乙兩個(gè)同學(xué)對(duì)挑乒乓球,設(shè)甲同學(xué)持拍的拍面與水平方向成α角,乙同學(xué)持拍的拍面與水平方向成β角,如圖所示,設(shè)乒乓球擊打拍面時(shí)速度與拍面垂直,且乒乓球每次擊打球拍前與擊打后速度大小相等,方向相反。不計(jì)空氣阻力,則乒乓球擊打甲的球拍的速度v1與乒乓球擊打乙的球拍的速度v2之比為( )
A.eq \f(sin β,sin α) B.eq \f(cs α,cs β)
C.eq \f(tan α,tan β) D.eq \f(tan β,tan α)
解析:選A 由題可知,乒乓球在甲與乙之間做斜上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)斜上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,乒乓球在水平方向的分速度大小保持不變,豎直方向的分速度是不斷變化的,由于乒乓球擊打拍面時(shí)速度與拍面垂直,在甲處:vx=v1sin α;在乙處:vx=v2sin β;所以:eq \f(v1,v2)=eq \f(vx,sin α)∶eq \f(vx,sin β)=eq \f(sin β,sin α)。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
7.(2022·江門高一檢測(cè))如圖所示,在相同高度處沿同一水平方向分別拋出小球A和B,它們剛好在空中相碰,不計(jì)空氣阻力,則( )
A.A球應(yīng)先拋出
B.剛要相碰時(shí),它們的速度大小相等
C.它們從開始運(yùn)動(dòng)到相碰的過程中,速度變化量相等
D.它們從開始運(yùn)動(dòng)到相碰的過程中,速度變化量不相等
解析:選C 由于相遇時(shí)A、B做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直位移h相同,由h=eq \f(1,2)gt2,可以判斷兩球下落時(shí)間相同,即應(yīng)同時(shí)拋出兩球,A錯(cuò)誤;相遇時(shí),A、B下落的高度相同,下落的時(shí)間相同,因?yàn)锳球的水平位移大于B球的水平位移,根據(jù)x=v0t知,A球的初速度大于B球的初速度,根據(jù)速度合成v=eq \r(v02+2gh),可知A球在相遇點(diǎn)的速度大,B錯(cuò)誤;由于A、B下落時(shí)間相同,由公式Δv=gΔt可知,速度變化量相等,C正確,D錯(cuò)誤。
8.在水平地面上有相距為L(zhǎng)的A、B兩點(diǎn),甲小球以v1=10 m/s的初速度,從A點(diǎn)沿與水平方向成30°角的方向斜向上拋出,同時(shí),乙小球以v2的初速度從B點(diǎn)豎直向上拋出。若甲在最高點(diǎn)時(shí)與乙相遇,重力加速度g取10 m/s2,則下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.乙球的初速度v2一定是5 m/s
B.相遇前甲球的速度可能小于乙球的速度
C.L=2.5eq \r(3) m
D.甲球與乙球始終在同一水平面上
解析:選B 甲球豎直方向的初速度vy=v1sin 30°=5 m/s,水平方向的初速度v0=v1cs 30°=5eq \r(3) m/s。甲球在最高點(diǎn)與乙球相遇,說明甲球和乙球在豎直方向具有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,則乙球的初速度v2=vy=5 m/s,故A正確;相遇前甲球的水平速度不為零,豎直方向與乙球的速度相同,所以在相遇前甲球的速度不可能小于乙球的速度,故B錯(cuò)誤;相遇時(shí)間t=eq \f(vy,g)=0.5 s,則L=v0t=2.5eq \r(3) m,故C正確;由于甲球和乙球豎直方向的運(yùn)動(dòng)情況相同,所以甲球與乙球始終在同一水平面上,故D正確。
9.[多選]如圖所示,一物體以初速度v0做斜拋運(yùn)動(dòng),v0與水平方向成θ角。AB連線水平,則從A到B的過程中下列說法正確的是( )
A.上升時(shí)間t=eq \f(v0sin θ,g)
B.最大高度h=eq \f(?v0sin θ?2,2g)
C.在最高點(diǎn)速度為0
D.AB間位移xAB=eq \f(2v02sin θcs θ,g)
解析:選ABD 將物體的初速度沿著水平和豎直方向分解,有:v0x=v0cs θ,v0y=v0sin θ,上升時(shí)間t=eq \f(v0y,g)=eq \f(v0sin θ,g),故A正確;根據(jù)位移公式,最大高度為:h=eq \f(v0y2,2g)=eq \f(?v0sin θ?2,2g),故B正確;在最高點(diǎn)速度的豎直分量為零,但水平分量不為零,故在最高點(diǎn)速度不為零,故C錯(cuò)誤;結(jié)合豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為:t′=2t=eq \f(2v0y,g)=eq \f(2v0sin θ,g),所以AB間的位移:xAB=v0t′=eq \f(2v02sin θcs θ,g),故D正確。
B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新
10.[多選]如圖所示,水平地面附近,小球B以初速度v斜向上瞄準(zhǔn)另一小球A射出,恰巧在B球射出的同時(shí),A球由靜止開始下落,不計(jì)空氣阻力。則兩球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中( )
A.A做勻變速直線運(yùn)動(dòng),B做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
B.相同時(shí)間內(nèi)B的速度變化一定比A的速度變化大
C.A、B兩球一定會(huì)相碰
D.如果A、B不能相遇,只要增加B的速度即可使它們相遇
解析:選AD A球做的是自由落體運(yùn)動(dòng),B球做的是斜拋運(yùn)動(dòng);根據(jù)受力情況和牛頓第二定律知道它們的加速度都為重力加速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)解決問題,A球做的是自由落體運(yùn)動(dòng),也是勻變速直線運(yùn)動(dòng),B球做的是斜拋運(yùn)動(dòng),是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A正確;根據(jù)公式Δv=aΔt,由于A和B的加速度都是重力加速度,所以相同時(shí)間內(nèi)A的速度變化等于B的速度變化,故B錯(cuò)誤;A球做的是自由落體運(yùn)動(dòng),B球做的是斜拋運(yùn)動(dòng),在水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng),在豎直方向?yàn)閯蜃兯龠\(yùn)動(dòng),由于不清楚具體的距離關(guān)系,所以A、B兩球不一定在空中相碰;如果A、B不能相遇,只要增加B的速度,使B在水平位移增加,則可使它們相遇,故C錯(cuò)誤,D正確。
11.[多選]如圖,兩位同學(xué)同時(shí)在等高處拋出手中的籃球A、B,A以速度v1斜向上拋出,B以速度v2豎直向上拋出,當(dāng)A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)恰與B相遇。不計(jì)空氣阻力,A、B質(zhì)量相等且均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,以下判斷正確的是( )
A.相遇時(shí)A的速度一定為零
B.相遇時(shí)B的速度一定為零
C.A從拋出到最高點(diǎn)的時(shí)間為eq \f(v2,g)
D.從拋出到相遇A、B速度的變化量相同
解析:選BCD 相遇時(shí)A還具有水平速度,則此時(shí)的速度不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因A在最高點(diǎn)的豎直速度為零,可知B的速度也一定為零,選項(xiàng)B正確;兩球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,即t=eq \f(v2,g),選項(xiàng)C正確;根據(jù)Δv=gΔt,兩球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度的變化量相同,選項(xiàng)D正確。
12.從某高處以6 m/s的初速度、以30°拋射角斜向上拋出一石子,落地時(shí)石子的速度方向和水平線的夾角為60°,求:
(1)石子在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)石子的水平射程;
(3)拋出點(diǎn)離地面的高度。(忽略空氣阻力,g取10 m/s2)
解析:(1)如圖所示:石子落地時(shí)的速度方向和水平線的夾角為60°,
則eq \f(vy,vx)=tan 60°=eq \r(3),即:vy=eq \r(3)vx=eq \r(3)v0cs 30°=9 m/s,
取豎直向上為正方向,落地時(shí)豎直方向的速度向下,則-vy=v0sin 30°-gt,
解得t=1.2 s。
(2)石子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng):
x=v0cs 30°·t=6×eq \f(\r(3),2)×1.2 m≈6.2 m。
(3)由豎直方向位移公式:
h=v0sin 30°·t-eq \f(1,2)gt2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(6×\f(1,2)×1.2-\f(1,2)×10×1.22))m=-3.6 m,負(fù)號(hào)表示落地點(diǎn)比拋出點(diǎn)低。
答案:(1)1.2 s (2)6.2 m (3)3.6 m
13.一座炮臺(tái)置于距地面60 m高的山崖邊,以與水平線成45°角的方向斜向上發(fā)射一顆炮彈,炮彈離開炮口時(shí)的速度為120 m/s。(忽略空氣阻力,取g=10 m/s2)求:
(1)炮彈所達(dá)到的最大高度;
(2)炮彈從發(fā)射到落地所用的時(shí)間;
(3)炮彈從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離。
解析:將炮彈的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。
(1)炮彈離開炮口時(shí)豎直分速度
vy=v0sin 45°=120×eq \f(\r(2),2) m/s=60eq \r(2) m/s,
上升的高度h1=eq \f(vy2,2g)=360 m。
則炮彈到達(dá)的最大高度為H=360 m+60 m=420 m。
(2)炮彈上升的時(shí)間t1=eq \f(vy,g)=eq \f(60\r(2),10) s=6eq \r(2) s,
根據(jù)H=eq \f(1,2)gt2得下降時(shí)間t2=eq \r(\f(2H,g))=2eq \r(21) s,
則炮彈落到地面的時(shí)間t=t1+t2≈17.7 s。
(3)炮彈從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離
xmax=v0tcs 45°≈1 502 m。
答案:(1)420 m (2)17.7 s (3)1 502 m
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