物理拋石機題目及答案

一、單項選擇題1.拋石機將石塊拋出的過程中，石塊的運動狀態(tài)發(fā)生改變，這是因為（）A.石塊受到慣性力的作用B.石塊受到拋石機的推力作用C.石塊受到重力和空氣阻力作用D.石塊不受力答案：C2.拋石機在水平方向發(fā)射石塊，若不計空氣阻力，石塊在飛行過程中具有的機械能（）A.動能不變B.重力勢能不變C.機械能不變D.機械能不斷增大答案：C3.用同樣的拋石機發(fā)射不同質(zhì)量的石塊，在發(fā)射角度相同的情況下，質(zhì)量大的石塊比質(zhì)量小的石塊（）A.射程更遠B.射程更近C.在空中飛行時間更長D.在空中飛行時間更短答案：B4.拋石機發(fā)射石塊時，使石塊獲得動能的能量來源是（）A.拋石機的彈性勢能B.拋石機的重力勢能C.人的化學(xué)能D.石塊的內(nèi)能答案：A5.若拋石機發(fā)射石塊的初速度不變，增大發(fā)射角度，則石塊的射程（）A.一定增大B.一定減小C.先增大后減小D.先減小后增大答案：C6.拋石機發(fā)射的石塊在空中飛行時，其速度方向（）A.始終水平B.始終豎直向下C.不斷變化D.保持不變答案：C7.對于拋石機發(fā)射的石塊，在上升過程中（）A.動能增大，重力勢能減小B.動能減小，重力勢能增大C.動能和重力勢能都增大D.動能和重力勢能都減小答案：B8.拋石機發(fā)射石塊時，要想讓石塊飛得更高，應(yīng)該（）A.增大發(fā)射速度B.減小發(fā)射速度C.增大發(fā)射角度D.減小發(fā)射角度答案：C9.當(dāng)拋石機發(fā)射的石塊落地時，與發(fā)射前相比，其機械能（）A.不變B.增大C.減小D.無法確定答案：C10.拋石機發(fā)射石塊的過程中，下列說法正確的是（）A.石塊的慣性不斷變化B.拋石機對石塊的力大于石塊對拋石機的力C.力改變了石塊的運動狀態(tài)D.石塊的運動不需要力來維持答案：C二、多項選擇題1.關(guān)于拋石機發(fā)射石塊的過程，下列說法正確的是（）A.拋石機的彈性勢能轉(zhuǎn)化為石塊的動能B.石塊受到的重力方向始終豎直向下C.石塊在空中飛行時受到平衡力的作用D.發(fā)射角度會影響石塊的射程答案：ABD2.以下哪些因素會影響拋石機發(fā)射石塊的射程（）A.石塊的質(zhì)量B.拋石機的彈性形變程度C.發(fā)射角度D.空氣阻力答案：ABCD3.拋石機發(fā)射的石塊在空中飛行過程中，涉及的能量轉(zhuǎn)化有（）A.動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C.機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能答案：ABC4.下列關(guān)于拋石機和石塊的相互作用，說法正確的是（）A.拋石機對石塊有力的作用B.石塊對拋石機有力的作用C.拋石機和石塊之間的作用力大小相等D.拋石機和石塊之間的作用力方向相反答案：ABCD5.若在不同星球上使用相同的拋石機發(fā)射相同的石塊，以下說法正確的是（）A.星球的重力加速度不同，石塊的射程可能不同B.星球的大氣情況不同，石塊的飛行情況可能不同C.石塊在不同星球上的質(zhì)量會發(fā)生變化D.拋石機在不同星球上的彈性性能可能不同答案：AB6.拋石機發(fā)射石塊時，關(guān)于石塊的運動和受力情況，正確的是（）A.石塊在水平方向上做勻速直線運動（不計空氣阻力）B.石塊在豎直方向上先做減速運動后做加速運動C.石塊受到拋石機的推力直到落地D.石塊只受到重力和空氣阻力（不計拋石機推力后）答案：ABD7.為了提高拋石機發(fā)射石塊的效果，以下措施可行的是（）A.增加拋石機的彈性材料的彈性系數(shù)B.優(yōu)化拋石機的結(jié)構(gòu)，減小能量損失C.選擇質(zhì)量更大的石塊D.調(diào)整發(fā)射角度到合適值答案：ABD8.拋石機發(fā)射的石塊在空中飛行時，下列物理量可能不變的是（）A.水平方向的速度B.機械能C.動能D.重力勢能答案：A9.關(guān)于拋石機發(fā)射石塊過程中的能量，下列說法正確的是（）A.發(fā)射前拋石機具有彈性勢能B.發(fā)射過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能C.石塊在空中飛行時機械能守恒（不計空氣阻力）D.石塊落地時機械能為零答案：ABC10.拋石機發(fā)射石塊時，影響石塊在空中飛行時間的因素有（）A.發(fā)射角度B.發(fā)射速度C.石塊質(zhì)量D.空氣阻力答案：ABD三、判斷題1.拋石機發(fā)射石塊時，只要發(fā)射速度足夠大，石塊就可以一直做直線運動。（）答案：×2.拋石機的彈性形變越大，發(fā)射出的石塊動能一定越大。（）答案：√3.石塊在拋石機發(fā)射過程中，受到的力只有拋石機的推力。（）答案：×4.拋石機發(fā)射石塊的射程只與發(fā)射速度有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。（）答案：×5.石塊在空中飛行時，其機械能始終保持不變。（）答案：×（不計空氣阻力時守恒，計空氣阻力時減?。?.用拋石機發(fā)射相同質(zhì)量的石塊，發(fā)射角度不同，石塊在空中飛行的時間一定不同。（）答案：×7.拋石機對石塊的作用力和石塊對拋石機的作用力是一對平衡力。（）答案：×8.質(zhì)量不同的石塊，用相同的拋石機以相同的方式發(fā)射，它們的運動軌跡一定相同。（）答案：×9.拋石機發(fā)射石塊的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能。（）答案：√10.石塊在上升過程中，速度越來越小，是因為沒有受到力的作用。（）答案：×四、簡答題1.簡述拋石機發(fā)射石塊過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。拋石機發(fā)射石塊時，最初拋石機具有彈性勢能。發(fā)射過程中，彈性勢能逐漸轉(zhuǎn)化為石塊的動能，使石塊獲得速度。石塊離開拋石機后，在上升過程中，動能又逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能；下降過程中，重力勢能再轉(zhuǎn)化為動能。同時，由于空氣阻力存在，部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.說明影響拋石機發(fā)射石塊射程的主要因素有哪些。影響射程的主要因素有：一是發(fā)射速度，速度越大，射程越遠；二是發(fā)射角度，合適的發(fā)射角度能使射程達到較大值，一般在45°左右（不計空氣阻力）射程較遠；三是石塊質(zhì)量，質(zhì)量不同，在相同發(fā)射條件下射程有差異；四是空氣阻力，空氣阻力會阻礙石塊運動，使射程減小。3.拋石機發(fā)射的石塊在空中飛行時，其運動狀態(tài)是如何變化的？石塊在空中飛行時，水平方向若不計空氣阻力，做勻速直線運動；豎直方向上，上升階段，受到豎直向下的重力作用，速度逐漸減小，做減速運動；到達最高點后，開始下降，在重力作用下，速度逐漸增大，做加速運動?？傮w來說，石塊的運動方向和速度大小都在不斷變化，運動狀態(tài)持續(xù)改變。4.分析拋石機發(fā)射石塊過程中，牛頓第三定律是如何體現(xiàn)的。在拋石機發(fā)射石塊過程中，拋石機對石塊施加一個力，使石塊獲得加速度從而發(fā)射出去。同時，根據(jù)牛頓第三定律，石塊對拋石機也會施加一個大小相等、方向相反的力。例如，拋石機在發(fā)射時會有一個反沖的效果，這就是石塊對拋石機作用力的體現(xiàn)，二者的相互作用力同時存在且性質(zhì)相同。五、討論題1.假設(shè)在理想情況下（不計空氣阻力），拋石機發(fā)射石塊的角度如何影響石塊的運動軌跡和射程？請詳細討論。在理想情況下，當(dāng)發(fā)射角度為0°時，石塊水平拋出，做平拋運動，其運動軌跡是一條拋物線，水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動，射程取決于發(fā)射速度和下落高度。隨著發(fā)射角度增大，石塊的豎直初速度增大，上升高度增加，在空中飛行時間增長，水平方向速度相應(yīng)減小。當(dāng)發(fā)射角度為45°時，在給定發(fā)射速度下射程達到最大值。繼續(xù)增大發(fā)射角度，豎直方向運動占比更大，水平方向速度更小，射程逐漸減小。到90°時，石塊豎直上拋，之后豎直下落，射程為0。所以發(fā)射角度對石塊運動軌跡和射程有顯著影響。2.實際生活中，拋石機發(fā)射石塊會受到空氣阻力的影響，試討論空氣阻力對石塊運動的具體影響以及如何盡量減小這種影響?？諝庾枇κ瘔K運動有多方面影響。在速度方面，空氣阻力與石塊運動方向相反，會不斷減小石塊的速度，使石塊射程減小，飛行時間縮短。在運動軌跡上，會使軌跡不再是理想拋物線，變得更彎曲。在能量方面，空氣阻力做功，消耗石塊的機械能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。為減小空氣阻力影響，可從石塊形狀設(shè)計入手，使其更符合流線型，減少空氣阻力；提高拋石機發(fā)射速度，在空氣阻力作用效果顯現(xiàn)前讓石塊達到更遠距離；選擇在空氣較為稀薄的環(huán)境發(fā)射等。3.拋石機在古代戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用，結(jié)合物理原理討論拋石機相比于人力投石有哪些優(yōu)勢。從物理原理看，拋石機利用彈性材料的彈性勢能轉(zhuǎn)化為石塊動能，相比人力投石能儲存和釋放更多能量。人力投石能量來源主要是人的體能，有限且不穩(wěn)定。拋石機可將彈性材料拉伸較大形變，儲存大量彈性勢能，發(fā)射出的石塊速度更大、動能更大，射程更遠。而且拋石機發(fā)射相對穩(wěn)定，可重復(fù)性強，能較為準確地控制發(fā)射角度和力度，提高命中率。人力投石受個人力量、技巧差異影響大，難以做到精準和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)射。所以拋石機在古代戰(zhàn)爭中更具優(yōu)勢。4.現(xiàn)代科技中，很多機械裝置都運用了類似拋石機的原理，請舉例并討論其與拋石機原理的異同點。例如彈射座椅，它與拋石機原理有相似之處。相同點在于都利