高中 | 平抛运动与类平抛运动 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.2 平抛运动

平抛运动与类平抛运动

如图所示,在无人机的某次定点投放性能测试中,目标区域是水平地面上以$O$点为圆心,半径$R_{1}=5\;\rm m$的圆形区域,$OO'$垂直地面,无人机在离地面高度$H=20\;\rm m$的空中绕$O'$点、平行地面做半径$R_{2}=3\;\rm m$的匀速圆周运动,$A$$B$为圆周上的两点,$∠AO'B=90^\circ$。若物品相对无人机无初速度地释放,为保证落点在目标区域内,无人机做圆周运动的最大角速度应为$\omega_{\max}$。当无人机以$\omega_{\max}$沿圆周运动经过$A$点时,相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度大小$g=10\;\rm m/s^{2}$。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

$\\omega_{\\max}=\\dfrac{\\pi}{3}\\;\\rm {rad}/{s}$

","

$\\omega_{\\max}=\\dfrac{2}{3}\\;\\rm {rad}/{s}$

","

无人机运动到$B$点时,在$A$点释放的物品已经落地

","

无人机运动到$B$点时,在$A$点释放的物品尚未落地

"]
[["BC"]]

$\rm AB$.物品从无人机上释放后,做平抛运动,竖直方向$H=\dfrac{1}{2}gt^{2}$

可得$t=2\;\rm s$

要使得物品落点在目标区域内,水平方向满足$x=\sqrt{R_{1}^{2}-R_{2}^{2}}=vt$

最大角速度等于$\omega_{\max}=\dfrac{v}{R_{2}}$

联立可得$\omega_{\max}=\dfrac{2}{3}\;\rm {rad}/{s}$

$\rm A$错误,$\rm B$正确;

$\rm CD$.无人机从$A$$B$的时间$t'=\dfrac{\dfrac{\pi}{2}}{\omega_{\max}}=\dfrac{3\pi}{4}\;\rm{s}$

由于$t'\gt t$

可知无人机运动到$B$点时,在$A$点释放的物品已经落地,故$\rm C$正确,$\rm D$错误。

故选:$\rm BC$

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如图,某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成,是可以在滑轨上运动的标准测量件,其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为的水平面上。测量时,将弹药放入装载台圆筒内,两端用物块和封装,装载台与滑轨等高。引爆后,假设弹药释放的能量完全转化为和的动能。极短时间内嵌入中形成组合体,与滑轨间的动摩擦因数为。在滑轨上运动距离后抛出,落地点距抛出点水平距离为,根据可计算出弹药释放的能量。某次测量中,、、质量分别为、、,,整个过程发生在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度大小为。则 如图甲所示的平面内,轴右侧被直线分为两个相邻的区域、。区域内充满匀强电场,区域Ⅱ内充满垂直平面的匀强磁场,电场和磁场的大小、方向均未知。时刻,质量为、电荷量为的粒子从点沿轴正向出发,在平面内运动,在区域中的运动轨迹是以轴为对称轴的抛物线的一部分,如图甲所示。时刻粒子第一次到达两区域分界面,在区域Ⅱ中运动的图像为正弦曲线的一部分,如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是 如图所示,倾角为的斜面固定于水平地面,斜面上固定有半径为的半圆挡板和长为的直挡板。为直挡板下端点,为半圆挡板直径且沿水平方向,为半圆挡板最高点,两挡板相切于点,与平行且等长。小球乙被锁定在点。小球甲从点以一定初速度出发,沿挡板运动到点与小球乙发生完全弹性碰撞,碰撞前瞬间解除对小球乙的锁定,小球乙在此后的运动过程中无其他碰撞。小球甲质量为,两小球均可视为质点,不计一切摩擦,重力加速度大小为。 如图所示,某同学将两颗鸟食从点水平抛出,两只小鸟分别在空中的点和点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则 如图,一长为的平台,距水平地面高度为。质量为的小物块以的初速度从平台左端水平向右运动。物块与平台、地面间的动摩擦因数均为。物块视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度取。 如图,、为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉,间距。一根长为的轻绳一端系在上,另一端竖直悬挂质量的小球,小球与水平地面接触但无压力。时,小球以水平向右的初速度开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子绕过、,运动到正下方与相距的位置时,绳子刚好被拉断,小球开始做平抛运动。小球可视为质点,绳子不可伸长,不计空气阻力,重力加速度取。
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