廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章拋體運動習(xí)題課一拋體運動規(guī)律的應(yīng)用課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊

習(xí)題課一拋體運動規(guī)律的應(yīng)用課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗一、選擇題(第1~5題為單選題,第6~7題為多選題)1.如圖所示,橫截面為直角三角形的兩個相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,它們的豎直邊長都是各自底邊長的一半?，F(xiàn)有三個小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右水平拋出,最終落在斜面上。其落點分別是a、b、c,其中a點位置最低,c點位置最高。下列說法正確的是()A.三個小球比較,落在c點的小球飛行過程速度變更最大B.三個小球比較,落在c點的小球飛行過程速度變更最快C.三個小球比較,落在a點的小球飛行時間最短D.無論小球拋出時初速度多大,落到兩個斜面上的瞬時速度都不行能與斜面垂直答案:D解析:依據(jù)平拋運動的特點,速度變更大小可由豎直方向速度變更來衡量,落在a點的小球下落高度最大,依據(jù)t=2hg和Δvy=gt可知落在a點小球速度變更最大,選項A錯誤。速度變更快慢即加速度,三者加速度均為重力加速度,選項B錯誤。飛行時間由豎直高度確定,故落在2.如圖所示,在水平放置的半徑為R的圓柱體的正上方的P點,將一小球以水平速度v0沿垂直于圓柱體的軸線方向水平拋出,小球飛行一段時間后恰好從圓柱體的Q點沿切線飛過,測得O、Q連線與豎直方向的夾角為θ,那么小球完成這段飛行的時間是()A.v0gtanC.Rsinθ答案:C解析:依據(jù)幾何關(guān)系可知,水平速度與末速度的夾角為θ,則有tanθ=v解得vy=v0tanθ依據(jù)vy=gt,解得t=v選項A、B錯誤。在水平方向有Rsinθ=v0t解得t=R選項D錯誤,C正確。3.如圖所示,科考隊員(示意圖)站在半徑為10m的半圓形隕石坑(直徑水平)邊,沿水平方向向坑中拋出一石子(視為質(zhì)點),石子在坑中的落點P與圓心O的連線與水平方向的夾角為37°,已知石子的拋出點在半圓形隕石坑左端的正上方,且到半圓形隕石坑左端的高度為1.2m。sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2,不計空氣阻力。則石子拋出時的速度大小為()A.9m/s B.12m/sC.15m/s D.18m/s答案:C解析:由題意可知,小石子豎直方向的位移為h=h1+Rsin37°依據(jù)公式可得h=12gt代入數(shù)據(jù),解得t=1.2s小石子水平方向的位移為x=R+Rcos37°又x=v0t代入數(shù)據(jù),可得石子拋出時的速度大小為v0=15m/s選項C正確。4.如圖所示,排球競賽中,某隊員(示意圖)在距網(wǎng)水平距離為4.8m、距地面3.2m高處將排球沿垂直網(wǎng)的方向以16m/s的速度水平擊出。已知網(wǎng)高2.24m,排球場地長18m,重力加速度g取10m/s2,可將排球視為質(zhì)點,下列推斷正確的是()A.球不能過網(wǎng)B.球落在對方場地內(nèi)C.球落在對方場地底線上D.球落在對方場地底線之外答案:B解析:由題意可得,排球到達網(wǎng)正上方的時間為t=xv此時間內(nèi)排球下降的高度為h=12gt2=0.因為Δh=3.2m-2.24m=0.96m>0.45m所以球越過了網(wǎng),且落地時間為t'=2h則落地的水平位移為x'=vt'=16×0.8m=12.8m因為擊球點到對方底線的距離為x″=4.8m+9m=13.8m>12.8m所以球落在對方場地內(nèi)。選項B正確。5.如圖所示,鋼球從斜槽軌道末端以v0的水平速度飛出,經(jīng)過時間t落在斜靠的擋板AB中點。若鋼球以2v0的速度水平飛出,則()A.下落時間仍為tB.下落時間為2tC.下落時間為2tD.落在擋板底端B點答案:C解析:設(shè)AB擋板長為2l,鋼球以v0飛出后落在擋板中點,假設(shè)擋板與水平地面的夾角為θ,鋼球做平拋運動,分解位移,得lcosθ=v0tlsinθ=12gt解得v0=gl若鋼球恰好落在B點,則2lcosθ=v1t12lsinθ=1解得v1=2·gl又因為2v0>v1,所以鋼球以2v0拋出,落在地面上B點右側(cè),落地時間與落在B點時間相同。綜合上述分析可知落地時間t1=2·選項C正確,A、B、D錯誤。6.如圖所示,一光滑寬敞的斜面,傾角為θ,高為h,現(xiàn)有一小球在A處以水平速度v0射出,最終從B處離開斜面,下列說法正確的是()A.小球的運動軌跡為拋物線B.小球的加速度為gsinθC.小球從A處到達B處所用的時間為1D.小球到達B處的水平方向位移大小s=v02答案:ABC解析:小球受重力和支持力兩個力作用,合力沿斜面對下,與初速度方向垂直,做類平拋運動,其運動軌跡為拋物線,選項A正確。依據(jù)牛頓其次定律知,小球的加速度a=mgsinθm=gsinθ,選項B正確。小球在沿加速度方向上的位移為hsinθ,依據(jù)hsinθ=12at2,解得t=1sinθ2hg,選項C正確。小球在沿初速度方向的位移x=v07.將一小球以水平速度v0=10m/s從O點向右拋出,經(jīng)3s小球恰好垂直落到斜面上的A點,不計空氣阻力,g取10m/s2,B點是小球做自由落體運動時在斜面上的落點,如圖所示,以下推斷正確的是()A.斜面的傾角是30°B.小球的拋出點距斜面的豎直高度約是15mC.若將小球以水平速度v0'=5m/s向右拋出,它確定落在AB的中點P的上方D.若將小球以水平速度v0'=5m/s向右拋出,它確定落在AB的中點P處答案:AC解析:作出小球的運動圖示,如圖所示。設(shè)斜面傾角為θ,對小球在A點的速度進行分解,vy=gt=103m/s,tanθ=v0vy=10103=33,解得θ=30°,選項A正確。小球到A點的豎直距離為h=12gt2=12×10×(3)2m=15m,所以小球的拋出點距斜面的豎直高度確定大于15m,選項B錯誤。若小球的初速度為v0'=5m/s,過二、計算題8.光滑水平面上,一個質(zhì)量為2kg的物體從靜止起先運動,在前5s受到一個沿正東方向、大小為4N的水平恒力作用;從第5s末起先改為沿正北方向、大小為2N的水平恒力作用,作用了10s,求物體在15s末的速度及方向。答案:102m/s方向為東偏北45°解析:物體在前5s內(nèi)向東做初速度為零的勻加速運動,其加速度a1=F1m=42m/s2=2m/s2,5s末的速度v1=a1t1=從第5s末起先,物體參與兩個分運動,一是向東做速度為10m/s的勻速運動;二是向正北方向做初速度為零的勻加速運動,物體做類平拋運動。沿正北方向其加速度a2=F2m=22m/s2=1m/s2,經(jīng)10s運動的速度v2=a2t2=1×10m/s=10m/s,所以15s末的速度為v=等級考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1~6題為單選題,第7~8題為多選題)1.如圖所示,飛鏢扎氣球是民間消遣嬉戲項目。靶面豎直固定,O點為鏢靶中心,OP水平,OQ豎直。若每次都在空中同一位置M點水平射出飛鏢,且M、O、Q三點在同一豎直平面,忽視空氣阻力。關(guān)于射中靶面O、P、Q三點位置,下列說法正確的是()A.射中O點的飛鏢射出時的速度最小B.射中P點的飛鏢射出時的速度最大C.射中Q點的飛鏢空中飛行時間最短D.射中O、P兩點的飛鏢空中飛行時間不相等答案:B解析:依據(jù)h=12gt2得t=2hg,可知物體下落高度越大,飛鏢飛行時間越長,所以射中Q點的飛鏢空中飛行時間最長,射中O、P兩點的飛鏢空中飛行時間相等,選項C、D錯誤。依據(jù)v0=xt可知,在x相同的狀況下,下落高度越大,飛行時間越長,水平速度越小,所以射中Q點的飛鏢射出時的速度小于射中O點的飛鏢射出時的速度,選項A錯誤。射中O、P兩點的飛鏢空中飛行時間相等,但到達2.在與水平面成θ=30°角的山坡下向坡上拋擲質(zhì)量為0.2kg的石塊,石塊的初速度為v0=10m/s,且與水平方向成60°角,g取10m/s2,不計空氣阻力,則下列說法正確的是()A.石塊在坡上飛行的距離為5mB.石塊落到坡上時的速度大小為103C.石塊落到坡上的時間為33D.石塊飛行過程中距地面的最大高度為10m答案:B解析:石塊在水平方向上做勻速直線運動,在豎直方向上做勻變速直線運動,初始時刻,豎直分速度vy0=v0sin60°=10×32m/s=53m/s,水平分速度vx=v0cos60°=10×12m/s=5m/s。設(shè)經(jīng)過時間t落在坡上,有tan30°=vy0t-12gt2vxt,代入數(shù)據(jù)解得t=233s,則石塊在坡上飛行的距離s=vxtcos30°=103332m=2033.如圖所示,水平地面固定半徑為5m的四分之一圓弧,O為圓心。在圓心O右側(cè)同一水平線上某點水平向左拋出一個小球,可視為質(zhì)點,恰好垂直擊中圓弧上的D點,D點到水平地面的高度為2m,g取10m/s2,則小球拋出時的速度大小是()A.352C.8153答案:C解析:小球在豎直方向做自由落體運動,則豎直分速度vy=2ghED=2垂直擊中D點,速度反向延長線過圓心,如圖所示。依據(jù)幾何關(guān)系,有sinθ=h解得θ=37°則在D點,分解速度可得v0=vy選項C正確。4.如圖甲所示,拋球嬉戲是小摯友們最喜愛的項目之一,小摯友站立在水平地面上雙手將皮球水平拋出,皮球進入水平籃筐且不擦到籃筐就能獲得小紅旗一枚。如圖乙所示,籃筐的半徑為R,皮球的半徑為r,籃筐中心和出手處皮球的中心高度分別為h1和h2,兩中心在水平地面上的投影點O1、O2之間的距離為d。忽視空氣的阻力,已知重力加速度為g。設(shè)水平投籃出手速度為v,要使皮球能入筐,下列說法正確的是()A.皮球出手速度越大,皮球進筐前運動的時間越長B.皮球從出手到入筐運動的時間為2C.皮球出手速度v的最大值為(d+R-r)gD.皮球出手速度v的最小值為(d-R+r)2答案:C解析:平拋運動的時間由下落的高度確定,則進筐的皮球運動時間相同,選項A錯誤。皮球沿O2O1連線的方向投出,并能進筐的圖示如圖所示,作出皮球中心的運動軌跡,下落的高度為h2-h1,由h=12gt2得t=2(h2-vmax=d+R-r2最小速度為vmin=d-R+r2選項C正確,D錯誤。5.如圖所示,傾角為θ的斜面體固定在水平面上,小球從斜面上方的A點以初速度v0水平向右拋出,落在斜面上的C點,AC連線與斜面垂直。若小球從斜面上的B點以初速度v0水平向左拋出,則小球落在斜面上的D點,A、B在同一水平線上,則下列說法正確的是()A.D點確定在斜面上C點下方B.D點確定在斜面上C點上方C.D點與C點可能重合D.D點與C點確定重合答案:C解析:設(shè)小球從A點平拋落到斜面上的時間為t1,依據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=x解得t1=2設(shè)小球從B點平拋運動的時間為t2,依據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=y解得t2=2所以t2t1=明顯,當(dāng)θ=45°時,兩個時間相等,下落高度相同,兩球落點重合;假如θ>45°,則D點在斜面上C點下方;若θ<45°,則D點在斜面上C點上方,選項A、B、D錯誤,C正確。6.如圖所示,在豎直的平面直角坐標(biāo)系xOy中,一無阻擋的拋物線邊界y=x2把平面分為兩部分,在y軸上A處有一質(zhì)點小球以v0=25m/s的初速度垂直于y軸射出,已知lOA=5m,不計空氣阻力,g取10m/s2,則()A.小球到達邊界的時間為55B.小球到達邊界的位置為(-2m,2m)C.小球到達x軸時速度方向與x軸負方向成30°D.經(jīng)過足夠長的時間,小球速度方向可能和y軸平行答案:A解析:小球做平拋運動,則其坐標(biāo)分別為x=-v0ty=y0-12gt其中y0=5m聯(lián)立得y=-14x2+聯(lián)立y=x2可得x=-2m,y=4m故與邊界交點坐標(biāo)為(-2m,4m),故達到邊界的時間為t=|x|v選項A正確,B錯誤。小球下落OA高度時,豎直方向的速度大小為vy=2gl到達x軸時速度方向與水平方向的夾角的正切值為tanθ=v即θ不為30°,選項C錯誤。依據(jù)tanθ=gtv0,可知由于有初速度,小球速度不行能與7.如圖所示,兩個傾角分別為30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上,兩斜面間距大于小球直徑,斜面高度相等。有三個完全相同的小球a、b、c,起先均靜止于同一高度處,其中b小球在兩斜面之間,a、c兩小球在斜面頂端。若同時釋放,小球a、b、c到達該水平面的時間分別為t1、t2、t3,若同時沿水平方向拋出,初速度方向如圖所示,小球a、b、c到達該水平面的時間分別為t1'、t2'、t3',下列關(guān)于時間的關(guān)系不正確的是()A.t1>t3>t2 B.t1=t1'、t2=t2'、t3=t3'C.t1'>t3'>t2' D.t1<t1'、t2<t2'、t3<t3'答案:ABC解析:第一種狀況:b球做自由落體運動,a、c做勻加速運動。設(shè)斜面的高度為h,則對a球:hsin30°=對b球:h=1對c球:hsin45°=由數(shù)學(xué)學(xué)問得t1>t3>t2其次種狀況:a、b、c三球都沿水平方向有初速度,而水平方向不受力,故做勻速直線運動;a、c小球沿斜面對下方向分運動不變,b球豎直方向分運動也不變,故t1=t1',t2=t2',t3=t3'。選項A、B、C正確,D錯誤。8.2024年2月20日,第24屆冬季奧林匹克運動會在北京圓滿閉幕,中國代表隊取得了我國參與冬奧會的歷史最好成果。跳臺滑雪是冬奧會的競賽項目之一,其簡化示意圖如圖所示,一運動員穿著專用滑雪板,在助滑道上獲得確定速度后從坡頂A點以速度v0水平飛出,在空中飛行一段距離后,在斜坡(視作斜面)上B點著陸。若不考慮空氣阻力,下列關(guān)于運動員的說法正確的是()A.飛行過程中確定有某一時刻離坡面距離最大B.飛行過程中確定有某一時刻瞬時速度方向與坡面平行C.若變更初速度v0的大小,則運動員空中飛行時間不變D.若變更初速度v0的大小,則運動員落到坡面上時的瞬時速度方向都相同答案:ABD解析:如圖甲所示,v0可以在垂直于坡面對上和沿坡面對下兩個方向分解,而g可以在垂直于坡面對下和沿坡面對下兩個方向分解,當(dāng)v0在垂直于坡面對上的分速度減小至零時,運動員的瞬時速度方向與坡面平行,此刻離坡面距離最大,選項A、B正確。若變更初速度v0的大小,運動員經(jīng)t時間落在坡