專題04　拋體運(yùn)動(dòng)（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方模塊二力與曲線運(yùn)動(dòng)專題04拋體運(yùn)動(dòng)1.【答案】A【解析】依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,以傳送帶為參考系,棋子在垂直傳送帶方向做初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),而在平行傳送帶方向做初速度不為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)矢量的合成與分解法則,合初速度與合加速度共線,所以棋子在傳送帶上留下的墨跡直線,選項(xiàng)A正確.2.【答案】CD【解析】設(shè)小球下落到水平面的時(shí)間為t,OA間的水平距離為s,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)和題意可知,s=2v0t,若只改變初速度大小,使小球仍能擊中A點(diǎn),則小球可以與水平面碰撞的次數(shù)為n次,且符合s=2nvt,則初速度大小v=v0n,其中n=1,2,3,…,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C、D3.【答案】B【解析】設(shè)甲圖中的小船方向與上游成θ角,由于合速度垂直河岸,故有v0cosθ=v1,解得v0>v1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)船頭垂直河岸過河時(shí),其過河時(shí)間最短,選項(xiàng)B正確;由于丙圖中的小船船頭指向與水速成銳角,其合速度是這三種情況中最大的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若甲丙的船頭方向與垂直河岸方向的夾角相同(船的分位移相同),則它們過河時(shí)間就相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.【答案】B【解析】依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,則O點(diǎn)的分運(yùn)動(dòng)即為沿著繩子方向運(yùn)動(dòng),與垂直繩子的運(yùn)動(dòng),如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則,及三角知識(shí),則有vA=v0cosθ,選項(xiàng)B5.【答案】D【解析】平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由豎直高度決定,根據(jù)h=12gt2可知兩小球拋出高度不同,落地時(shí)間不同,不可能同時(shí)拋出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)的末速度方向的反向延長(zhǎng)線必過水平位移的中點(diǎn),兩小球平拋的水平位移相同,豎直位移不同,所以在C點(diǎn)的末速度方向不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)的末速度v=v02+vy2=xt2+(gt)2=x2g2h+2gh,若vA=vB,則代入上述公式解得x2hAhB=4,有解6.【答案】AC【解析】設(shè)A點(diǎn)拋出的小球初速度為v0,因C點(diǎn)和A點(diǎn)等高,均設(shè)為h.對(duì)A點(diǎn)拋出的物體,有tA=2hg,對(duì)于從B點(diǎn)拋出的物體,根據(jù)逆向思維法容易得知上拋的時(shí)間t1=2hg,下降的時(shí)間t2=2hg,所以總時(shí)間tB=2tA,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于水平方向位移一樣,根據(jù)v=xt可知從B點(diǎn)出的小球水平速度vx=v02,豎直方向速度vy=2gh,由于不知道vx和vy的關(guān)系,所以無法確定合速度vB和v0的關(guān)系,所以可能相等,選項(xiàng)A正確;重力做功的功率P=mgvy,在D點(diǎn),兩次拋出的小球在豎直方向速度都相等,選項(xiàng)C正確;豎直方向速度相等,但是水平方向速度從A拋出的小球比較大,所以是前一個(gè)過程中排球擊中D7.【答案】B【解析】相遇點(diǎn)距離兩球的豎直高度相等,根據(jù)t=2hg可知,相遇時(shí)兩球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,根據(jù)vy=gt可知,兩球的豎直分速度相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)Δv=gt可知,相遇時(shí)甲、乙兩球的速度變化量相同,選項(xiàng)B正確;由圖可知,甲球的水平速度較大,兩球豎直速度相等,可知相遇時(shí)甲球的合速度較大;但是兩球的質(zhì)量關(guān)系不確定,則不能比較兩球動(dòng)能關(guān)系,也不能比較甲、乙兩球的動(dòng)能變化量關(guān)系,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤8.【答案】D【解析】小球A和小球B的運(yùn)動(dòng)可看作反方向的平拋運(yùn)動(dòng),球A和球B平拋運(yùn)動(dòng)的高度相同,則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,由于球A的水平位移較大,可知球A的速度大于球B的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的加速度不變,都為g,可知球A和球B的速度變化率相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于時(shí)間相等,則豎直分速度相等,根據(jù)P=mgvy知,重力的瞬時(shí)功率相等,選項(xiàng)D正確.9.【答案】AC【解析】設(shè)任意一個(gè)小球初速度與水平方向的夾角為θ,兩球水平方向上都做勻速直線運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)速度為斜拋時(shí)的水平速度,vx=v0cosθ,P球的θ較小,所以在最高點(diǎn)的速度vx較大,選項(xiàng)A正確;斜拋運(yùn)動(dòng)只受重力,故兩球運(yùn)動(dòng)的加速度均為g,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;設(shè)拋出點(diǎn)離地高度為h,斜拋運(yùn)動(dòng)過程中,機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得12mv02+mgh=12mv2,則得v=v02+2gh,可知落地速度大小相等,選項(xiàng)C正確;網(wǎng)球到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間t=v0sinθg,P10.【答案】D【解析】根據(jù)動(dòng)能定理mgH=12mv2,可知總高度不變,末速度大小不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知h=12gt2,x=v0t,結(jié)合動(dòng)能定理mgR=12mv02,解得x=2gR·2(H-R)g=2R(H-R),平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移隨R增大后減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)加速度a=v02R=2g,故加速度大小與R無關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小滑塊落地時(shí)豎直分速度vy11.【答案】(1)4m/s(2)5m/s船速指向上游,與河岸成37°(3)12.5s【解析】(1)為使小船抵達(dá)B處,小船的實(shí)際航線須沿圖中的AB方向,即合速度方向沿AB方向,設(shè)AB與河岸的夾角為θ,由三角形法則可得v1=v水sinθ時(shí),v1最小,方向與河岸夾角為37°指向上游由幾何關(guān)系得AB=75m,有sinθ=0.8,解得v1=4m/s.(2)為使小船能在最短時(shí)間內(nèi)抵達(dá)B處,小船應(yīng)該以最大速度航行,即v2=5m/s,并使合速度的方向仍沿AB方向;由于船速和水速大小相等,所以AB的方向是在兩個(gè)速度的角平分線上,v2的方向與河岸成2θ角,由幾何關(guān)系得2θ=106°,即船速指向上游,與河岸成74°.(3)小船運(yùn)動(dòng)的合速度v=2v2cosθ=2×5×0.6m/s=6m/s所以小船運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間t0=ABv=7512.【答案】(1)4.8(2)2.4m/s【解析】(1)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分速度為v1,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得v1=vMsin72.8°設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為a1,由牛頓第二定律得mgcos17.2°=ma1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得d=v聯(lián)立解得d=4.8m.(2)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)