一、選擇題(1~5題為單選題,6~8題為多選題)
1.(2015·湖南六校聯(lián)考)如圖所示,薄半球殼ACB的水平直徑為AB,C為最低點,半徑為R。一個小球從A點以速度v0水平拋出,不計空氣阻力。則下列判斷正確的是( )
A.只要v0足夠大,小球可以擊中B點
B.v0取值不同時,小球落在球殼上的速度方向和水平方向之間的夾角可以相同
C.v0取值適當,可以使小球垂直撞擊到半球殼上
D.無論v0取何值,小球都不可能垂直撞擊到半球殼上
答案:D
解析:小球做平拋運動,豎直方向有位移,v0再大也不可能擊中B點;v0不同,小球會落在半球殼內不同點上,落點和A點的連線與AB的夾角φ不同,由推論tanθ=2tanφ可知,小球落在球殼的不同位置上時的速度方向和水平方向之間的夾角θ也不相同,若小球垂直撞擊到半球殼上,則其速度反向延長線一定經(jīng)過半球殼的球心,且該反向延長線與AB的交點為水平位移的中點,而這是不可能的,A、B、C錯誤,D正確。2.(2015·山東理綜)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點相距2 m,在B點用細線懸掛一小球,離地高度為h,如圖。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動,經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運動至B點時細線被軋斷,最后兩球同時落地。不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2。可求得h等于( )
A.1.25 m B.2.25 m
C.3.75 m D.4.75 m
答案:A
解析:小車由A運動到B的時間為t==s=0.5s,對左側小球,5m=gt2,對右側小球,h=g(t-0.5s)2,解得h=1.25m,所以A正確。
3.(2015·山西元月調研)國內首臺新型墻壁清潔機器人“蜘蛛俠”是由青島大學學生自主設計研發(fā)的,“蜘蛛俠”利用8只“爪子”上的吸盤吸附在接觸面上,通過“爪子”交替伸縮,就能在墻壁和玻璃上自由移動。如圖所示,“蜘蛛俠”在豎直玻璃墻面上由A點沿直線勻加速“爬行”到右上方B點,在這一過程中,關于“蜘蛛俠”在豎直面內的受力分析可能正確的是( )
答案:C
解析:蜘蛛俠由A到B做勻加速直線運動,故F合外力方向沿AB方向,由A指向B,結合各選項圖分析知C項正確。
4.(2015·湖北八校二聯(lián))如圖所示,一可看做質點的小球從一臺階頂端以4m/s的水平速度拋出,每級臺階的高度和寬度均為1m,如果臺階數(shù)足夠多,重力加速度g取10m/s2,則小球將落在標號為幾的臺階上( )
A.3 B.4
C.5 D.6
答案:B
解析:由平拋運動規(guī)律有:x=v0t,y=gt2,若恰好落在臺階上,則x=y,解得t=0.8s,則x=y=3.2m,故小球落在標號在4的臺階上。
5.(2015·浙江理綜)如圖所示為足球球門,球門寬為L。一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起,將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點)。球員頂球點的高度為h。足球做平拋運動(足球可看成質點,忽略空氣阻力),則( )
A.足球位移的大小x=
B.足球初速度的大小v0=
C.足球末速度的大小v=
D.足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan θ=
答案:B
解析:根據(jù)幾何知識可得足球的位移為x=,A錯誤;足球做平拋運動,在水平方向上有x′=v0t,在豎直方向上有h=gt2,聯(lián)立解得v0=,B正確;根據(jù)運動的合成可得足球末速度的大小v=,結合h=gt2,v0=,解得v=,C錯誤;足球初速度的方向與球門線夾角等于足球做平拋運動過程水平方向上的位移與球門線的夾角,故根據(jù)幾何知識可知tanθ==,D錯誤。
6.(2015·河北唐山一模)套圈游戲是一項很受歡迎的群眾運動,要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán),套住與圓環(huán)前端水平距離為3m的20cm高的豎直細桿,即為獲勝。一身高1.4m兒童從距地面1m高度,水平拋出圓環(huán),圓環(huán)半徑為10cm,要想套住細桿,他水平拋出的速度可能為(g=10m/s2)( )
A.7.4m/s B.7.6m/s
C.7.8m/s D.8.2m/s
答案:BC
解析:圓環(huán)做平拋運動,圓環(huán)距桿上端的豎直距離為H=0.8m,又知圓環(huán)在豎直方向做自由落體運動,則有H=gt2,解得t=0.4s,圓環(huán)后端與桿的水平距離為3.2m=v1·t,得v1=8m/s,圓環(huán)前端與桿的水平距離為3m=v2·t,得v2=7.5m/s,所以要想套住桿,圓環(huán)水平拋出的速度范圍為7.5m/s