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5.5斜拋運(yùn)動(dòng)
?學(xué)習(xí)目標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道拋體運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn),會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方
法對(duì)斜拋運(yùn)匈進(jìn)行理論分析。
2、理解斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,知道斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是拋物線,
會(huì)計(jì)算斜拋運(yùn)動(dòng)的速度及位移,會(huì)解決與斜拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)的
體會(huì)將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的物理思實(shí)際問(wèn)題。
想。能分析生產(chǎn)生活中的拋體運(yùn)動(dòng)。3、能夠用等效替代的思想和''化繁為簡(jiǎn)”的思想來(lái)研究
一般的拋體運(yùn)動(dòng)。
4,通過(guò)斜拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解決和解釋自然,生活和生產(chǎn)中
的例子,認(rèn)識(shí)到斜拋運(yùn)動(dòng)的普遍性,體會(huì)物理學(xué)的應(yīng)用價(jià)
值。
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
(-)課前研讀課本,梳理基礎(chǔ)知識(shí):
一、斜拋運(yùn)動(dòng)
1.定義
將物體以初速度00沿斜向上方或斜向下方拋出,物體只在初速作用下的運(yùn)動(dòng)。
2.研究方法
斜拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的③1直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻型直線運(yùn)動(dòng)。
(1)水平方向:如r=UQCOS。,FfcA=();
(2)豎直方向:a)y=oosin8,/合
3.性質(zhì):斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線。
4.具體規(guī)律:在水平方向,物體的位移和速度分別為
x=a)d=@icos0)t?
。產(chǎn)Vox=^()COS6?
在豎直方向,物體的位移和速度分別為
y=Oo)J—金尸—(a)sinB"一:父尸③
vy=Voy-gt=i^osinO-Rt?
二、斜拋運(yùn)動(dòng)中的極值
在最高點(diǎn),2丫=0,由④式得到"⑤
將⑤式代入③式得物體的射高加=氣詈⑥
物體落回與拋出點(diǎn)同一高度時(shí),有y=0,
由③式得總時(shí)間r總=2";”⑦
將⑦式代入①式得物體的射程即尸注尸
當(dāng)0=空時(shí),sin20最大,射程最大.
所以對(duì)于給定大小的初速度。o,沿。=45。方向斜向上拋出時(shí),射程最大.
三、逆向思維法處理斜拋問(wèn)題
對(duì)斜上拋運(yùn)動(dòng),從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可逆過(guò)程分析,看成平拋運(yùn)動(dòng),分析完整的斜上拋運(yùn)動(dòng),還可根
據(jù)對(duì)稱(chēng)性求解某些問(wèn)題.
(二)即時(shí)練習(xí):
【小試牛刀11全國(guó)多地在歡迎抗疫英雄凱旋時(shí)舉行了"飛機(jī)過(guò)水門(mén)”的最高禮儀,寓意為“接風(fēng)洗塵”。某次儀
式中,兩條水柱分別從飛機(jī)的左、右兩輛大型消防車(chē)上相對(duì)斜向上射出,兩水柱射出與水平方向的夾角分別為
45。與30。(如圖所示),兩水柱恰好在最高點(diǎn)相遇,不計(jì)空氣阻力和水柱間的相互影響,則兩水柱射出時(shí)速度大小
之比為()o
/■■I
A.衛(wèi)B.亞
22
常調(diào)
答案A
解析兩條水柱均做斜拋運(yùn)動(dòng),它刃在最高點(diǎn)相遇很U兩水柱在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)情況相同,豎直分速度相等,
即為sin45jsin3。。,可得若A項(xiàng)正確。
【小試牛刀2】一位網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員以拍擊球,使網(wǎng)球沿水平方向飛出,第一只球落在自己一方場(chǎng)地的3點(diǎn),彈
跳起來(lái)后,剛好擦網(wǎng)而過(guò),落在對(duì)方場(chǎng)地的A點(diǎn)處,如圖所示,第二只球直接擦網(wǎng)而過(guò),也落在A點(diǎn)處,
設(shè)球與地面的碰撞過(guò)程沒(méi)有能量損失,旦運(yùn)動(dòng)過(guò)程不計(jì)空氣阻力,則兩只球飛過(guò)球網(wǎng)C處時(shí)水平速度之比
為()
A.1:1B.I:3C.3:1D.I:9
解析:選B由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,兩球分別被擊出至各自第一次落地的時(shí)間是相等的。由干球與地面的
碰撞沒(méi)有能量損失,設(shè)第一只球自擊出到落到A點(diǎn)時(shí)間為力,第二只球自擊出到落到A點(diǎn)時(shí)間為,2,則力
=3/2。
由于兩球在水平方向均為勻速運(yùn)動(dòng),水平位移大小相等,設(shè)它們從。點(diǎn)出發(fā)時(shí)的初速度分別為功、V2,
由X=V()t得:。2=3。],
V\1
所以有意=可.所以?xún)芍磺蝻w過(guò)球河C處時(shí)水平速度之比為1:3,故B正確。
【小試牛刀3】(2021年浙江選考)某一滑雪運(yùn)動(dòng)員從滑道滑出并在空中翻轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)多次曝光得到的照片如圖所
示,每次曝光的時(shí)間間隔相等。若運(yùn)動(dòng)員的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的斜拋小球軌跡重合,4、8、C和。表
示重心位置,且人和。處于同一水平高度。下列說(shuō)法正確的是()。
A.相鄰位置運(yùn)動(dòng)員重心的速度變化相同
B.運(yùn)動(dòng)員在4、。位置時(shí)重心的速度相同
C.運(yùn)動(dòng)員從4到8和從C到D的時(shí)間相同
D.運(yùn)動(dòng)員重心位置的最高點(diǎn)位于B和C中間
答案A
解析運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)4點(diǎn)后,忽略阻力,運(yùn)動(dòng)員僅受重力,因此加速度為重力加速度,所以速度變化相同,A項(xiàng)正確;
根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在八點(diǎn)、D點(diǎn)速度方向不同,速度不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從A飛到B的時(shí)間間隔與從C到D的
時(shí)間間隔不同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖知A到C的時(shí)間等于C到D的時(shí)間且A、D處于同一水平高度,根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)對(duì)
稱(chēng)性可知,運(yùn)動(dòng)員重心位置的最高點(diǎn)位于C點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
題型精講
【題型一】對(duì)比問(wèn)題
【典型例題1】(2021?江蘇加考)如圖所示,A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落入籃筐,落入籃筐時(shí)
的速度方向相同,卜列判斷正確的是()
A.4比B先落入籃筐
B.A、8運(yùn)動(dòng)的最大高度相同
C.4在最高點(diǎn)的速度比4在最高點(diǎn)的速度小
D.4、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同
解析:選D若研究?jī)蓚€(gè)過(guò)程的逆過(guò)程,可看作是從籃筐處沿同方向斜向上的斜拋運(yùn)動(dòng),落到同一高度上
的A、3兩點(diǎn),則A上升的高度較大,高度決定時(shí)間,可知A運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),即3先落入籃筐中,A、B錯(cuò)
誤;因?yàn)閮汕驋伾浣窍嗤珹的射程較遠(yuǎn),則A球的水平速度較大,即A在最高點(diǎn)的速度比〃在最高點(diǎn)的
速度大,C錯(cuò)誤;由斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知,當(dāng)A、8上升到與籃筐相同高度時(shí)的速度方向相同,D正確。
【典型例題2】如圖所示,兩人各自用吸管吹黃豆,甲黃豆從吸管末端P點(diǎn)水平射出的同時(shí)乙黃豆從另?吸
管末端"點(diǎn)斜向上射出,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后兩黃豆在N點(diǎn)相遇,曲線1和2分別為甲、乙黃豆的運(yùn)動(dòng)軌跡。
若必點(diǎn)在尸點(diǎn)正下方,M點(diǎn)與N點(diǎn)位于同一水平線上,且尸M長(zhǎng)度等于MN的長(zhǎng)度,不計(jì)空氣阻力,可將
黃豆看成質(zhì)點(diǎn),則()
A.兩黃豆相遇時(shí)甲的速度與水平方向的夾角的正切值為乙的2倍
B.甲黃豆在0點(diǎn)的速度與乙黃豆在最高點(diǎn)的速度不相等
C.兩黃豆相遇時(shí)甲的速度大小為乙的2倍
D.乙黃豆相對(duì)于M點(diǎn)上升的最大高度為PM長(zhǎng)度的一半
解析:選A設(shè)PM=MN=h,甲、乙兩黃豆自射出后經(jīng)時(shí)間/在N點(diǎn)相遇,則有〃=金[;對(duì)于乙黃豆,
根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知其從最高點(diǎn)(設(shè)為Q)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,,Q、N兩點(diǎn)之間的水平距離為白,豎
直距離為〃乙=;g(£)2=52,故D措誤。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推論可知,甲黃豆到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度方向與水平
方向的夾角ai的正切值為位移方向與水平方向的夾角仇的正切值的2倍,即tanai=2tan仇=2,乙黃豆到
達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向的夾角的正切值為從Q點(diǎn)到N點(diǎn)的位移方向與水平方向的夾角%的正切
值的2倍,即tana2=2tan%=2X與=1,所以tan為=2tan囚,故A正確。甲黃豆在P點(diǎn)的速度與乙黃豆
2
在最高點(diǎn)的速度都等于各自運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平方向的分速度,二者在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的水平位移和時(shí)間均相同,
所以水平分速度相等,則甲黃豆在尸點(diǎn)的速度與乙黃豆在最高點(diǎn)的速度相等,故B錯(cuò)誤。設(shè)甲、乙兩黃豆
在N點(diǎn)時(shí)的水平分速.度大小均為內(nèi),豎直分速度大小分別為0”v2y,合速度大小分別為0、v2,8'jtan?)
=2=轉(zhuǎn),tan?2=1=^?所以。產(chǎn)2次),%?=&),根據(jù)平行四邊形定則有Vi=y]M+(2%>=#%,6=
、內(nèi)2+tV=A/2VO,所以義工2,故C錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】有A、8兩小球,B的質(zhì)量為A的兩倍,現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出,不計(jì)空氣
阻力,如圖所示,①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡,則3的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
A.①B.②
C.③D.?
答案A
解析物體做斜拋運(yùn)動(dòng)的軌跡只與初速度的大小和方向有關(guān),而與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān),A、B兩小球的初
速度相同,則運(yùn)動(dòng)軌跡相同,故A項(xiàng)正確。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2](多選)如圖所示,排球比賽中運(yùn)動(dòng)員將排球從M點(diǎn)水平擊出,排球飛到尸點(diǎn)時(shí),被對(duì)方運(yùn)動(dòng)
員擊出,球又斜向.上飛出后落到”點(diǎn)正下方的N點(diǎn),N點(diǎn)與尸點(diǎn)等高,軌跡的最高點(diǎn)Q與M等高,不計(jì)
空氣阻力,下列說(shuō)法正確的有()
A.排球兩次飛行過(guò)程中加速度相同
B.排球兩次飛行過(guò)程中重力對(duì)排球做的功相等
C.排球離開(kāi)M點(diǎn)的速率比經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速率大
D.排球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速率比離開(kāi)P點(diǎn)時(shí)的速率大
答案ACD
解析排球在空中的拋體運(yùn)動(dòng)只受重力而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度均為重力加速度g,故A正確;設(shè)排
球的拋體高度為九第一次從M到P,重力做正功為Wo=,〃g〃,第二次做奈I上拋運(yùn)動(dòng)從P到。到N點(diǎn),重
力鼓功為零,即兩次飛行過(guò)程重尢對(duì)球做功不相等,故B錯(cuò)誤;排球從M到。和從。到N都是平拋運(yùn)動(dòng),
在”、Q點(diǎn)均只有水平方向的速度,高度〃相同,由〃=女尸知運(yùn)動(dòng)時(shí)間/相同,但由可
知離開(kāi)M點(diǎn)的速率大于經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速率,故C正確;將排球從P到Q的斜上拋運(yùn)動(dòng)由逆向思維法可看成
從。到尸的平拋運(yùn)動(dòng),則由M到P和。到P的平拋運(yùn)動(dòng)比較,運(yùn)動(dòng)高度相同,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,豎直分
速度2、,一樣,但M到P的水平位移大,則水平速度如較大,由+*,可知從M到尸的末速度大小
大干從。到。的初速度大小,故D正確。
【題型二】聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題
【典型例題3】由于空氣阻力的影響,炮彈的實(shí)際飛行軌跡不是拋物線,而是“彈道曲線”,如圖中實(shí)線所
示。Ox.。),方向分別是水平和豎直方向,圖中虛線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動(dòng)軌跡,0、八
b、c、4為彈道曲線上的五點(diǎn),其中0點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn),4點(diǎn)為落地點(diǎn),〃點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn),a、c為運(yùn)動(dòng)過(guò)程
中經(jīng)過(guò)的距地面高度相等的兩點(diǎn),已知空氣阻力與炮彈速度方向相反。下列說(shuō)法正確的是()
A.到達(dá)2點(diǎn)時(shí),炮彈的速度為零
B.到達(dá)力點(diǎn)時(shí),炮彈的加速度為g
C.炮彈經(jīng)過(guò)。點(diǎn)的水平分速度可能等于經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的水平分速度
D.炮彈由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間小于由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的時(shí)間
解析:選D到達(dá)最高點(diǎn)〃點(diǎn)時(shí),豎直分速度為零,但炮彈仍具有水平方向的速度,A錯(cuò)誤;到達(dá)最高點(diǎn)〃
點(diǎn)時(shí),炮彈除受重力外還受空氣阻力,加速度不為g,B錯(cuò)誤;從〃到c,炮彈在水平方向始終受到向左的
分力,做減速運(yùn)動(dòng),所以經(jīng)過(guò)。點(diǎn)的水平分速度大于經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的水平分速度,C錯(cuò)誤:炮彈由。到〃過(guò)程
中空氣阻力在豎直方向的分力向下,在豎直方向的加速度大于g,而從〃到d過(guò)程中空氣阻力在豎直方向分
力向上,豎:直分加速度小于g,已知兩段過(guò)程中炮彈飛行高度相同,由〃="/可得,炮彈從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到力
點(diǎn)的時(shí)間小于從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的時(shí)間,D正確。
【典型例題4】如圖所示,一名運(yùn)動(dòng)員在參加跳遠(yuǎn)比賽,他騰空過(guò)程中離地面的最大高度為,成績(jī)?yōu)?L
假設(shè)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為a,運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。則有()
A.tana=2B.tana=^
C.tana=^D.tana=\
答案D
解析運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)到落地的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱(chēng)性知平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為2L,則有£=上產(chǎn),
解得/運(yùn)動(dòng)員通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為。=羊=也正,則有tana=^=1,故D正確,A、B、C錯(cuò)
誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】某同學(xué)練習(xí)定點(diǎn)投籃,籃球從同一位置出手,兩次均垂直撞在豎直籃板上,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖
所示,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()
A.第1次擊中籃板時(shí)的速度小
B.兩次擊中籃板時(shí)的速度相等
C球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程第1次速度變化快
D.球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程第2次速度變化快
答案A
解析將籃球的運(yùn)動(dòng)反過(guò)來(lái)看,則籃球兩次做平拋運(yùn)動(dòng),由于第1次平拋運(yùn)動(dòng)的高度更大,由〃=女戶(hù)得/
=、/?’所以第?次運(yùn)動(dòng)的時(shí)間更長(zhǎng),由于兩次的水平位移相等,則時(shí)間越長(zhǎng)的水平初速度越小,故第1
次擊中籃板時(shí)的速度小,故A正確,B錯(cuò)誤;球在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程速度變化快慢即為加速度,由于球只受重
力作用,加速度為重力加速度,則兩次速度變化快慢相同,故C、D錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】(2020?山東卷?16)單板滑雪U形池比賽是冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目,其場(chǎng)地可以簡(jiǎn)化為如圖甲所示的
模型:U形滑道由兩個(gè)半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個(gè)中央的平面直軌道連接而成,軌道傾角為17.2。.
某次練習(xí)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員以。M=10m/s的速度從軌道邊緣上的M點(diǎn)沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道,速
度力向與軌道邊緣線AO的夾角。=72.8。,騰空后沿軌道邊緣的N點(diǎn)進(jìn)入凱道.圖乙為騰空過(guò)程左視圖.該
運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2,$出72.8。=0.96,8572.8。=0.30.求:
⑴運(yùn)動(dòng)員騰空過(guò)程中離開(kāi)AD的距離的最大值小
(2)M、N之間的距離L
答案(1)4.8m(2)12m
解析(1)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直4。方向的分速度為口,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得功=內(nèi)岱泊
72.8。①
設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為由牛頓第二定律得機(jī)geos17.2。=〃必②
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得4=粉③
聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù)得d=4.8m④
(2)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在A8CO面內(nèi)平行方向的分速度為s,
由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得s=S/cos72.8。⑤
設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCO面內(nèi)平行AO方向的分加速度為他,由牛頓第二定律得〃吆sin17.2。=機(jī)他⑥
設(shè)騰空時(shí)間為,,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得l=守⑦
“如+%/2?
聯(lián)立①②⑤⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得L=12m.
體系構(gòu)建
記憶清單
1.定義:將物體以初速度00斜向上方或斜向下方拋出,物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng).
2.性質(zhì):斜拋運(yùn)動(dòng)是加速度為g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物線.
3.研究方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解
4.基本規(guī)律
5.斜拋運(yùn)動(dòng)中的極值
在最高點(diǎn),vy=0,由④式得到/=。謫;&⑤
將⑤式代入③式得物體的射高用=卷2⑥
物體落回與拋出點(diǎn)同一高度時(shí),有y=0,
由③式得總時(shí)間小=型普⑦
將⑦式代入①式得物體的射程%=曳牛圓
O
當(dāng)。=45。時(shí),sin2夕最大,射程最大.
所以對(duì)于給定大小的初速度如,沿0=45。方向斜向上拋出時(shí),射程最大.
6.逆向思維法處理斜拋問(wèn)題
對(duì)斜上拋運(yùn)動(dòng),從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可逆過(guò)程分析,看成平拋運(yùn)動(dòng),分析完整的斜上拋運(yùn)動(dòng),還可根
據(jù)對(duì)稱(chēng)性求解某些問(wèn)題.
偏強(qiáng)化訓(xùn)練
1.如圖所示,在距地面高〃的A點(diǎn)以與水平面成。=60。的角度斜向.上拋出一小球,不計(jì)空氣咀力.發(fā)現(xiàn)小
球落在右邊板OG上,且落點(diǎn)。與A點(diǎn)等高.已知的=2小mA,A=0.2m,g取10mH.則卜?列說(shuō)法正確
的是()
A.小球從A到D的水平位移為L(zhǎng)8m
B.小球在水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng)
C.若撤去OG板,則經(jīng)過(guò)。點(diǎn)之后小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),故再經(jīng)0.2s它將落地
D.小球從A到D的時(shí)間是().6s
答案D
解析小球在豎直方向的分速度為%=gsina=3m/s,小球在水平方向的分速度為如r=,oco$a=小m/s,
小球從A到D的時(shí)間為s=0.6s,小球從A到D的水平位移為m,所以A錯(cuò)誤,
D正確;小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以B錯(cuò)誤;若撤去OG板,在。點(diǎn),小球在豎直方向速度大
小為Vy=Voy=3m/s,則經(jīng)過(guò)。點(diǎn)之后小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),不是自由落體運(yùn)動(dòng),所以C錯(cuò)誤.
2.(多選)2022年北京冬奧會(huì)在北京和張家口舉行,北京成為了歷史上第一個(gè)既舉辦過(guò)夏季奧運(yùn)會(huì)又舉辦過(guò)冬
季奧運(yùn)會(huì)的城市.圖示為某滑雪運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練的場(chǎng)景,運(yùn)動(dòng)員以速度S=10m/s沿傾角a=37。、高〃=15m
的斜面甲飛出,并能無(wú)碰撞地落在傾角0=60。的斜面乙上,順利完成飛越.把運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣
阻力,重力加速度取g=10m/s2,。137。=0.6,8$37。=0.8.以下說(shuō)法正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)員落至斜面乙時(shí)的速率為16m/s
B.斜面乙的高度為7.2m
C.運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)離地面的最大高度為20m
D.兩斜面間的水平距離約為11.1m
答案AB
解析運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向速度大小為6=0icosa=8m/s,落到斜面乙時(shí),設(shè)速
度大小為S,則滿(mǎn)足%=6cosp,解得。2=16m/s,故A正確:設(shè)斜面乙高度為/?,從斜面甲到斜面乙過(guò)程
中,由機(jī)械能守恒定律得mg("一力尸品4一解得/?=7.2m,故B正確;從斜而甲飛出時(shí),運(yùn)動(dòng)員
在豎直方向的速度大小為4=9isina=6m/s,則運(yùn)動(dòng)員在空中飛行時(shí)離地面的最大高度為“皿="+言=
16.8m,故C錯(cuò)誤:運(yùn)動(dòng)員到達(dá)斜面乙的豎直方向速度大小為8'=ssin/?=8小m/s,則在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)
間/=-9=4戈+3s,則水平距離為3=?!逼?5.9m,故D錯(cuò)誤.
3.[多選]如圖所示,從水平地面上4、。兩點(diǎn)同時(shí)拋出兩個(gè)物體,初速度分別為功和。2,與水平方向所成角
度分別為30。和60%某時(shí)刻兩物體恰好在ab連線上一點(diǎn)0(圖中未畫(huà)出)的正上方相遇,且此時(shí)兩物體速度
均沿水平方向,不計(jì)空氣阻力。則()
我:____必,
ab
A.U1>1;2B.V\=V2
C.Oa>ObD.Oa<Ob
解析:選AC兩物體做斜拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向減速,在水平方向勻速
對(duì)從。點(diǎn)拋出的物體:v\x=V]Cos30°=1,
Oi『=Oisin30°=2y1,
22
豎直方向通過(guò)的位移為:〃=等=”
對(duì)從〃點(diǎn)拋出的物體:
V2
V2A=P2COS60°=7,
%'=7*in60。=坐7,2,
2&2
豎直方向通過(guò)的位移為:IT=冷=奇。
因h=h:
聯(lián)立解得:V{>V2,故A正確,B錯(cuò)誤;
由于助產(chǎn)率?1,j=52,則有從4點(diǎn)拋出的物體在水平方向的速度大于從b點(diǎn)拋出的物體在水平方向的速
度,故在水平方向上,從。點(diǎn)拋出的物體通過(guò)的位移大于從A點(diǎn)拋出的物體的位移,即Oa>Ob._故C正確,
D錯(cuò)誤。
4.軍事演習(xí)中,M點(diǎn)的正上方離地H高處的藍(lán)軍飛機(jī)以水平速度s投擲一顆炸彈攻擊地面目標(biāo),反應(yīng)靈敏
的紅軍的地面高炮系統(tǒng)同時(shí)在M點(diǎn)右方地面上N點(diǎn)以速度改斜向左上方發(fā)射攔截炮彈,兩彈恰在M、N連
線的中點(diǎn)正上方相遇爆炸,不計(jì)空氣阻力,則發(fā)射后至相遇過(guò)程()
A.兩彈飛行的軌跡重合
B.初速度大小關(guān)系為功=。2
C.攔截彈相對(duì)攻擊彈做勻速直線運(yùn)動(dòng)
3
D.兩彈相遇點(diǎn)一定在距離地面區(qū)〃高度處
解析:選C兩彈在M、N連線的中點(diǎn)正上方相遇,只能說(shuō)明末位置相同,不能說(shuō)明運(yùn)動(dòng)軌跡重合,故A
錯(cuò)誤。由于兩彈恰在M、N連線的中點(diǎn)正上方相遇,說(shuō)明它們的水平位移大小相等,又由于運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相
同,所以它們?cè)谒椒较蛏系乃俣认嗤?,即?cos夕=功,。為功與水平方向的夾角,所以故B錯(cuò)
誤。兩彈都只受到重力,都做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度相同,所以攔極彈相對(duì)攻擊彈做勻速直線運(yùn)動(dòng),故C正
確。根據(jù)題意只知道兩彈運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,但不知道攔截炮彈豎JL方向初速度的具體值,所以不能判斷兩彈
相遇點(diǎn)距離地面的高度,所以D錯(cuò)誤。
5.(2022年山東卷)(多選)如圖所示,某同學(xué)將離地6=1.25m的網(wǎng)球以v0=13m/s的速度斜向上擊出,擊球點(diǎn)到
豎直墻壁的距離x=4.8mo當(dāng)網(wǎng)球豎直分速度為零時(shí),擊中墻壁上離地高度H=8.45m的P點(diǎn)。網(wǎng)球與墻壁碰
撞后,垂直墻面速度分量大小變?yōu)槌乔暗?平行墻面的速度分量不變。重力加速度g=10m/s)網(wǎng)球碰墻后的
4
速度大小V和著地點(diǎn)到墻壁的距離d分別為()。
A.v=5m/sB.v=3)/2m/s
C.d=3.6mD.d=3.9m
答案BD
解析由題可知網(wǎng)球飛出時(shí)豎直方向初速度大小股近2g(H-h)=12m/s,則水平方向初速度大小
22
vox=Jvo-vOy=5m/s,網(wǎng)球飛出時(shí)與P點(diǎn)的水平距離xo=i/oxti=vOx—=6m,設(shè)網(wǎng)球擊到墻面時(shí)與墻面夾角為仇有
sin加N=0-81=53。,則網(wǎng)球打在墻面上時(shí)平行墻面的速度分量i/i=vOxcos0=3m/s,垂直墻面的速度分量v2=v0)(
sin0=4m/s,反彈后垂直墻面的速度大小以=,2=3m/s,故反彈后的網(wǎng)球速度大小v=再。&m/s,B項(xiàng)
正確;著地點(diǎn)到墻壁的距離d=V2,聆=3.9m,D項(xiàng)正確。
6.有一款“跳一跳”小游戲曾非?;鸨?。這個(gè)游戲主要是玩家通過(guò)按壓手機(jī)屏幕時(shí)間的長(zhǎng)短控制棋了?離開(kāi)平臺(tái)
時(shí)的速度,從而使其跳到旁邊等高的平臺(tái)上。游戲規(guī)則:棋子跳到下一個(gè)平臺(tái)上表面中心得2分,跳到其他位置
得1分,掉到地上游戲結(jié)束。棋子的跳躍過(guò)程可以看作斜拋運(yùn)動(dòng),棋子起跳時(shí)的初速度方向與水平方向的夾角
9俁持不變。在某次游戲中,兩正方體平臺(tái)的邊長(zhǎng)均為兩平臺(tái)間距離為如圖所示。圖中拋物線為棋子在
某次跳躍過(guò)程中從平臺(tái)4上表面中心跳向平臺(tái)B的運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡的最高點(diǎn)距平臺(tái)上表面的高度為伉已知
棋子的質(zhì)量為m,且可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。若平臺(tái)上表面為零勢(shì)能面,則下列說(shuō)法正確的
A.棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)B上所需時(shí)間為2g
B.棋子上升過(guò)程和下降過(guò)程中速度的變化量大小相等,方向相反
C.棋子離開(kāi)平臺(tái)A時(shí)的動(dòng)能為mgh
D.要是玩家在本次跳躍中得分最高,棋子起跳的初速度應(yīng)為2層
答案D
解析棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)B上做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),由2gt2得仁聆,A項(xiàng)錯(cuò)誤;棋子
在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做斜上拋運(yùn)動(dòng),加速度為g恒定不變,且上升過(guò)程和下降過(guò)程時(shí)間相同,由速度的變化量
△V=gt可知上升過(guò)程和下降過(guò)程中速度的變化量大小相等,方向相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)棋子運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)的速度
大小為明棋子離開(kāi)平臺(tái)八時(shí)的動(dòng)能為&棋子從離開(kāi)平臺(tái)4至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,只有重力做功,故機(jī)械能
守恒,可得E.=mgh^mv\C項(xiàng)錯(cuò)誤;要是玩家在本次跳躍中得分最高棋子應(yīng)跳到平臺(tái)B上表面的中心,設(shè)棋子從
平臺(tái)4起跳的初速度為為運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為則棋子水平方向以々cos。做勻速直線運(yùn)動(dòng),滿(mǎn)足voces
0?2r=4L,豎直方向以VoSin。豎直上拋,滿(mǎn)足由sin兩式聯(lián)立得v0=2j^,D項(xiàng)正確。
7.消防員在一次用高壓水槍滅火的過(guò)程中,同時(shí)啟動(dòng)了多個(gè)噴水口進(jìn)行滅火。如果有甲、乙兩個(gè)靠在一起的
高壓水槍,它們的噴水口徑相同,所噴出的水在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,已知兩曲線在同一豎宜面內(nèi),忽略空
氣阻力,則由圖可得出結(jié)論正確的是()。
A.甲、乙水槍噴出水的速度相等
B.乙水槍噴出的水在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)
C.乙水槍噴出的水在最高點(diǎn)的速度較大
D.甲水槍噴水的功率較大
答案C
解析噴出的水在空中的運(yùn)動(dòng)為斜上拋運(yùn)動(dòng),水從噴水口到最高處的運(yùn)動(dòng)可以逆向看作平拋運(yùn)切,甲、乙兩水
槍噴出的水最大高度相同,乙水槍噴出的水更遠(yuǎn),則乙水槍噴出的水在最高處的水平速度更大,水運(yùn)動(dòng)的最大
高度相同,水落地的豎直速度相同,則說(shuō)明乙水槍噴水的速度更大,且兩噴水槍噴出水柱的方向不同,C項(xiàng)正
確,A項(xiàng)錯(cuò)誤;甲、乙兩水槍噴出的水在上升和下降的過(guò)程中具有對(duì)稱(chēng)性,豎直方向運(yùn)動(dòng)距離相等,兩水槍噴出的
水在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,
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