1、 第第 13 节节 平抛运动平抛运动 1.【2019 年物理全国卷 2】如图(a) ,在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响 其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用 v 表示他在竖直方向的速度,其 v-t图像如图(b)所示,t1和 t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则 A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C. 第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大 D. 竖直方向速度大小为 v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大 【答案】BD 【解析】 【
2、详解】A由 v-t图面积易知第二次面积大于等于第一次面积,故第二次竖直方向下落距离大于第 一次下落距离,所以,A错误; B由于第二次竖直方向下落距离大,由于位移方向不变,故第二次水平方向位移大,故 B 正确 C由于 v-t斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由 0 vv a t 易知 a1a2,故 C错误 D由图像斜率,速度为 v1时,第一次图像陡峭,第二次图像相对平缓,故 a1a2,由 G-fy=ma,可 知,f y1x3-x2,E1E2E3 Dx2-x1x3-x2,E1E2x3- x2, 由于小球做平抛运动的过程中只有重力做功,机械能守恒,故E1=E2=E3=0,本题选 B。
3、 x y 1 2 3 斜槽 水平板 v O R A 18. 2013年江苏卷年江苏卷 7. 如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N 点,两球运动的最大高度相 同. 空气阻力不计,则 (A)B 的加速度比A 的大 (B)B 的飞行时间比A 的长 (C)B 在最高点的速度比A 在最高点的大 (D)B 在落地时的速度比 A 在落地时的大 答案:CD 解析:抛体运动的加速度相同,都为 g,故 A 错;两球运动的最大高度相同,表明两小球 A、B 的 竖直方向运动相同,运动时间相同,故 B 错;小球 B 水平距离远, t x v ,表明小球 B 的水平速度 大,B 在最高点的速
4、度比 A 在最高点的大,故 C 对;落地时,两小球 A、B 竖直方向速度相同,而 小球 B 的水平速度大,B 在落地时的速度比 A 在落地时的大,故 D 对。 19. 2014 年物理上海卷年物理上海卷 24 如图, 宽为 L 的竖直障碍物上开有间距 d=0.6m 的矩形孔, 其下沿离地高 h=1.2m, 离地高 H=2m 的质点与障碍物相距 x。在障碍物以 v0=4m/s 匀速向左运动的同时,质 点自由下落。 为使质点能穿过该孔, L的最大值为 m; 若L =0.6m, x 的取值范围是 m。(取 g=10m/s2) 【答案】0.8;0.8m x1m 【解析】以障碍物为参考系,相当于质点以
5、v0的初速度,向右平抛,当 L 最大时 从抛出点经过孔的左上边界飞到孔的右下边界时,L 最大 s20 2 1 . g )hdH( t ,,.tvxm80 10 s40 2 2 . g )hH( t ,,.xtvLm80 20 从孔的左上边界飞入临界的 x 有最小值为 0.8m, 从孔的右下边界飞出时, x 有最大值:,Ltvxm1 20 20. 2014 年理综浙江卷年理综浙江卷 23.(16 分)如图所示,装甲车在水平地面上以速度 v0=20m/s 沿直线前进,车上机枪的枪管水平, 距地面高为 h=1.8m。在车正前方竖直一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触。枪口与靶距 N B A M
6、H / x h / d / L / v0 / h L v0 第 23 题图 靶 离为 L 时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为 v=800m/s。在子弹射出的同 时,装甲车开始匀减速运动,行进 s=90m 后停下。装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子 弹。 (不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度 g=10m/s2) (1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小; (2)当 L=410m 时,求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离; (3)若靶上只有一个弹孔,求 L 的范围。 【解析】(1)装甲车加速度 2 2 0 m/s 9 20 2 s v a .
7、(2)第一发子弹飞行时间 t1 L vv00.5 s 弹孔离地高度 m550 2 1 2 11 .gthh 第二发子弹离地的高度m01 2 1 2 2 .) v sL (ghh 两弹孔之间的距离 hh2h10.45 m. (3)第一发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为 L1 m492 2 01 g h )vv(L 第二发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为 L2 m570 2 1 s g h vL L 的范围 492 m2y1;所以 Q 点在 c 点的下方,也就是第三颗炸弹将落在 bc 之间,故 A 正确,B、 C、D 错误。 25.2016 年上海卷年上海卷 23.如图,圆弧形凹槽固定
8、在水平地面上,其中 ABC 是位于竖直平面内以 O 为圆 心的一段圆弧,OA 与竖直方向的夹角为。一小球以速度 v0 从桌面边缘 P 水平抛出, 恰好从 A 点沿圆弧的切线方向进入凹 槽。小球从 P 到 A 的运动时间为_;直线 PA 与竖 直方向的夹角 =_。 【答案】 0tan v g ;arctan (2cot) 【解析】 据题意, 小球从P点抛出后做平抛运动, 小球运动到A点时将速度分解, 有 0 tan y x v gt vv , 则小球运动到 A 点的时间为: 0tan v t g ; 从 P 点到 A 点的位移关系有: 00 2 22 tan2cot 1 tan 2 v tv g
9、t gt , 所以 PA 与竖直方向的夹角为:tanarctan(2cot)。 26.2016 年浙江卷年浙江卷 23 (16 分)在真空环境内探测微粒在重力场 A B P C a b c Q A B C O v0 P v h h L A B 探 测 屏 P 中能量的简化装置如图所示。P 是一个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。 高度为 h 的探测屏 AB 竖直放置,离 P 点的水平距离为 L,上端 A 与 P 点的高度差也为 h。 (1)若微粒打在探测屏 AB 的中点,求微粒在空中飞行的时间; (2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围; (3)若打在探测屏 A、B 两点的微粒的动能相等,求 L 与 h 的关系。 【答案】 (1) 3h t g (2) 42 gg LvL hh (3)2 2Lh 【解析】 (1)打在中点的微粒 2 31 22 hgt 3h t g (2)打在 B 点的微粒 2 11 1 1 ;2 2 L vhgt t 1 4 g vL h 同理,打在 A 点的微粒初速度 2 2 g vL h 微粒初速度范围 42 gg LvL hh (3)由能量关系 22 21 11 2 22 mvmghmvmhg 代入、式 2 2Lh