专题强化(3)其他平抛运动模型——2025-2026学年高一物理必修二(2019人教版)同步讲练(原卷版+解析版)

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专题强化(3)其他平抛运动模型——2025-2026学年高一物理必修二(2019人教版)同步讲练(原卷版+解析版)

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专题强化(3) 其他平抛运动模型
1、掌握其他几种平抛运动的模型分析思路
知识点一 台阶平抛运动
方法 ①临界速度法 ②虚构斜面法
示意图
临界情况 以图中为例,能到达3台阶的要求是能过2的边角和到达3的边角 假设小球落在第 级台阶,联立水平与竖直方向位移公式,结合每级台阶的宽和高,解出 ,再取整或分析范围
知识点二 对着竖直墙壁的平抛
1.如图所示,水平初速度v0不同时,虽然落点不同,但水平位移d相同,t=.
2.撞墙平抛运动的时间的计算
若已知x和v0。,根据水平方向匀速运动,可求得时间t=x/v0。,则竖直速度为v=gt、高度为h=gt2.
3.撞墙平抛运动的推论
撞墙末速度的反向延长线,交于水平位移的中点,好像是从同一点沿直线发出来的一样,如图。
知识点三 平抛运动中的相遇问题
平抛与自由落体 平抛与竖直上抛 平抛与平抛 平抛与匀速
x:l=vt; y:空中相遇t< 联立得 x:s=v1t; y: gt2+v2t-gt2=H, t=H/v2 联立得H/v2=s/t 球1比球2先抛 t1>t2、v1v4; x:l=(v1-v2)t; y:t=
如图所示,将a、b两小球(均可视为质点)以大小为的初速度分别从A、B两点先后相差1s水平相向抛出,a小球从A点抛出后,经过时间t,a、b两小球恰好在空中相遇,且速度方向相互垂直,不计空气阻力,g取10m/s2,则抛出点A、B间的水平距离是(  )
A. B. C. D.
如图,两个完全相同的小球M、N(均看作质点)通过长为1.2m且不可伸长的细线连接,将两球从同一位置,分别以vM=2m/s、vN=1m/s的初速度向左、右同时水平抛出,一段时间后,细线首次绷紧。不计空气阻力,重力加速度大小为10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.小球M、N水平抛出后,经过0.3s,细线首次绷紧
B.细线首次绷紧前瞬间,小球M、N之间的距离为1.5m
C.细线首次绷紧前瞬间,小球N下降的竖直距离为1.8m
D.细线首次绷紧前瞬间,小球M的速度大小为2m/s
如图所示,虚线为A、B两小球从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹,A球从台阶1的右端水平抛出后,运动至台阶2右端正上方时,B球从台阶2的右端水平抛出,经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇,不计空气阻力,则(  )
A.两球抛出时A的速度大于B的速度
B.两球相遇时A的速度大小为B的两倍
C.台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的4倍
D.两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值为B的两倍
(多选)如图所示,在水平地面上M点的正上方h高度处,将小球S1以速度大小为v水平向右抛出,同时在地面上N点处将小球S2以速度大小为v竖直向上抛出。在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇,不计空气阻力。则在这段过程中,下列说法中正确的是(  )
A.两球的速度变化量大小相同
B.两球的相遇点在N点上方处
C.相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为30°
D.M、N间的距离为h
如图所示,从距离墙壁为l的水平地面上的A点,以初速度v0、抛射角θ=45°斜向上抛一球,球恰好在上升到最高点时与墙相碰,被水平反弹回来,落到地面上的C点,且,则小球被墙反弹的速度v′的大小与初速度v0的大小之比为(  )
A.1:2 B. C. D.
如图所示,将一物体从距地面h=1.8高处以v0=5m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2,以下说法正确的是(  )
A.物体在空中运动的时间t=0.5s
B.物体在空中运动的水平位移x=3m
C.物体落地时瞬时速度的大小v=6m/s
D.物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角a的正切值tanα=0.6
某运动员在投篮练习中,将篮球先后从P、Q两点抛出,两次都垂直打到竖直篮板上的O点,打到O点时的速度大小分别为v1、v2,空中运动时间分别为t1、t2,轨迹如图所示。若P、Q两点在同一水平线上,篮球可视为质点,不计空气阻力,则(  )
A.t1<t2 B.t1>t2 C.v1<v2 D.v1>v2
如图所示,某同学在篮球比赛中直入篮筐投中一个三分球,其运动轨迹如图所示。已知出手点的高度为h,篮筐的高度为H,篮球出手时的速度为v,与水平方向的夹角为θ,不计一切阻力,则(  )
A.篮球在最高点时的速度为0
B.篮球运动到最高点所需的时间为
C.篮球能达到的最大高度为
D.篮球在空中的运动时间为
一阶梯如图所示(有很多级台阶,图中只画出了一部分),每级台阶的高度和宽度均为0.4m,一小球(视为质点)以大小为5m/s的速度水平飞出,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,小球第一次将落在第n级台阶上,则n为(  )
A.10 B.11 C.12 D.13
(多选)将a、b两个小球从不同高度同时水平抛出,落在同一水平面上。其运动轨迹在同一竖直平面内,如图中虚线所示,两轨迹的交点为P,空气阻力不计,则(  )
A.b球比a球先落地
B.a、b两球落地时速度大小可能相等
C.a球的水平位移一定大于b球
D.a、b两球可能会在P点相遇
如图所示,把一小球分别从同一竖直线上A、B两点以速度v1、v2水平抛出,落地前均通过图中的P点,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.v1>v2
B.从抛出点到P点所用时间相等
C.落地前小球的加速度相同
D.两种情况下小球到达P点时具有相同的速度
如图所示,在M点的正上方离地高H处以水平速度v1向右投掷一飞盘P,反应灵敏的小狗Q同时在M点右方水平地面上的N点以速度v2斜向左上方跳出,结果飞盘P和小狗O恰好在M、N连线的中点正上方相遇。为使问题简化,飞盘和小狗均可看成质点,不计飞盘和小狗运动过程所受空气的阻力,则飞盘水平抛出后至与小狗相遇的过程,下列说法正确的是(  )
A.飞盘和小狗速度的变化量不相等
B.初速度大小关系一定是v2>v1
C.若小狗没去接飞盘,则飞盘一定落在N点
D.飞盘和小狗相遇点在距离地面高度处
滑板运动是一种很好的锻炼方式,能锻炼全身肌肉,训练身体的协调性与平衡性,提升勇气与胆量,很受青少年朋友喜欢。如图所示是一组滑板高难度练习的视频截图。若此休闲广场上下平台间有五级台阶,每级台阶高20cm宽40cm,某女生从最高台阶所在平台以某一水平初速冲出,要求不碰到台阶安全落在最低处平台内,求水平初速至少要达到多少?(提示:g取10m/s2,计算时可将人与滑板视为质点,但在实际滑行时应略大于临界值)。
广场上常常见到一种叫做“套圈圈”的休闲游戏,某大人和小孩先后直立在界外同一位置,可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环,并恰好套中前方同一物体。若忽略空气阻力影响,小圆环的运动可以简化为质点的平抛运动,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.大人所抛出圆环的速度更大
B.小孩所抛出圆环的位移更大
C.大人所抛出圆环的运动时间更短
D.小孩所抛出圆环的运动时间更短
(多选)飞刀绝技是我国民间的一项杂技表演,某人由O点先后抛出完全相同的三把飞刀,分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点。不考虑飞刀的转动,并可将其看成质点,已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为2h、5h、4h、3h,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.飞刀击中木板上M、N、P三点时的速度大小之比为
B.飞刀到M、N、P三点的飞行时间之比为
C.三次抛出飞刀的初速度大小的竖直分量之比为
D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3,则有θ1<θ2<θ3
(多选)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上的A点碰撞后沿水平方向弹离,恰好垂直拍面落在球拍的点B上。已知球拍与水平线间的夹角θ=60°,A、B两点间的高度差h=0.8m。忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,则对乒乓球,下列说法正确的是(  )
A.从A点运动到B点所用的时间为0.4s
B.从A点运动到B点的位移大小为2.88m
C.刚弹离墙壁时,速度的大小为4m/s
D.刚要落到球拍上时,速度的大小为10m/s
如图所示,可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑,平抛初速度大小为vA=5m/s,下滑初速度vB未知,两小球恰好在斜面底端相遇,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则(  )
A.斜面长5m
B.B球初速度
C.相遇前,A、B两球始终在同一高度
D.相遇前两小球最远相距
如图所示,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,下列关系式中正确的是(  )
A.va>vb B.va<vb C.va=vb D.ta=tb
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专题强化(3) 其他平抛运动模型
1、掌握其他几种平抛运动的模型分析思路
知识点一 台阶平抛运动
方法 ①临界速度法 ②虚构斜面法
示意图
临界情况 以图中为例,能到达3台阶的要求是能过2的边角和到达3的边角 假设小球落在第 级台阶,联立水平与竖直方向位移公式,结合每级台阶的宽和高,解出 ,再取整或分析范围
知识点二 对着竖直墙壁的平抛
1.如图所示,水平初速度v0不同时,虽然落点不同,但水平位移d相同,t=.
2.撞墙平抛运动的时间的计算
若已知x和v0。,根据水平方向匀速运动,可求得时间t=x/v0。,则竖直速度为v=gt、高度为h=gt2.
3.撞墙平抛运动的推论
撞墙末速度的反向延长线,交于水平位移的中点,好像是从同一点沿直线发出来的一样,如图。
知识点三 平抛运动中的相遇问题
平抛与自由落体 平抛与竖直上抛 平抛与平抛 平抛与匀速
x:l=vt; y:空中相遇t< 联立得 x:s=v1t; y: gt2+v2t-gt2=H, t=H/v2 联立得H/v2=s/t 球1比球2先抛 t1>t2、v1v4; x:l=(v1-v2)t; y:t=
如图所示,将a、b两小球(均可视为质点)以大小为的初速度分别从A、B两点先后相差1s水平相向抛出,a小球从A点抛出后,经过时间t,a、b两小球恰好在空中相遇,且速度方向相互垂直,不计空气阻力,g取10m/s2,则抛出点A、B间的水平距离是(  )
A. B. C. D.
【解答】解:a小球从A点抛出后,经过时间t,a、b两小球恰好在空中相遇,可知小球B运动的时间为(t﹣1)s,则相遇时设B的速度方向与竖直方向夹角为θ,则

解得
t=5s
则抛出点A、B间的水平距离是
x=v0t+v0(t﹣1)
解得
x=180m,故ABC错误,D正确。
故选:D。
如图,两个完全相同的小球M、N(均看作质点)通过长为1.2m且不可伸长的细线连接,将两球从同一位置,分别以vM=2m/s、vN=1m/s的初速度向左、右同时水平抛出,一段时间后,细线首次绷紧。不计空气阻力,重力加速度大小为10m/s2,下列说法正确的是(  )
A.小球M、N水平抛出后,经过0.3s,细线首次绷紧
B.细线首次绷紧前瞬间,小球M、N之间的距离为1.5m
C.细线首次绷紧前瞬间,小球N下降的竖直距离为1.8m
D.细线首次绷紧前瞬间,小球M的速度大小为2m/s
【解答】解:A、水平方向,两球做匀速直线运动,可得L=(vM+vN)t,解得,故A错误;
B、竖直方向,两球做自由落体运动,始终在同一高度,所以细线首次绷紧前瞬间,小球M、N之间的距离为1.2m,故B错误;
C、根据,解得,故C错误;
D、根据,可得,故D正确。
故选:D。
如图所示,虚线为A、B两小球从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹,A球从台阶1的右端水平抛出后,运动至台阶2右端正上方时,B球从台阶2的右端水平抛出,经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇,不计空气阻力,则(  )
A.两球抛出时A的速度大于B的速度
B.两球相遇时A的速度大小为B的两倍
C.台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的4倍
D.两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值为B的两倍
【解答】解:A.两个小球都做平抛运动,水平方向都做匀速直线运动,根据x=v0t,根据题意,A运动至台阶2右端正上方时,B球从台阶2的右端水平抛出,经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇,x和t都相等,所以v0相等,故A错误;
B.因为水平速度相等,台阶的宽度也相等,所以两个小球在空中运动的总时间之比为2:1,所以相遇时两球竖直速度之比为2:1,合速度v,其比值一定不等于2:1,故B错误;
C.根据平抛运动竖直方向:
水平方向:x=v0t
联立解得:
台阶1、3的高度差与台阶2、3高度差之比为
所以,台阶1、2的高度差与台阶2、3高度差之比为
故C错误;
D.设2、3台阶的高度差为h0,则1、3台阶的高度差为4h0,设台阶的宽度x0,根据平抛运动的推论tanα=2tanβ

两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值与B的速度与水平方向的夹角的正切值之比为
故D正确。
故选:D。
(多选)如图所示,在水平地面上M点的正上方h高度处,将小球S1以速度大小为v水平向右抛出,同时在地面上N点处将小球S2以速度大小为v竖直向上抛出。在S2球上升到最高点时恰与S1球相遇,不计空气阻力。则在这段过程中,下列说法中正确的是(  )
A.两球的速度变化量大小相同
B.两球的相遇点在N点上方处
C.相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为30°
D.M、N间的距离为h
【解答】解:A.两球加速度均为重力加速度,则相同时间内速度变化量大小相同,故A正确;
C.两球相遇时间为
对于小球S1有
相遇时小球S1的速度方向与水平方向夹角为45°,故C错误;
B.相遇时,小球S1竖直方向的分位移大小满足
小球S2竖直方向的位移大小满足
可知相遇时两球竖直方向的分位移大小相等,则相遇点在N点上方处,故B错误;
D.根据两小球水平方向上做匀速运动,则有M、N间的距离为
又根据高度满足
则有
x=h
故D正确。
故选:AD。
如图所示,从距离墙壁为l的水平地面上的A点,以初速度v0、抛射角θ=45°斜向上抛一球,球恰好在上升到最高点时与墙相碰,被水平反弹回来,落到地面上的C点,且,则小球被墙反弹的速度v′的大小与初速度v0的大小之比为(  )
A.1:2 B. C. D.
【解答】解:将小球看成从B向A运动,则为平抛运动,可见从B到A的运动与从B到C的运动,高度相等,则hgt2可见二者下落时间t相同,
水平方向B到C的位移为B到A位移的一半:v′tv0cosθt
得:v′:v0,故C正确,ABD错误。
故选:C。
如图所示,将一物体从距地面h=1.8高处以v0=5m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2,以下说法正确的是(  )
A.物体在空中运动的时间t=0.5s
B.物体在空中运动的水平位移x=3m
C.物体落地时瞬时速度的大小v=6m/s
D.物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角a的正切值tanα=0.6
【解答】解:A、根据平抛规律可知,竖直方向做自由落体,则有
物体在空中运动的时间
代入数值得t=0.6s
故A错误;
B、竖直方向做匀速直线运动,物体在空中运动的水平位移x=v0t=5×0.6m=3m
故B正确;
C、物体落地时竖直方向速度vy=gt=10×0.6m/s=6m/s
物体落地时瞬时速度的大小
代入数值得v
故C错误;
D、物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角α的正切值1.2
故D错误。
故选:B。
某运动员在投篮练习中,将篮球先后从P、Q两点抛出,两次都垂直打到竖直篮板上的O点,打到O点时的速度大小分别为v1、v2,空中运动时间分别为t1、t2,轨迹如图所示。若P、Q两点在同一水平线上,篮球可视为质点,不计空气阻力,则(  )
A.t1<t2 B.t1>t2 C.v1<v2 D.v1>v2
【解答】解:AB、由题意可知,篮球做斜抛运动,运用逆向思维可以把篮球的逆运动视为平抛运动,把竖直方向上的分运动视为自由落体运动,由可得运动时间,由于竖直高度相同,故运动时间t1=t2,故AB错误;
CD、篮球在水平方向上的分运动为匀速直线运动,时间相同,由于x1>x2,由x=vt可知v1>v2,故C错误,D正确。
故选:D。
如图所示,某同学在篮球比赛中直入篮筐投中一个三分球,其运动轨迹如图所示。已知出手点的高度为h,篮筐的高度为H,篮球出手时的速度为v,与水平方向的夹角为θ,不计一切阻力,则(  )
A.篮球在最高点时的速度为0
B.篮球运动到最高点所需的时间为
C.篮球能达到的最大高度为
D.篮球在空中的运动时间为
【解答】解:A.在最高点时,竖直分速度为 0,但水平分速度 vx=vcos θ依然存在,因此速度不为 0,故A错误;
B.竖直分速度 vy=vsin θ,到达最高点时间,故B错误;
C.最大高度相对于出手点为
,因此相对于地面的最大高度为 h+Δh,相对于篮筐的高度表达式应为 h+Δh (H h)=Δh+2h H,故C错误;
D.设篮球从出手到达到篮筐的竖直位移为 Δy=H h,根据竖直位移公式,得到:
解得:,故D正确。
故选:D。
一阶梯如图所示(有很多级台阶,图中只画出了一部分),每级台阶的高度和宽度均为0.4m,一小球(视为质点)以大小为5m/s的速度水平飞出,取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,小球第一次将落在第n级台阶上,则n为(  )
A.10 B.11 C.12 D.13
【解答】解:如图
设小球落到台阶边缘斜线上的时间t,水平方向x=v0t
竖直方向

解得t=1.0s
相应的水平距离x=v0t=5×1.0m=5.0m
台阶数
知小球第一次将落在第13级台阶上。故ABC错误,D正确。
故选:D。
(多选)将a、b两个小球从不同高度同时水平抛出,落在同一水平面上。其运动轨迹在同一竖直平面内,如图中虚线所示,两轨迹的交点为P,空气阻力不计,则(  )
A.b球比a球先落地
B.a、b两球落地时速度大小可能相等
C.a球的水平位移一定大于b球
D.a、b两球可能会在P点相遇
【解答】解:A.a、b 两个小球均做平抛运动,由于两个小球从不同高度同时水平抛出,球b比球a高度低,由公式可知,b球比a球先落地,故A正确;
B.两球的初速度大小未知,则两球落地的速度大小可能相同,故B正确。
C.因两球水平抛出时的初速度大小未知,尽管a球下落时间长,水平位移也不一定大,故C错误;
D.a、b 两个小球从不同高度同时水平抛出,下落到P点的时间不同,所以不能在P点相遇,故D错误;
故选:AB。
如图所示,把一小球分别从同一竖直线上A、B两点以速度v1、v2水平抛出,落地前均通过图中的P点,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.v1>v2
B.从抛出点到P点所用时间相等
C.落地前小球的加速度相同
D.两种情况下小球到达P点时具有相同的速度
【解答】AB、由可得:,因为A球到P点的竖直距离比B球到P点的竖直距离大,所以A球到P点的用时比B球到P点的用时长,根据x=vt可得:可知v1<v2,故AB错误;
C、由于两球落地前做平抛运动,只受到重力的作用,加速度为重力加速度,故落地前小球的加速度相等你,故C正确;
D、根据可得,vAy>vBy,而v1<v2,根据可知两球在P点时的速度不一定相同,故D错误。
故选:C。
如图所示,在M点的正上方离地高H处以水平速度v1向右投掷一飞盘P,反应灵敏的小狗Q同时在M点右方水平地面上的N点以速度v2斜向左上方跳出,结果飞盘P和小狗O恰好在M、N连线的中点正上方相遇。为使问题简化,飞盘和小狗均可看成质点,不计飞盘和小狗运动过程所受空气的阻力,则飞盘水平抛出后至与小狗相遇的过程,下列说法正确的是(  )
A.飞盘和小狗速度的变化量不相等
B.初速度大小关系一定是v2>v1
C.若小狗没去接飞盘,则飞盘一定落在N点
D.飞盘和小狗相遇点在距离地面高度处
【解答】解:A.飞盘和小狗分别做平抛和斜上抛运动,根据Δv=gt,可知,速度变化量相等,故A错误;
B.因为飞盘和小狗恰好在M、N两点连线中点的正上方相遇,说明它们的水平位移大小相等,又因为运动的时间相同,所以它们在水平方向上的速度相同,即
v2cosθ=v1,所以v2>v1,故B正确;
D.根据题意可知飞盘和小狗运动的时间相同,因为不知道小狗在竖直方向初速度的大小,所以不能判断飞盘和小狗相遇点距离地面的高度,故D错误;
C.由于无法判断相遇点的高度,且MN之间的距离未知,所以飞盘飞行至MN上方中点的时间无法确定,无法计算出飞盘最终落点位置,故C错误。
故选:B。
滑板运动是一种很好的锻炼方式,能锻炼全身肌肉,训练身体的协调性与平衡性,提升勇气与胆量,很受青少年朋友喜欢。如图所示是一组滑板高难度练习的视频截图。若此休闲广场上下平台间有五级台阶,每级台阶高20cm宽40cm,某女生从最高台阶所在平台以某一水平初速冲出,要求不碰到台阶安全落在最低处平台内,求水平初速至少要达到多少?(提示:g取10m/s2,计算时可将人与滑板视为质点,但在实际滑行时应略大于临界值)。
【解答】解:将人板视为质点,从最高处平抛,只要刚好不碰到最后一级即可,水平位移和竖直位移只需取四级台阶
水平方向:x,
竖直方向: =20×10﹣2×4m=0.8m,
解得:4m/s。
答:水平初速至少要达到4m/s。
广场上常常见到一种叫做“套圈圈”的休闲游戏,某大人和小孩先后直立在界外同一位置,可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环,并恰好套中前方同一物体。若忽略空气阻力影响,小圆环的运动可以简化为质点的平抛运动,如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.大人所抛出圆环的速度更大
B.小孩所抛出圆环的位移更大
C.大人所抛出圆环的运动时间更短
D.小孩所抛出圆环的运动时间更短
【解答】解:B、小孩的抛出点低,两人的圆环落地点相同,所以小孩抛出圆环的位移小于大人抛出圆环的位移,故B错误;
ACD、圆环做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由可得圆环运动的时间
由图可知大人抛出圆环的高度大,所以大人抛出圆环的运动时间大于小孩抛出圆环运动的时间
由x=vot可得抛出圆环的初速度,由图可知两人的水平相等,时间不等,可得大人所抛出圆环的速度更小,故AC错误,D正确。
故选:D。
(多选)飞刀绝技是我国民间的一项杂技表演,某人由O点先后抛出完全相同的三把飞刀,分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点。不考虑飞刀的转动,并可将其看成质点,已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为2h、5h、4h、3h,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.飞刀击中木板上M、N、P三点时的速度大小之比为
B.飞刀到M、N、P三点的飞行时间之比为
C.三次抛出飞刀的初速度大小的竖直分量之比为
D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3,则有θ1<θ2<θ3
【解答】解:根据题意可知,根据逆向思维法,三把飞刀分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点,可看成,从木板上M、N、P三点分别抛出落在同一点O,下降高度分别为3h、2h、h的平抛运动
B.平抛运动竖直方向做自由落体运动,则可得,飞行时间为
故刀到M、N、P三点的飞行时间之比为
故B正确;
C.根据逆向思维法,飞刀的竖直方向做自由落体运动,则竖直方向上的分量为:
故三次抛出飞刀的初速度大小的竖直分量之比为
故C错误;
AD.在水平方向上,由x=v0t可得
由图可得,水平位移相等,则有
则飞刀击中木板上M、N、P三点时的速度大小之比为
初速度与水平方向的夹角的正切值为
可知,下落高度越大,角度越大,则有θ1>θ2>θ3
故D错误,A正确。
故选AB。
(多选)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上的A点碰撞后沿水平方向弹离,恰好垂直拍面落在球拍的点B上。已知球拍与水平线间的夹角θ=60°,A、B两点间的高度差h=0.8m。忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,则对乒乓球,下列说法正确的是(  )
A.从A点运动到B点所用的时间为0.4s
B.从A点运动到B点的位移大小为2.88m
C.刚弹离墙壁时,速度的大小为4m/s
D.刚要落到球拍上时,速度的大小为10m/s
【解答】解:A、乒乓球做平抛运动,竖直方向做由自由落体运动,有,可得t=0.4s,故A错误;
BC、乒乓球落在B点时的竖直速度为vy=gt,可得vy=4m/s
将乒乓球在B处的速度进行分解如图所示
由几何关系可得乒乓球刚弹离墙壁时,速度的大小为v0=vytan60°=4m/s=4m/s
A点到B点的水平位移大小x=v0t=40.4mm,位移大小为,故BC正确;
D、球恰好垂直拍面落在球拍的B点上时的速度大小为vm/s=8m/s,故D错误。
故选:BC。
如图所示,可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑,平抛初速度大小为vA=5m/s,下滑初速度vB未知,两小球恰好在斜面底端相遇,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则(  )
A.斜面长5m
B.B球初速度
C.相遇前,A、B两球始终在同一高度
D.相遇前两小球最远相距
【解答】解:A.设斜面长为L,小球A做平抛运动
小球A的竖直位移,
水平位移Lcos37°=vAt
代入数据联立解得A球在空中运动的时间,
斜面的长度,故A错误;
B.小球B沿斜面做匀加速运动,根据牛顿第二定律mgsin37°=ma
解得小球B的加速度a=6m/s2
根据运动学公式,小球B的位移
代入数据联立解得B球的初速度vB=4m/s,故B错误;
C.经历时间t1,A球的竖直分位移
经历时间t1,B球体的竖直分位移
代入数据化简得
若两球始终在同一高度,则有y1=y2,即
解得
由于t1=t,因此在相遇前,A、B两不在同一高度,C错误;
D.将小球A的初速度和加速度沿斜面方向分解
沿斜面方向的初速度vA0=vAcos37°=5×0.8m/s=4m/s
沿斜面方向的加速度
由于,可见小球A、B沿斜面方向的运动情况始终相同,这就将A、B两球相距最远的问题转化为小球A离斜面最远的问题
小球A垂直与斜面方向的初速度vA1=vAsin37°=5×0.6m/s=3m/s
小球A垂直斜面方向的加速度
根据运动学公式,小球A离斜面的最远距离
即相遇前两小球最远相距,故D正确。
故选:D。
如图所示,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,下列关系式中正确的是(  )
A.va>vb B.va<vb C.va=vb D.ta=tb
【解答】解:由平抛运动在竖直方向为自由落体可知
因为小球a的下落高度大,则ta>tb
a,b两个小球的水平位移相等,根据x=v0t知,va<vb.故B正确,ACD错误。
故选:B。
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