9.如图5所示,两个倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上,两斜面间距大于小球直径,斜面高度相等.有三个完全相同的小球a、b、c,开始均静止于同一高度处,其中b小球在两斜面之间,a、c两小球在斜面顶端.若同时释放a、b、c小球到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出,初速度方向如图所示,到达水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系正确的是 ( ) 图5
A.t1>t3>t2 B.t1=t1′、t2=t2′、t3=t3′
C.t1′>t3′>t2′ D.t1<t1′、t2<t2′、t3<t3′
解析:由静止释放三小球时
对a:=gsin30°·t12,则t12=.
对b:h=gt22,则t22=.
对c:=gsin45°·t32,
则t32=.
所以t1>t3>t2
当平抛三小球时:小球b做平抛运动,竖直方向运动情况同第一种情况,小球a、c在斜面内做类平抛运动,沿斜面向下方向的运动同第一种情况,所以t1=t1′,t2=t2′,t3=t3′.故选A、B、C.
答案:ABC
8.将一个小球以速度v水平抛出,使小球做平抛运动,要使小球能够垂直打到一个斜面上,斜面与水平方向的夹角为α.那么 ( )
A.若保持水平速度v不变,斜面与水平方向的夹角α越大,小球的飞行时间越长
B.若保持斜面倾角α不变,水平速度v越大,小球飞行的水平距离越长
C.若保持斜面倾角α不变,水平速度v越大,小球飞行的竖直距离越长
D.若只把小球的抛出点竖直升高,小球仍能垂直打到斜面上
解析:小球垂直打在斜面上时水平速度、竖直速度、实际速度间的关系如图所示.由vy=gt
和vy=vcotα得t=vcotα/g,选项A错误.
小球飞行的水平距离x=vt=v2cotα/g,选项B正确.竖直距离y=gt2/2=
v2cot2α/(2g),选
项C正确.只把小球的抛出点竖直升高,可以想象将图中的平抛运动的曲线竖直上移,
小球则不能垂直打到斜面上,故选项D错误.
答案:BC
7.以初速度v0水平抛出一物体,当它的竖直分位移与水平分位移相等时,则 ( )
A.竖直分速度等于水平分速度
B.瞬时速度等于v0
C.运动的时间为
D.位移大小是2v02/g
解析:由平抛运动的两个分运动可知:
x=v0t y=gt2
依题意有v0t=gt2
得:t=,C正确.
vy=gt=g=2v0,A错.
瞬时速度v==v0,B正确.
通过的位移s=v0t=2v02/g,D正确.
答案:BCD
6.如图4所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va 和
vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若
不计空气阻力,下列关系式正确的是 ( ) 图4
A.ta>tb B.va>vb
C.va<vb D.ta<tb
解析:两小球做平抛运动,由题图可知ha>hb,则ta>tb;又水平位移相同,根据x=vt
可知va<vb.
答案:AC
5.如图3所示,我某集团军在一次空地联合军事演习中,离地面H高处的飞机以水平对地速度v1发射一颗炸弹轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看做竖直上抛),设此时拦截系统与飞机的水平距离为x,若拦截成功,不计空气阻力,则v1、v2的关系应满足 ( ) 图3
A.v1=v2 B.v1=v2
C.v1=v2 D.v1=v2
解析:由题知从发射到拦截成功水平方向应满足:
x=v1t,同时竖直方向应满足:
H=gt2+v2t-gt2=v2t,
所以有=,即v1=v2,C选项正确.
答案:C
4.某同学对着墙壁练习打网球,假定球在墙面上以25 m/s的速度沿水平方向反弹,落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,球在墙面上反弹点的高度范围是 ( )
A.0.8 m至1.8 m B.0.8 m至1.6 m
C.1.0 m至1.6 m D.1.0 m至1.8 m
解析:球落地时所用时间在t1==0.4 s至t2==0.6 s之间,所以反弹点的高度在h1=gt12=0.8 m至h2= gt22=1.8 m之间,故选A.
答案:A
3.(2008·全国卷Ⅰ)如图2所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足 ( )
图2
A.tanφ=sinθ B.tanφ=cosθ
C.tanφ=tanθ D.tanφ=2tanθ
解析:竖直速度与水平速度之比为:tanφ=,竖直位移与水平位移之比为:tanθ=,故tanφ=2tanθ,D正确.
答案:D
2. (2010·江南十校模拟)如图1所示,某同学为了找出平抛运动物体的初速
度之间的关系,用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板,O
与A在同一高度,小球的水平初速度分别是v1、v2、v3,打在挡板上的
位置分别是B、C、D,且AB∶BC∶CD=1∶3∶5.则v1、v2、v3之间的
正确关系是 ( ) 图1
A.v1∶v2∶v3=3∶2∶1
B.v1∶v2∶v3=5∶3∶1
C.v1∶v2∶v3=6∶3∶2
D.v1∶v2∶v3=9∶4∶1
解析:在竖直方向上,由t= 得小球落到B、C、D所需的时间比t1∶t2∶t3=∶∶=∶∶=1∶2∶3;在水平方向上,由v=得:v1∶v2∶v3=∶∶=6∶3∶2.
答案:C
1.(2008·广东高考)从水平飞行的直升机上向外自由释放一个物体,不计空气阻力,在物体下落过程中,下列说法正确的是 ( )
A.从飞机上看,物体静止
B.从飞机上看,物体始终在飞机的后方
C.从地面上看,物体做平抛运动
D.从地面上看,物体做自由落体运动
解析:在匀速飞行的飞机上释放物体,物体有一水平速度,故从地面上看,物体做平抛运动,C对D错;飞机的速度与物体水平方向上的速度相同,故物体始终在飞机的正下方,且相对飞机的竖直位移越来越大,A、B错.
答案:C
12.(14分)质量m=1 kg的物体,在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)
的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4 m时,拉力F停止作用,运动到位
移是8 m时物体停止,运动过程中Ek-x的图线如图10所示.求:(g取10 m/s2)
(1)物体的初速度多大?
(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大? 图10
(3)拉力F的大小.
解析:(1)从图线可知初动能为2 J,
Ek0=mv2=2 J,v=2 m/s.
(2)在位移4 m处物体的动能为10 J,在位移8 m处物体的动能为零,这段过程中物体克
服摩擦力做功.
设摩擦力为Ff,则
-Ffx2=0-10 J=-10 J
Ff= N=2.5 N
因Ff=μmg
故μ===0.25.
(3)物体从开始到移动4 m这段过程中,受拉力F和摩擦力Ff的作用,合力为F-Ff,
根据动能定理有
(F-Ff)·x1=ΔEk
故得F=+Ff=(+2.5) N=4.5 N.
答案:(1)2 m/s (2)0.25 (3)4.5 N
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