一、選擇題(在題后給的選項中,第1~4題只有一項符合題目要求,第5~9題有多項符合題目要求.)
1.(2015年云浮調(diào)研)取稍長的細(xì)桿,其一端固定一枚鐵釘,另一端用羽毛做一個尾翼,做成A、B兩只“飛鏢”,將一軟木板掛在豎直墻壁上,作為鏢靶,在離墻壁一定距離的同一處,將它們水平擲出,不計空氣阻力,兩只“飛鏢”插在靶上的狀態(tài)如圖K4-2-1所示(側(cè)視圖).則下列說法中正確的是( )
圖K4-2-1
A.A鏢擲出時的初速度比B鏢擲出時的初速度小
B.B鏢插入靶時的末速度比A鏢插入靶時的末速度大
C.B鏢的運動時間比A鏢的運動時間長
D.A鏢的質(zhì)量一定比B鏢的質(zhì)量大
【答案】C
【解析】兩飛鏢均做平拋運動,它們的水平位移相等,A的豎直位移小于B,據(jù)x=v0t、y=gt2,選擇C.
2.(2015年浙江模擬)如圖K4-2-2所示,我某集團軍在一次空地聯(lián)合軍事演習(xí)中,離地面H高處的飛機以水平對地速度v1發(fā)射一顆炸彈轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以初速度v2豎直向上發(fā)射一顆炮彈攔截(炮彈運動過程看作豎直上拋),設(shè)此時攔截系統(tǒng)與飛機的水平距離為s,若攔截成功,不計空氣阻力,則v1、v2的關(guān)系應(yīng)滿足( )
圖K4-2-2
A.v1=v2 B.v1=v2
C.v1=v2 D.v1=v2
【答案】C
【解析】由題知從發(fā)射到攔截成功應(yīng)滿足s=v1t,同時豎直方向應(yīng)滿足H=gt2+v2t-gt2=v2t,所以有=,即v1=v2,C選項正確.
3.(2015年佛岡模擬)如圖K4-2-3所示,若質(zhì)點以初速度v0正對傾角θ=37°的斜面水平拋出,要求質(zhì)點到達(dá)斜面時位移最小,則質(zhì)點的飛行時間為( )
圖K4-2-3
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】若使質(zhì)點到達(dá)斜面時位移最小,則質(zhì)點的位移應(yīng)垂直于斜面,如圖所示.
有x=v0t,y=gt2,
且tan θ===,
所以t===,選項C正確.
4.(2015年陜西三模)如圖K4-2-4所示,在M點分別以不同的速度將兩小球水平拋出.兩小球分別落在水平地面上的P點、Q點.已知O點是M點在地面上的豎直投影,OPPQ=1∶3,且不考慮空氣阻力的影響.下列說法中正確的是( )
圖K4-2-4
A.兩小球的下落時間之比為1∶3
B.兩小球的下落時間之比為1∶4
C.兩小球的初速度大小之比為1∶3
D.兩小球的初速度大小之比為1∶4
【答案】D
【解析】兩球做平拋運動,高度相同,則下落的時間相同,故A、B錯誤.由于兩球的水平位移之比為1∶4,根據(jù)v0=知,兩小球的初速度大小之比為1∶4,故C錯誤,D正確.
5.以初速度v0水平拋出一小球后,不計空氣阻力,某時刻小球的豎直分位移與水平分位移大小相等,下列判斷正確的是( )
A.此時小球的豎直分速度大小大于水平分速度大小
B.此時小球速度的方向與位移的方向相同
C.此時小球速度的方向與水平方向成45°角
D.從拋出到此時,小球運動的時間為
【答案】AD
【解析】由題意得h=t=v0t, 則vy=2v0,選項A正確; =2≠,故選項B、C錯誤;t==,選項D正確.
6.農(nóng)民在精選谷種時,常用一種叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選.在同一風(fēng)力作用下,谷種和癟谷(空殼)谷粒都從洞口水平飛出,結(jié)果谷種和癟谷落地點不同,自然分開,如圖K4-2-5所示.若不計空氣阻力,對這一現(xiàn)象,下列分析正確的是( )
圖K4-2-5
A.谷種飛出洞口時的速度比癟谷飛出洞口時的速度大些
B.谷種和癟谷飛出洞口后都做勻變速曲線運動
C.谷種和癟谷從飛出洞口到落地的時間不相同
D.N處是谷種, M處為癟谷
【答案】BD
【解析】因癟谷質(zhì)量小于谷種的,在相同風(fēng)力作用下,癟谷獲得較大的加速度,故飛出洞口時的速度較大.因離地一樣高,故飛行時間相等,故癟谷要飛得遠(yuǎn)些.
7.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球,結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖K4-2-6所示).不計空氣阻力,為了能把小球拋進(jìn)小桶中,則下次再水平拋時,他可能作出的調(diào)整為( )
圖K4-2-6
A.減小初速度的大小,拋出點高度不變
B.增大初速度的大小,拋出點高度不變
C.初速度的大小不變,降低拋出點高度
D.初速度的大小不變,提高拋出點高度
【答案】AC
【解析】小球做平拋運動,豎直方向h=gt2,水平方向x=v0t=v0,欲使小球落入小桶中,需減小x,有兩種途徑:減小h或減小v0,選項B、D錯誤,A、C正確.
8.如圖K4-2-7所示,一小球以v0=10 m/s的速度水平拋出,在落地之前經(jīng)過空中A、B兩點,在A點小球的速度方向與水平方向的夾角為45°,在B點小球的速度方向與水平方向的夾角為60°(空氣阻力忽略不計,g取10 m/s2),下列判斷正確的是( )
圖K4-2-7
A.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間差t=(-1) s
B.小球經(jīng)過A、B兩點間的時間差t= s
C.A、B兩點間的高度差h=10 m
D.A、B兩點間的高度差h=15 m
【答案】AC
【解析】tan 45°=,tan 60°=,解得t1=1 s,t2= s,Δt=t2-t1=(-1)s,選項A正確;Δh=gt-gt=10 m,選項C正確.
9.(2015年肇慶模擬)如圖K4-2-8所示,從傾角為θ的斜面上的M點水平拋出一個小球,小球的初速度為v0,最后小球落在斜面上的N點,則(重力加速度為g)( )
圖K4-2-8
A.不可求M、N之間的距離
B.可求小球落到N點時速度的大小和方向
C.可求小球到達(dá)N點時的動能
D.可以斷定,當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時,小球與斜面間的距離最大
【答案】BD
【解析】設(shè)小球從拋出到落到N點經(jīng)歷時間t,則有tan θ==,t=,因此可求出dMN==,vN=,方向滿足tan α=,故選項A錯誤,B正確;但因小球的質(zhì)量未知,因此小球在N點的動能不能求出,選項C錯誤;當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時,小球垂直于斜面方向的速度為零,此時小球與斜面間的距離最大,選項D正確.
二、非選擇題
10.(2015年汕尾模擬)在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面體,物體A以v1=6 m/s 的初速度沿斜面上滑,同時在物體A的正上方,有一物體B以某一初速度水平拋出,如圖K4-2-9所示.如果當(dāng)A上滑到最高點時恰好被B物體擊中.(A、B均可看作質(zhì)點,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)物體A上滑到最高點所用的時間t;
(2)物體B拋出時的初速度v2;
(3)物體A、B間初始位置的高度差h.
圖K4-2-9
【答案】(1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m
【解析】(1)物體A上滑過程中,由牛頓第二定律,得mgsin θ=ma,代入數(shù)據(jù),得a=6 m/s2.
設(shè)經(jīng)過t時間滑到最高點,由運動學(xué)公式,有0=v1-at,代入數(shù)據(jù),得t=1 s.
(2)平拋物體B的水平位移x=v1tcos 37°=2.4 m,
平拋速度v2==2.4 m/s.
(3)物體A、B間的高度差h=hA⊥+hB=v1tsin 37°+gt2=6.8 m.
11.(2014年浙江卷)如圖K4-2-10所示,裝甲車在水平地面上以速度v0=20 m/s沿直線前進(jìn),車上機槍的槍管水平,距地面高為h=1.8 m.在車正前方豎直一塊高為兩米的長方形靶,其底邊與地面接觸.槍口與靶距離為L時,機槍手正對靶射出第一發(fā)子彈,子彈相對于槍口的初速度為v=800 m/s.在子彈射出的同時,裝甲車開始勻減速運動,行進(jìn)s=90 m后停下.裝甲車停下后,機槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈.(不計空氣阻力,子彈看成質(zhì)點,重力加速度g=10 m/s2)
圖K4-2-10
(1)求裝甲車勻減速運動時的加速度大小;
(2)當(dāng)L=410 m時,求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度,并計算靶上兩個彈孔之間的距離;
(3)若靶上只有一個彈孔,求L的范圍.
【答案】(1) m/s2 (2)0.45 m (3)492 m