高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第2讲平抛运动学案 下载本文

解析 0~tP段,水平方向:vx=v0恒定不变, 竖直方向:vy=gt;tP~tQ段, 水平方向:vx=v0+a水平t,

竖直方向:vy=vPy+a竖直t(a竖直<g), 选项C正确.

13.饲养员在池塘边堤坝边缘A处以水平速度v0往鱼池中抛掷鱼饵颗粒.如图8所示,堤坝截面倾角为53°.坝顶离水面的高度为5 m,g取10 m/s,不计空气阻力(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),下列说法正确的是( )

2

图8

A.若平抛初速度v0=5 m/s,则鱼饵颗粒会落在堤坝斜面上

B.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小 C.若鱼饵颗粒能落入水中,平抛初速度v0越大,从抛出到落水所用的时间越长

D.若鱼饵颗粒不能落入水中,平抛初速度v0越大,落到斜面上时速度方向与堤坝斜面的夹角越小 答案 B

解析 鱼铒颗粒落至水面的时间t=2h=g2×5

s=1 s,刚好落到水面时的水平速度10

为v===3.75 m/s<5 m/s,当平抛初速度v0=5 m/s时,鱼饵颗粒不会落在

ttan 53°·t堤坝斜面上,A错误;由于落到水面时的竖直速度vy=gt=10 m/s,平抛初速度越大,落水时速度方向与水平面的夹角越小,B正确;鱼饵颗粒抛出时的高度一定,则落水时间一定,与初速度v0无关,C错误;设鱼饵颗粒落到堤坝斜面上时位移方向与水平方向夹角为α,1

vyty2vyvy则α=53°,tan α===,即=2tan 53°,可见落到堤坝斜面上的鱼饵颗粒速

xv0t2v0v0度方向与水平方向的夹角是常数,即与堤坝斜面夹角也为常数,D错误.

14.如图9所示,一圆柱形容器高、底部直径均为L,一可视为质点的小球离地高度为2L,球到容器左侧的水平距离为L,现将小球水平抛出,要使小球直接落在容器底部,重力加速度为g,小球抛出的初速度v的大小范围为(空气阻力不计)( )

xh17 / 19

图9

A. B. C.

1

gL

gL

gL

1gL 23gL 2

1

D.gL

1L2

解析 要使小球直接落在容器的底部,设最小初速度为v1,则有:L=gt ,v1=,联立1

2t1解得:v1=

1

gL. 2

12L2

设最大初速度为v2,则有:2L=gt2 ,v2=,

2t2

联立解得:v2=gL,因此小球抛出的初速度大小范围为:

1

gL

15.如图10所示,排球场总长为18 m,设球网高度为2 m,运动员站在网前3 m处正对球网跳起将球水平击出,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s.

2

图10

(1)若击球高度为2.5 m,为使球既不触网又不出界,求水平击球的速度范围. (2)当击球点的高度为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是出界? 32

答案 (1)310 m/s

解析 (1)排球被水平击出后,做平抛运动,若正好压在底线上,如图甲Ⅰ所示,则球在空中的飞行时间:

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t1=

2h0

g=

2×2.52

s= s 102

则排球出界的临界水平速度

x112

v1== m/s=122 m/s.

t12

2

若球恰好触网如图甲Ⅱ,则球在网上方运动的时间

t2=

2

h0-H=g2×

2.5-210

s= s

1010

则排球触网的临界击球速度

x23

v2== m/s=310 m/s

t210

10

要使排球既不触网又不出界,水平击球速度v的取值范围为:310 m/s

则有

x1

2h=

gh=Hx2

1-

x1

2

x2

,得

2h-Hg21-

312

32 m= m.

152

即击球高度小于此值时,球不是触网就是出界.

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