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素养培优·情境命题实际情境中的抛体运动情境1[2024·河北邢台4月检测]情境1[2024·河北邢台4月检测]如图所示,在我国空军某部一次军事演习中,一架国产轰炸机正在进行投弹训练,轰炸机以200m/s的恒定速度向竖直峭壁水平飞行,先释放炸弹甲,再飞行5s后释放炸弹乙.炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标.不计空气阻力,取重力加速度大小g=m/s2,则下列说法正确的是()A.炸弹甲击中目标5s后,炸弹乙击中目标B.炸弹甲和炸弹乙同时击中目标C.两击中点间的距离为125mD.释放炸弹甲时,飞机与峭壁间的水平距离为1000m情境2[2024·湖南卷]如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种.某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上.忽视空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是()A.谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从O到P的运动时间相等D.两谷粒从O到P的平均速度相等情境3[2024·北京押题卷]2024年北京冬奥会跳台滑雪项目竞赛在国家跳台滑雪中心“雪如意”如期实行.图甲为跳台的K120米(起跳点到K点距离120米)级别标准场地解读图.此类竞赛并不是只以距离论输赢,而是要以“姿态分”和“距离分”的综合来计算成果.距离分要由距K点的距离确定,运动员正好落在K点时记为60分,未到K点,将所差距离乘以每米的分值,从60分中减去;超过K点,将所超距离乘以每米的分值,然后加上60分.如图乙所示为简化的跳台滑雪的K120米雪道示意图,AB段为起滑段,H点为起跳点,HS段为坡体总长度(忽视H点到坡体的高度,坡体近似可以看做倾角为32°的斜面,H点为顶点),PL段为着陆区,K为“K点”.(1)若总质量(加装备)为60kg的运动员,从A点自由滑下到达半径10m的圆弧末端H点(切线水平),已知A点和H点的竖直高度h=45m,忽视阻力,求运动员在H点对轨道的压力大小.(2)运动员从H点飞出(忽视空气阻力)做平抛运动最终落到PL段,若每米的分值为1.8,请计算滑雪运动员距离分.(已知sin32°=0.53,cos32°=0.848,tan32°=0.625,g=素养培优·情境命题情境1解析:飞机做匀速直线运动,炸弹做平抛运动,所以炸弹始终在飞机的正下方,故炸弹甲和乙击中竖直峭壁上的目标的时间间隔为零,即炸弹甲和炸弹乙同时击中目标,选项B正确,A错误;平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,设甲与乙飞行的时间分别为t1和t2,竖直距离分别为h1、h2,两击中点间的距离为ΔH,依据位移公式有h1=,h2=,其中t1-t2=5s,ΔH=h1-h2,联立可得ΔH=(m)=25(t1+t2)(m),因不确定t1、t2的详细数值,故无法解得两击中点间的距离,选项C错误;释放炸弹甲时,飞机与峭壁间的水平距离为x=v0t1=v0(t2+5s)>1000m,选项D错误.答案:B情境2解析:抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;谷粒2做斜抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同.在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,竖直方向上,运动路程不同,故谷粒2运动时间较长,C错误;谷粒2做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度.与谷粒1比较水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于v1,B正确;两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,D错误.答案:B情境3解析:(1)对人从A到H,由动能定理得mgh=可得v0==30m/s在H点处FN-mg=得FN=6000N由牛顿第三定律得,对轨道的压力为6000N,方向竖直向下(2)HS段坡体视为倾角为32°的斜面,运动员最终落到斜面上,易得水平位移为x=v0t竖直位移为y=gt2ta
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