第五章 曲线运动(基础夯实)——高一物理人教版(2019)必修二单元巩固检测
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.自然界中的曲线运动是很常见的,掷出的链球、公转的地球等,它们的运动轨迹都是曲线。关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.物体的速度一定会变化 B.物体的加速度一定会变化
C.速度变化的运动必定是曲线运动 D.平抛运动是匀变速运动
2.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为其中正确的是( )
A. B. C. D.
3.某型号战斗机沿水平向右匀加速直线飞行,某时刻开始以相等时间间隔自由释放无动力炸弹(图中用小球替代),不计空气阻力,炸弹落地前在空中形成的排列图景是( )
A. B. C. D.
4.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图所示,该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物竖直向上做匀加速运动,此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
5.将一个小球从水平地面上同一点A先后两次抛出,两次小球均落在了水平面上同一点B,小球第一次的运动轨迹为1,第二次的运动轨迹为2。不计空气阻力,小球可视为质点,下列说法正确的是( )
A.第一次小球抛出的初速度大
B.第二次小球抛出的初速度大
C.第一次小球在空中运动的时间长
D.第二次小球在空中运动的时间长
6.一小船在静水中的速度为,它在一条河宽150m,流速为的河流中渡河,则下列说法正确的是( )
A.小船渡河时间不少于60s
B.小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为150m
C.小船以最短位移渡河时,位移大小为250m
D.小船以最短位移渡河时,时间为60s
7.人在处于一定运动状态的车厢内竖直向上跳起,下列分析人的运动情况的选项中正确的是( )
A.只有当车厢处于静止状态,人才会落回跳起点
B.若车厢沿直线水平匀速前进,人将落在跳起点的后方
C.若车厢沿直线水平加速前进,人将落在跳起点的后方
D.若车厢沿直线水平减速前进,人将落在跳起点的后方
8.如图所示,用跨过定滑轮的绳把湖中小船向右拉到靠近岸的过程中,如果水平拉绳子的速度v保持不变,则小船的速度( )
A.不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先增大后减小
9.已知河水自西向东流动,流速为,小船在静水中的速度为,且,用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置,虚线表示小船过河的路径,则图中可能的是( )
A. B.
C. D.
10.两名同学在篮球场进行投篮练习,投篮过程如图所示,篮球抛出点P距离篮筐初始位置的水平距离为、竖直高度为。同学甲在P点原地静止不动,将篮球以速度v与水平成角的方向斜向上抛出,篮球投入篮筐;同学乙以的速度运球至P点,将篮球相对同学乙自身竖直向上抛出,也将篮球投入篮筐。篮球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取,,。下列说法正确的是( )
A.同学甲将篮球抛出时的速度大小为
B.同学乙将篮球抛出时竖直向上的分速度为
C.同学甲抛出的篮球最大高度较高
D.甲、乙同学抛出的篮球在空中运动的时间相等
二、实验题(每空2分,共14分)
11.(6分)在用描点法做“研究平抛运动”的实验时,如图甲让小球多次沿同一轨道运动,通过描点画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确的描绘运动轨迹。
(1)下面列出了一些操作要求,你认为不正确的选项有______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸,将点连成平滑曲线
(2)某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线,A、B、C是曲线上的三个点的位置,A点为坐标原点,得到如图所示坐标。取,A到B的时间______s,小球做平抛运动的初速度______m/s。
12.(8分)在研究平抛运动规律时,让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放,从轨道末端抛出,落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能,他们准备了一块木板,设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移,木板与水平地面的夹角为45°。
(1)请完善下列实验步骤:
①调整轨道末端沿_________方向;
②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点;
③让小球多次从轨道上滚下,平移木板使小球与木板刚好不相碰,此时木板与地面接触点记为C点;
(2)用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s,用天平测出小球质量m,已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点,则小球离开B点时的速度为_________,小球在轨道上损失的机械能为_________;(用题中所给的物理量表示)
(3)实际操作中,木板与水平地面的夹角大于,实验者未察觉,那么根据(2)中的实验结论得到的机械能损失量_________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、计算题(共36分)
13.(10分)将一物体从距离地面高45m的位置以5m/s的初速度水平抛出,.求:
(1)物体飞行的时间;
(2)物体水平方向运动的距离;
(3)物体落地时的速度;
14.(12分)甲、乙两名同学在操场上用两个篮球(可视为质点)玩“空中击球”游戏,如图所示,甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出,使得篮球能够从乙同学正上方经过,乙同学选择合适时机,将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出,篮球A经过最高点M后,在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中,N位于OQ连线上且在M点正下方,已知O、N两点距离,N、Q两点距离,P、Q两点距离,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)篮球A抛出的初速度v;
(2)篮球B延迟于篮球A多长时间抛出。
15.(14分)如图所示,汽艇以18km/h的速度从A点沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,河宽1800m。
(1)假设河水不流动,汽艇驶到对岸需要多长时间?
(2)如果河水流速恒为3.6km/h,汽艇驶到对岸需要多长时间?汽艇在对岸何处靠岸?
答案以及解析
1.答案:AD
解析:A.做曲线运动的物体的速度方向一定不断变化,所以物体的速度一定变化,故A正确;BD.做曲线运动的物体的加速度可以不变,比如平抛运动,加速度保持不变,为匀变速曲线运动,故B错误、D正确;C.当物体速度的方向和加速度的方向在同一条直线上时,物体将做加速直线运动或者减速直线运动,故C错误。故选:AD。
2.答案:B
解析:根据曲线运动的特点可知,合外力指向曲线凹侧部分,且为减速运动,合外力与运动方向夹角为钝角。故选B。
3.答案:B
解析:战斗机沿水平向右匀加速直线飞行,以飞机为参考系,则释放的炸弹水平方向做向左的匀加速直线运动,水平位移为
竖直方向做自由落体运动,有
设合位移与水平方向夹角为θ,则有
可知空中的所有炸弹均与飞机排成一列斜线,先释放的炸弹靠左,后释放的靠右。
故选B。
4.答案:B
解析:货物在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,根据平行四边形定则,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,轨迹为曲线,货物的加速度竖直向上,因为加速度的方向大致指向轨迹的凹向,可知B图可能是货物的运动轨迹。
故选B。
5.答案:D
解析:CD.令小球轨迹最高点到地面高度为h,将小球的斜抛运动等效为两个平抛运动,则有,解得,由于小球2最高点距离地面的高度大于小球1,则第二次小球在空中运动的时间长,故C错误,D正确;AB.将小球的斜抛运动等效为两个平抛运动,则有,小球抛出的初速度,解得,根据数学对勾函数规律可知,当有,即有,此时,若AB间距一定,则抛出初速度达到最小值,当h小于时,抛出速度随h的增大而减小,当h大于时,抛出速度随h的增大而增大,由于两次轨迹最高点的高度与关系不确定,则两次抛出小球时的初速度大小关系也不确定,故AB错误。故选D。
6.答案:C
解析:A.当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短
故A错误;
B.船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移
即它沿水流方向的位移大小为250m,故B错误;
C.因为水流速度大于船的静水速度,所以船不能垂直渡河,如图所示
当合速度与静水速度的方向垂直时,合速度与水流速度的夹角最大,渡河位移最小,则
则渡河的最小位移
故C正确;
D.若船以最短位移渡河时,时间为
故D错误。
故选C。
7.答案:C
解析:AB.人在跳起前与车厢的运动状态相同,跳起后向上做竖直上抛运动,由于惯性,同时在车厢运动方向保持离开车厢时的运动状态不变,如果车厢运动状态一直不变,(静止或匀速)人都会落回跳起点;如果车厢的运动状态产生变化,则不会落回跳起点,AB错误;
C.若车厢沿直线水平加速前进,人跳起后在水平方向受力平衡,将做匀速直线运动,人相对车厢滞后,向上做竖直上抛运动,人将落在跳起点的后方,C正确;
D.若车厢沿直线水平减速前进,人跳起后在水平方向受力平衡,将做匀速直线运动,向上做竖直上抛运动,车厢沿直线水平速度减小,人相对车厢超前,人将落在跳起点的前方,D错误。
故选C。
8.答案:B
解析:把小船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳的速度等于小船沿绳子方向的分速度,由几何关系可得,在小船靠岸的过程中,拉绳的速度v保持不变,θ不断增大,则逐渐增大,选项A、C、D错误,B正确.
9.答案:C
解析:AC.若静水速的方向垂直河岸,水流速自西向东,根据平行四边形定则,则合速度的方向偏向下游,渡河的轨迹为倾斜的直线。故A错误,C正确;B.静水速斜向下游,根据平行四边形定则知,合速度的方向不可能与静水速的方向重合,故B错误;D.根据平行四边形定则知,合速度的方向夹在静水速和水流速之间,不可能垂直河岸,故D错误。故选C。
10.答案:C
解析:A.同学甲抛出的篮球在空中做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,则
解得
选项A错误;
D.同学乙将篮球投入篮筐所用时间为
可知甲、乙两同学投出的篮球在空中运动的时间不相等,选项D错误;
B.设同学乙抛出球时竖直方向的分速度为,则
解得
选项B错误;
C.同学甲投出的篮球在竖直方向的分速度为
根据
可知同学甲投出的篮球最大高度较高,选项C正确。
故选C。
11.答案:(1)C(2)0.1;2
解析:(1)A.斜槽的末端保持水平,使得小球有水平初速度,故A正确,不符合题意;
B.每次必须由静止从同一高度下落,使得小球离开时具有相同的速度,故B正确,不符合题意;
C.记录小球经过不同高度的位置时,不需等距离下降,故C错误,符合题意;
D.小球的运行轨迹是平滑曲线,所以将点连接成平滑的曲线,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)在竖直方向上
则有
水平方向初速度为
12.答案:(1)水平
(2);
(3)大于
解析:(1)调整轨道末端沿水平方向;
(2)设从B点抛出的小球,经过时间t与板相切,可知此时小球的水平速度和竖直速度均为,由几何关系
解得
小球在轨道上损失的机械能为
(3)实际操作中,木板与水平地面的夹角为,且,则表达式变为
可得
当变大时减小,即根据(2)中的实验结论得到的机械能损失量大于真实值。
13.答案:(1)2s
(2)10m
(3),落地时速度方向与水平速度方向满足
解析:(1)根据位移公式
解得
(2)物体水平方向运动的距离
(3)竖直方向苏速度为
物体落地时的速度
落地时速度与水平速度方向满足
14.答案:(1)15m/s(2)0.8s
解析:(1)设M、N间距为H,篮球A抛出的初速度为v,其水平和竖直分速度分别为和则有
解得
(2)B球上抛过程有
解得
或(舍去)
所以篮球B延迟于篮球A的时间为
15.答案:(1)(2),汽艇在对岸下游处靠岸
解析:(1)假设河水不流动,则汽艇驶到对岸需要的时间为
(2)如果河水流速恒为3.6km/h,汽艇驶到对岸需要的时间仍为
汽艇沿河岸方向的位移大小为
可知汽艇在对岸下游处靠岸。第五章 曲线运动(能力提升)——高一物理人教版(2019)必修二单元巩固检测
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.自然界中的曲线运动是很常见的。掷出的链球、公转的地球等,它们的运动轨迹都是曲线。下列说法正确的是( )
A.受变力作用的物体一定做曲线运动
B.物体做曲线运动时,其加速度一定不断变化
C.速度变化的物体一定做曲线运动
D.物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
2.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体,加速度可能为零
B.物体的运动状态发生改变,其运动轨迹可能是直线,也可能是曲线
C.做曲线运动的物体,其加速度方向与速度方向可能一致
D.做曲线运动的物体,其所受的合外力可能为零
3.运动会中,某同学以5米82的成绩获得高一年组跳远比赛冠军。他从开始助跑到落地用时2.91s,在空中划出一条美丽弧线,落点不偏不倚在起跳点正前方,动作堪称完美。图为其运动简化示意图,忽略空气阻力,设起跳点和落点在同一水平面,若将该同学看成一个质点,则下列说法正确的是( )
A.在空中时,该同学做的是变加速曲线运动
B.该同学助跑是为了增加自身的惯性
C.从开始助跑到落地,该同学的平均速度大小为2m/s
D.从起跳到落地,该同学在最高点时的速度最小
4.一架飞机以200m/s的速度沿水平方向成60°角斜向上飞行,该飞机在水平方向的分速度为( )
A.100m/s B.200m/s C. D.
5.如图所示,一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用,先后经过a、b两点,速度方向偏转90°。已知经过a点的速度大小为v、方向与ab连线夹角为,ab连线长度为d。对质点从a到b的运动过程,下列说法正确的是( )
A.最小速度为 B.运动时间为
C.经过b点的速度为 D.恒力方向与ab连线的夹角为45°
6.河水的流速随位置到一指定河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的加速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则以下判断正确的是( )
A.船在河水中做匀变速运动
B.船渡河的最短时间是
C.船在行驶过程中,船头始终与航线垂直
D.船在刚登陆时的速度是
7.如图所示,足够长的斜面静止在水平地面上。先后两次将带正电的小球从斜面底端A处以相同的速度抛出,不计空气阻力。第一次不加电场,小球恰好沿水平方向撞到斜面上B点。第二次施加范围足够大,竖直向下的匀强电场,则小球( )
A.仍然水平撞击斜面 B.撞击点在B点上方
C.飞行时间比第一次长 D.撞击斜面时的速度比第一次大
8.如图,在相同高度处甲以速度将篮球A斜向上抛出,同时乙以速度将篮球B竖直向上抛出,B到达最高点时恰被A水平击中。不计空气阻力,两球均可视为质点,重力加速度为g,则( )
A.A在最高点的速度为0
B.A的速度变化率小于B的速度变化率
C.从抛出到相遇A、B动量的变化量相同
D.若A、B抛出点之间距离变小,B可能不会被击中
9.如图所示,某同学将一小球水平抛出,最后球落在了正前方小桶的左侧,不计空气阻力。为了能将小球抛进桶中,他可采取的办法是( )
A.保持抛出点高度不变,减小初速度大小
B.保持抛出点高度不变,增大初速度大小
C.保持初速度大小不变,降低抛出点高度
D.减小初速度大小,同时降低抛出点高度
10.如图所示,从固定斜面顶端A处水平抛出一个小球,经过一段时间后小球落在斜面上的B点。当把小球的初速度变为原来的两倍后,依然从顶端A处水平抛出,小球落在斜面上的C点,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.小球做平抛运动落在B点的时间是落在C点时间的
D.小球做平抛运动落在B点的时间是落在C点时间的
二、实验题(每空2分,共14分)
11.(8分)某同学用如图所示装置描绘小球做平抛运动位置的点,获得平抛运动的轨迹,从而研究平抛运动的规律。
(1)对于实验中的一些注意事项,正确的是__________。(填选项前字母)
A.必须选用表面光滑的斜槽
B.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
C小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
(2)实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为l。若小球在平抛运动途中的几个位置如图(b)中的a,b、c、d所示,则小球离开斜槽末端时速度的计算式为__________(用l和g表示),
(3)若实验中,斜槽末端切线不水平,则小球离开斜槽末端的速度的测量值__________。(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
(4)若该同学实验时,重复让小球从斜槽上相同位置由静止滚下,得到小球运动过程中的多个位置;在图(a)的坐标系中画出的平抛运动轨迹中测出小球多个位置的坐标(x,y),作出图象如图(c)所示,图线是一条过原点的直线,设该直线的斜率为k,重力加速度为g,则小球从轨道末端飞出的速度为__________。
12.在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)用甲图装置进行探究,下列说法正确的是_____________。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点
B.只能探究平抛运动竖直分运动的特点
C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
D.需改变小锤击打的力度,多次重复实验
(2)用乙图装置进行实验,下列说法正确的是_____________。
A.两斜槽轨道必须光滑且其末端水平
B.竖直方向平移斜槽轨道1时必须每次等间距移动
C.小钢球必须从两斜槽上同一高度由静止滚下
D.只能探究平抛运动水平分运动的特点
(3)用丙图装置进行实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上P点静止滚下,撞击挡板留下点迹O,将挡板水平向右移动距离x,重复实验,挡板上留下点迹A。点迹A到点迹O的距离为y。测得钢球直径为d,则钢球平抛初速度_____________(请用x、y、d、g表示)。
三、计算题(共36分)
13.(10分)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破,飞机在河道上空高处以速度水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标,(不计空气阻力)求:(g取)
(1)炸弹脱离飞机到击中目标所用时间t;
(2)炸弹在空中所飞行的水平距离s;
14.(12分)如图所示长方形光滑水平台面WXYZ,WX边长为1.0m,XY边长为1.5m,距离地面。一质量的小球从W静止出发,在CD区域之间受到沿着WZ方向恒力的作用,,CD区域沿WZ方向间距为d,d=0.5m。当小球到达D点时撤去,并立即对小球施加变力,使得小球开始做半径的匀速圆周运动,最终小球从Y点离开光滑水平台面开始做平抛运动。取:
(1)求的大小;
(2)求小球在光滑水平台面运动的总时间;
(3)求小球平抛的水平位移。
15.(14分)2024年的春节期间,由于天气干燥和高温,贵州各地都不同程度遭受了山火的侵袭,各地方也都组织了直升机灭火。某次飞行过程中,运送的水在水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间t的关系图像如图a、b所示,假设该直升机一次可运送5吨水。关于某次运送水的运动,求:(结果可用根号表示)
(1)水在第5s时受到的合力大小及方向;
(2)1s时水的速度大小以及0 6s内水的位移大小;
(3)水到达的最大高度。
答案以及解析
1.答案:D
解析:A.若受变力作用的物体合外力的方向与速度方向在同一直线上,物体做直线运动,故A错误;
B.物体做曲线运动时,其加速度可能不变,例如平抛运动,故B错误;
C.速度变化的物体不一定做曲线运动,例如匀变速直线运动的速度时刻变化,故C错误;
D.物体做匀速率曲线运动时,合外力不做功,故其所受合外力的方向总是与速度方向垂直,故D正确。
故选D。
2.答案:B
解析:AD.做曲线运动的物体,其速度方向时刻变化,加速度一定不为零,根据牛顿第二定律可知物体所受的合外力一定不为零,故AD均错误;
B.物体的运动状态改变,则速度改变,若速度大小改变而方向不变,物体做直线运动;若速度方向时刻改变,物体做曲线运动,故B正确;
C.做曲线运动的物体,其加速度方向与速度方向一定不共线,故C错误。
故选B。
3.答案:D
解析:A.该同学在空中只受重力,故加速度恒定,该同学做的是匀变速曲线运动,故A错误;
B.惯性只与物体的质量有关,该同学助跑,惯性不变,故B错误;
C.5米82为跳远成绩,加上助跑距离,位移应大于5米82,故平均速度大于2m/s,故C错误;
D.该同学从起跳到落地做斜抛运动,故该同学在最高点时速度最小,故D正确。
故选D。
4.答案:A
解析:一架飞机以200m/s的速度沿水平方向成60°角斜向上飞行,该飞机在水平方向的分速度为
故选A。
5.答案:C
解析:BC.设恒力与连线的夹角为θ,根据几何关系可知b点速度方向与连线的夹角为30°。
该质点做类斜抛运动,在垂直于恒力方向上的速度大小不变,在恒力方向做匀变速直线运动,则在沿初速度方向上速度由v减小到0,由匀变速直线运动规律
解得a到b的时间为
从a点运动到b点沿ab方向的平均速度为
解得
故B错误,C正确;
AD.质点在垂直于恒力方向上速度不变,即
解得
当粒子沿恒方向的速度为0时,粒子的速度最小,此时粒子的最小速度为
故AD错误。
故选C。
6.答案:B
解析:船在沿河岸方向上做变速运动,在垂直于河岸方向上做匀变速直线运动,两运动的合运动是变加速运动,选项A错误;当船头始终与河岸垂直时,渡河时间最短,,选项B正确,C错误;船在刚登陆时的速度是,选项D错误.
7.答案:A
解析:A.第一次不加电场,小球恰好沿水平方向撞到斜面上,采用逆向思维,将其看成平抛运动,则小球撞上斜面时与斜面的夹角为θ,设斜面倾角为α,即平抛运动位移方向与水平方向夹角为α,则平抛运动的末速度方向与水平方向夹角为,则有
第二次施加范围足够大,竖直向下的匀强电场,小球竖直方向的加速度变大,初速度不变,小球的逆运动为类平抛运动,上述结论
依然成立,所以小球仍然水平撞击斜面,故A正确;
BC.不加电场时,设小球运动时间为t,有
施加电场后,小球的加速度变大,设小球运动时间为,则有
所以
加电场后,小球的水平分速度不变,小球做平抛运动的水平位移
变小,而
故竖直分位移变小,即撞击点在B点下方,故BC错误;
D.加电场与不加电场小球水平方向速度不变,所以两次撞击斜面时的速度一样大,故D错误。
故选A。
8.答案:C
解析:A.A做斜上抛运动,到最高点时竖直速度为零,而水平速度不为零,所以A的速度不为零,故A错误;
B.速度变化率即为加速度,两球均只受重力,加速度均为重力加速度,即速度变化率相等,故B错误;
C.从抛出到相遇A、B动量的变化量均为
故C正确;
D.若A、B抛出点之间距离变小,B在上升阶段将被击中,故D错误。
故选C。
9.答案:B
解析:AB.设小球平抛运动的初速度为,抛出点离桶的高度为h,水平位移为x,则,解得平抛运动的时间为,水平位移为:,由此可知。要增大水平位移,可保持抛出点高度h不变,增大初速度,故正确,A错误;CD.由此可知,要增大水平位移x,可保持初速度大小不变,增大抛出点高度h,故CD错误。
10.答案:C
解析:设小球的初速度为v,斜面的倾角为θ,竖直方向上有
水平方向上有
根据几何关系
联立可得
说明小球的飞行时间与初速度成正比,所以
即
根据可得小球做平抛运动落在B点的时间是落在C点时间的。
故选C。
11.答案:(1)C(2)(3)偏小(4)
解析:(1)A.无论斜槽是否光滑,只要小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放,就能获得相同的初速度,则斜槽是否光滑对实验没有影响,故A错误;B.描点连线时,应用平滑的曲线连接描绘的点,并舍掉误差较大的点,得到小球的运动轨迹,故B错误;C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放,保证每次做平抛运动的初速度相同,故C正确。故选C。
(2)由图可知,小球两点间的水平位移相等,则两点间的时间间隔相等,设相邻两点间的时间间隔为T,竖直方向上,由逐差法可得
水平方向上,由可得
则小球平抛的初速度的计算式为
(3)若斜槽末端不水平,则抛出时的速度方向不是水平的,而根据平抛运动的轨迹计算出的是水平速度,则小球离开斜末端的速度的测量值偏小。
(4)根据
可得
可知y与图象是一条过原点的直线,可知小球运动的轨迹形状是抛物线;图线的斜率为
则有小球从轨道末端飞出的初速度为
12.答案:(1)BD(2)CD(3)
解析:(1)用图甲装置可以探究平抛运动竖直方向做自由落体运动,需要改变小锤击打的力度,多次重复实验。
故选BD。
(2)A.用图乙装置进行实验,斜槽轨道不必要光滑,但末端必须水平,故A错误;
B.竖直方向平移斜槽轨道1时不需要等间距移动,故B错误;
C.要使两个小球到达斜槽末端时的速度相等,小钢球必须从两斜槽上同一高度由静止滚下,故C正确;
D.小球1离开斜槽末端后做平抛运动,小球2离开斜槽末端后做匀速直线运动,实验中发现两小球总能相碰,所以该装置验证平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动,故D正确。
故选CD。
(3)用丙图装置进行实验,由平抛运动规律有
联立解得
13.答案:(1)4s(2)80m
解析:(1)炸弹脱离飞机到击中目标所用时间为t,则
解得
(2)炸弹在空中所飞行的水平距离为
14.答案:(1);(2)0.51s;(3)2m
解析:(1)小球在CD之间,根据牛顿第二定律
匀变速直线运动
解得
之后做匀速圆周运动
(2)小球开始匀加速时间,结合(1)得到
小球做匀速圆周运动,根据线速度公式
得到
运动总时间
(3)小球做平抛运动,在竖直方向则有
在水平方向有
解得
15.答案:(1)7500N,方向竖直向下(2)(3)18m
解析:(1)水在第5s时,根据
可得
根据平行四边形定则,可得,合加速度为
方向竖直向下,根据牛顿第二定律
解得
方向竖直向下;
(2)由图可得1s时水的各方向的分速度为
根据平行四边形定则,可得1s时水的速度
内水的各方向的分位移为
内水的位移为
(3)由图b可知,在竖直方向上,水一直向上运动,则在时水到达最大高度,最大高度为。