新教材同步備課2024春高中物理素養(yǎng)提升練2平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用新人教版必修第二冊(cè)

素養(yǎng)提升練(二)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用一、選擇題1．如圖所示，斜面上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，ab＝bc＝cd。從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v0水平拋出一個(gè)小球，它落在斜面上b點(diǎn)。若小球從O點(diǎn)以速度2v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則它落在斜面上的()A．b與c之間某一點(diǎn) B．c點(diǎn)C．c與d之間某一點(diǎn) D．d點(diǎn)2．如圖所示，斜面底端上方高h(yuǎn)處有一小球以水平初速度v0拋出，恰好垂直打在斜面上，不計(jì)空氣阻力，斜面的傾角為30°，則關(guān)于h和初速度v0的關(guān)系，下列圖像正確的是()ABCD3．如圖所示，從傾角為θ的斜面上某點(diǎn)先后將同一小球以不同的初速度水平拋出，小球均落在斜面上，當(dāng)拋出的速度為v1時(shí)，小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為α1；當(dāng)拋出速度為v2時(shí)，小球到達(dá)斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角為α2，不計(jì)空氣阻力，則()A．當(dāng)v1>v2時(shí)，α1>α2B．當(dāng)v1>v2時(shí)，α1<α2C．無論v1、v2關(guān)系如何，均有α1＝α2D．α1、α2的關(guān)系與斜面傾角θ有關(guān)4．(多選)如圖所示，一個(gè)電影替身演員準(zhǔn)備跑過一個(gè)屋頂，水平地跳躍并離開屋頂，然后落在下一棟建筑物的屋頂上。如果他在屋頂跑動(dòng)的最大速度是4.5m/s，那么下列關(guān)于他能否安全跳過去的說法正確的是(g取10m/s2)()A．他安全跳過去是可能的B．他安全跳過去是不可能的C．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)大于6.2m/sD．如果要安全跳過去，他在屋頂水平跳躍速度應(yīng)小于4.5m/s5．如圖所示，甲、乙兩小球從豎直平面內(nèi)的半圓軌道的左端A開始做平拋運(yùn)動(dòng)，甲球落在軌道最低點(diǎn)D，乙球落在D點(diǎn)右側(cè)的軌道上。設(shè)甲、乙兩球的初速度分別為v甲、v乙，在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t甲、t乙，則下列判斷正確的是()A．t甲＝t乙 B．t甲<t乙C．v甲＞v乙 D．v甲＜v乙6．利用手機(jī)可以玩一種叫“扔紙團(tuán)”的小游戲。如圖所示，游戲時(shí)，游戲者滑動(dòng)屏幕將紙團(tuán)從P點(diǎn)以速度v水平拋向固定在水平地面上的圓柱形廢紙簍，紙團(tuán)恰好沿紙簍的上邊沿入簍并直接打在紙簍的底角。若要讓紙團(tuán)進(jìn)入紙簍中并直接擊中簍底正中間，下列做法可行的是()A．在P點(diǎn)將紙團(tuán)以小于v的速度水平拋出B．在P點(diǎn)將紙團(tuán)以大于v的速度水平拋出C．在P點(diǎn)正上方某位置將紙團(tuán)以小于v的速度水平拋出D．在P點(diǎn)正下方某位置將紙團(tuán)以大于v的速度水平拋出7．(多選)如圖所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的傾角α＝37°、長度為1m。在頂點(diǎn)水平向左拋出一個(gè)小球，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球落在水平地面上或者斜面上，對(duì)于這一過程，下列說法正確的是()A．若小球的初速度為3m/s，則小球落在水平地面上B．若小球落在水平地面上，則小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.4sC．若小球落在斜面上，則初速度越大，落點(diǎn)處的速度方向與水平方向的夾角越大D．只要小球落在斜面上，落點(diǎn)處的速度方向與水平方向的夾角就都相同8．如圖所示，位于同一高度的小球A、B分別以v1和v2的速度水平拋出，都落在了傾角為30°的斜面上的C點(diǎn)，小球B恰好垂直打到斜面上，則v1、v2之比為()A．1∶1 B．2∶1C．3∶2 D．2∶39．一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h，發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3h。不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g，若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，則v的最大取值范圍是()A．L12g6h＜B．LC．LD．L10．如圖所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一點(diǎn)O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出，A在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P1；B沿光滑斜面運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)為P2，P1和P2在同一水平面上，不計(jì)阻力，則下列說法正確的是()A．A、B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B．A、B沿x軸方向的位移相同C．A、B運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小相同D．A、B落地時(shí)速度大小相同二、非選擇題11．如圖所示，水平地面上有一高h(yuǎn)＝4.2m的豎直墻，現(xiàn)將一小球以v0＝6.0m/s的速度垂直于墻面水平拋出，已知拋出點(diǎn)與墻面的水平距離x＝3.6m、離地面高H＝5.0m，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)墻的厚度。重力加速度g取10m/s2。(1)求小球碰墻點(diǎn)離地面的高度h1；(2)若仍將小球從原位置沿原方向拋出，為使小球能越過豎直墻，小球拋出時(shí)的初速度v的大小應(yīng)滿足什么條件？12．跳臺(tái)滑雪是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員穿專用滑雪板，在滑雪道上獲得一定的速度后從跳臺(tái)飛出，在空中飛行一段距離后著陸。如圖所示，某運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)a處沿水平方向飛出，在斜坡b處著陸，測(cè)得ab間的距離L＝40m，斜坡與水平方向的夾角為θ＝30°，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則(計(jì)算結(jié)果可用根式表示)：(1)運(yùn)動(dòng)員在空中的飛行時(shí)間及在b處著陸時(shí)的速率是多少？(2)運(yùn)動(dòng)員飛出后經(jīng)多長時(shí)間離坡面最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離是多少？(3)若斜坡足夠長、與水平方向的夾角為θ，則運(yùn)動(dòng)員在斜坡上飛行的距離L與運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)a處水平飛出的速度v0之間有怎樣的函數(shù)關(guān)系？已知重力加速度為g。素養(yǎng)提升練(二)12345678910ADCBCDCADCDD1．A[當(dāng)水平速度變?yōu)?v0時(shí)，如果去掉斜面，作過b點(diǎn)的水平直線be，小球?qū)⒙湓赾點(diǎn)正下方的直線上的e點(diǎn)，連接O點(diǎn)和e點(diǎn)的曲線，和斜面相交于bc間的一點(diǎn)(如圖)，即以速度2v0水平拋出時(shí)將落在斜面上的b與c之間的某一點(diǎn)。]2．D[將小球剛要打到斜面上的速度沿豎直和水平方向進(jìn)行分解，則有tan30°＝v0vy，vy＝gt，x＝v0t，y＝12gt2，由幾何關(guān)系得tan30°＝h-yx，解得h＝5v022g，h-v3．C[小球從斜面某點(diǎn)水平拋出后落到斜面上，小球的位移方向與水平方向的夾角等于斜面傾角θ，即tanθ＝y(tǒng)x＝12gt2v0t＝gt2v0，小球落到斜面上時(shí)速度方向與水平方向的夾角為β，有夾角的正切值tanβ＝vyvx＝gtv0，故可得tanβ＝2tanθ，只要小球落到斜面上，位移方向與水平方向夾角就總是θ，則小球的速度方向與水平方向的夾角也總是β，且4．BC[由h＝12gt2，x＝v0t，將h＝5m、x＝6.2m代入解得安全跳過去的最小水平速度v0＝6.2m/s，B、C正確，A、D錯(cuò)誤。5．D[根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由下落高度決定，乙球下落高度小于甲球，故t乙＜t甲，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；水平位移x＝vt，而x乙＞x甲，t乙＜t甲，所以v甲＜v乙，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。]6．C[在P點(diǎn)的初速度減小，則下降到簍上沿這段時(shí)間內(nèi)，水平位移變小，則紙團(tuán)不能進(jìn)入簍中，故A錯(cuò)誤；在P點(diǎn)的初速度增大，則下降到簍底的時(shí)間內(nèi)，水平位移增大，不能直接擊中簍底的正中間，故B錯(cuò)誤；在P點(diǎn)正上方某位置將紙團(tuán)以小于v的速度水平拋出，根據(jù)x＝v02hg知，水平位移可以減小，也不會(huì)與簍的左邊沿相撞，可直接擊中簍底的正中間，故C正確；在P點(diǎn)正下方某位置將紙團(tuán)以大于v的速度水平拋出，則紙團(tuán)可能進(jìn)簍，但不能直接擊中簍底正中間，故D7．AD[當(dāng)小球恰好落在B點(diǎn)時(shí)，1·cosα＝v0t，1·sinα＝12gt2得t＝35s，v0＝433m/s≈2.3m/s，v>v0，A正確，B錯(cuò)誤；若初速度小于v8．C[小球A、B下落高度相同，則兩小球從飛出到落在C點(diǎn)用時(shí)相同，設(shè)為t，對(duì)A球x＝v1t，y＝12gt2，又tan30°＝y(tǒng)x，聯(lián)立得v1＝32gt；小球B恰好垂直打到斜面上，則有tan30°＝v2vy＝v2gt，則v2＝33gt，所以v1∶v9．D[當(dāng)發(fā)射機(jī)正對(duì)右側(cè)臺(tái)面發(fā)射，乒乓球恰好過網(wǎng)時(shí)，發(fā)射速度最小。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得L12＝v1t，2h＝12gt2，聯(lián)立解得v1＝L14gh。當(dāng)發(fā)射機(jī)正對(duì)右側(cè)臺(tái)面的某個(gè)角發(fā)射，乒乓球恰好到達(dá)角上時(shí)，發(fā)射速度最大。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，L12+L222＝v2t′，3h＝12gt′2，聯(lián)立解得v210．D[設(shè)O點(diǎn)與水平面的高度差為h，由h＝12gt12，hsinθ＝12gsinθ·t22可得：t1＝2hg，t2＝2hgsin2θ，故t1＜t2，A錯(cuò)誤；由x1＝v0t1，x2＝v0t2可知，x1＜x2，B錯(cuò)誤；由a1＝g，a2＝gsinθ可知，C錯(cuò)誤；A落地的速度大小為vA＝11．解析：(1)小球在碰到墻前做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球碰墻前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有水平方向上x＝v0t ①豎直方向上H－h(huán)1＝12gt2 聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)可得h1＝3.2m。(2)設(shè)小球以v1的初速度拋出時(shí)，小球恰好沿墻的上沿越過墻，小球從拋出至運(yùn)動(dòng)到墻的上沿歷時(shí)t1，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有水平方向x＝v1t1 ③豎直方向H－h(huán)＝12gt聯(lián)立③④式并代入數(shù)據(jù)可得v1＝9.0m/s，所以小球越過墻要滿足初速度v≥9.0m/s。答案：(1)3.2m(2)初速度v≥9.0m/s12．解析：(1)依題意，運(yùn)動(dòng)員在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有h＝12gt又因?yàn)閔＝Lsin30°＝20m，解得t＝2hg水平方向x＝Lcos30°＝203m所以得v0＝xt＝103m/s，vy＝gt＝vb＝v02+vy(2)法一當(dāng)速度與斜坡平行時(shí)距離斜坡最遠(yuǎn)，如圖則有vy1＝v0tan30°＝gt1所以t1＝v0tan又aC＝v0t1＝103m＝12所以有CE＝12h＝10m，CD＝12gt12＝5m，DE此時(shí)離開斜坡最遠(yuǎn)距離DF＝DEcos30°＝523法二將v0與g往平行斜面方向與垂直斜面方向分解，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員垂直斜