2023春新教材高中物理第5章拋體運(yùn)動(dòng)4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律課后提能訓(xùn)練新人教版

第五章4A組·水平過(guò)關(guān)1．(2022年深圳名校期末)如圖所示，某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔廢球，結(jié)果恰好從桶的右側(cè)邊緣飛到地面，不計(jì)空氣阻力．為了能把廢球扔進(jìn)垃圾桶中，則此人水平拋球時(shí)，可以做出的調(diào)整為()A．初速度不變，拋出點(diǎn)在原位置正上方B．初速度不變，拋出點(diǎn)在原位置正右側(cè)C．減小初速度，拋出點(diǎn)在原位置正上方D．增大初速度，拋出點(diǎn)在原位置正上方【答案】C2．將一個(gè)物體以15m/s的速度從20m的高度水平拋出，落地時(shí)它的速度方向與地面夾角是(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)()A．37° B．45°C．53° D．60°【答案】C【解析】物體做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)在水平方向的分速度vx＝v0＝15m/s，豎直方向由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律知veq\o\al(2,y)－0＝2gh，由此得vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×20)m/s＝20m/s.若速度方向與地面的夾角用θ來(lái)表示，則tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(20,15)＝eq\f(4,3)，所以θ＝53°，故C正確．3．游樂(lè)場(chǎng)內(nèi)兩支玩具槍在同一位置先后沿水平方向各射出一顆子彈，打在遠(yuǎn)處的同一個(gè)靶上，A為甲槍子彈留下的彈孔，B為乙槍子彈留下的彈孔，兩彈孔在豎直方向上相距高度為h，如圖所示，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于兩槍射出的子彈初速度大小，下列判斷正確的是()A．甲槍射出的子彈初速度較大B．乙槍射出的子彈初速度較大C．甲、乙兩槍射出的子彈初速度一樣大D．無(wú)法比較甲、乙兩槍射出的子彈初速度的大小【答案】A【解析】豎直高度決定運(yùn)動(dòng)時(shí)間，因?yàn)榧讟屪訌椮Q直高度小，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槲灰葡嗤?，可知甲槍射出的子彈初速度較大，故選A．4．如圖所示，某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€(gè)質(zhì)量不等的石塊，分別落到A、B兩處，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．落在A處的石塊初速度較大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)B．落在B處的石塊初速度較大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短C．落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角小D．兩石塊的末速度與水平方向的夾角相等【答案】B【解析】小球落在B處的高度低，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，但是水平位移大，則初速度大，故A錯(cuò)誤，B正確；落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角tanθ＝eq\f(gt,v0)，落在A處的石塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，但初速度小，所以落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角較大，故C、D錯(cuò)誤．5．如圖所示，一小球以大小為v0的水平速度從一個(gè)傾角為37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面頂端向右拋出．不計(jì)空氣阻力，則小球距離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的速度大小為(已知sin37°＝0.6)()A．eq\f(5,4)v0 B．eq\f(5,3)v0C．eq\f(3,4)v0 D．eq\f(4,3)v0【答案】A【解析】當(dāng)小球速度方向與斜面平行時(shí)離斜面最遠(yuǎn)，速度的水平分量不變?nèi)詾関0，由幾何關(guān)系可知此時(shí)水平速度方向和合速度方向的夾角為37°，則有vcos37°＝v0，解得v＝eq\f(v0,cos37°)＝eq\f(5v0,4)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．6．如圖，以9.8m/s的速度水平拋出的物體飛行一段時(shí)間后，垂直撞在傾角θ＝30°的斜面上，可知物體完成這段飛行的時(shí)間為(g取9.8m/s2)()A．eq\r(3)s B．eq\f(2\r(3),3)sC．eq\f(\r(3),3)s D．2s【答案】A【解析】物體做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)垂直撞在傾角為30°的斜面上時(shí)，速度與斜面垂直，把物體的速度分解，此時(shí)物體在豎直方向上的分速度大小為vy＝eq\f(v0,tanθ).由vy＝gt，可得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(v0,gtanθ)＝eq\r(3)s.7．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．2∶3 D．3∶2【答案】D【解析】小球A做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式，有x＝v1t，豎直位移y＝eq\f(1,2)gt2.又有tan30°＝eq\f(y,x)，聯(lián)立可得v1＝eq\f(\r(3),2)gt.小球B恰好垂直打到斜面上，則有tan30°＝eq\f(v2,gt)，可得v2＝eq\f(\r(3),3)gt，所以有v1∶v2＝3∶2，D正確．8．平拋一小球，當(dāng)拋出1s后它的速度方向與水平方向的夾角α＝45°，落地時(shí)速度方向與水平方向成β＝60°角，g取10m/s2，求：(1)初速度大?。?2)落地速度大??；(3)拋出點(diǎn)離地面的高度．【答案】(1)10m/s(2)20m/s(3)15m【解析】將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平和豎直兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)，由題意作出運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．(1)初速度用v0表示，因?yàn)閠anα＝eq\f(vy1,v0)＝1，又vy1＝gt，代入數(shù)據(jù)，得v0＝10m/s.(2)由圖可知cosβ＝eq\f(v0,v)，則v＝eq\f(v0,cosβ)＝eq\f(10,cos60°)m/s＝20m/s.(3)由veq\o\al(2,y2)＋veq\o\al(2,0)＝v2，得vy2＝eq\r(v2－v\o\al(2,0))＝eq\r(202－102)m/s＝10eq\r(3)m/s.在豎直方向上有veq\o\al(2,y2)＝2gh，代入數(shù)據(jù)，得h＝15m.9．(2021年韶關(guān)名校模擬)如圖所示，一同學(xué)分別在同一直線上的A、B、C三個(gè)位置投擲籃球，結(jié)果都垂直擊中籃筐，擊中時(shí)速度分別為v1、v2、v3.若籃球出手時(shí)高度相同，出手速度方向與水平方向夾角分別為θ1、θ2、θ3，下列說(shuō)法正確的是()A．v1＜v2＜v3 B．v1＞v2＞v3C．θ1＞θ2＞θ3 D．θ1＝θ2＝θ3【答案】B【解析】三個(gè)籃球都垂直擊中籃筐，其逆過(guò)程是平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)任一籃球擊中籃筐的速度為v，上升的高度為h，水平位移為x.則有x＝vt，h＝eq\f(1,2)gt2，解得v＝xeq\r(\f(g,2h))，h相同，則v∝x，則得v1＞v2＞v3，故A錯(cuò)誤，B正確．根據(jù)速度的分解有tanθ＝eq\f(gt,v)，t相同，v1＞v2＞v3，則得θ1＜θ2＜θ3，故C、D錯(cuò)誤．10．如圖所示，輪滑運(yùn)動(dòng)員從較高的弧形坡面上滑到A處時(shí)，沿水平方向飛離坡面，在空中劃過(guò)一段拋物線后，再落到傾角為θ的斜坡上，若飛出時(shí)的速度大小為v0，則()A．運(yùn)動(dòng)員落到斜坡上時(shí)，速度方向與坡面平行B．運(yùn)動(dòng)員落回斜坡時(shí)的速度大小是eq\f(v0,cosθ)C．運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間是eq\f(v0tanθ,g)D．運(yùn)動(dòng)員的落點(diǎn)B與起飛點(diǎn)A的距離是eq\f(2v\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)【答案】D【解析】因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)某時(shí)刻的速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，可知運(yùn)動(dòng)員落在斜坡上時(shí)，速度方向與斜面不平行，故A錯(cuò)誤；根據(jù)tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，得運(yùn)動(dòng)員飛行的時(shí)間為t＝eq\f(2v0tanθ,g)，則豎直分速度為vy＝gt＝2v0tanθ.根據(jù)平行四邊形定則可知，落回斜坡時(shí)的速度為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋4v\o\al(2,0)tan2θ)＝v0eq\r(1＋4tan2θ)，故B、C錯(cuò)誤；AB間的距離為s＝eq\f(v0t,cosθ)＝eq\f(2v\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)，故D正確．B組·能力提升11．如圖所示的光滑斜面長(zhǎng)為l，寬為b，傾角為θ，一物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))沿斜面左上方頂點(diǎn)P以初速度v0水平射入，恰好從底端Q點(diǎn)離開斜面，則()A．物塊由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間t＝2eq\r(\f(2l,gsinθ))B．物塊由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間t＝eq\r(\f(2l,g))C．初速度v0＝beq\r(\f(g,2l))D．初速度v0＝beq\r(\f(gsinθ,2l))【答案】D【解析】根據(jù)牛頓第二定律，得物體的加速度為a＝eq\f(G1,m)＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ.根據(jù)l＝eq\f(1,2)at2，有t＝eq\r(\f(2l,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθ))，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)b＝v0t，有v0＝eq\f(b,t)＝eq\f(b,\r(\f(2l,gsinθ)))＝beq\r(\f(gsinθ,2l))，故C錯(cuò)誤，D正確．12．如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員欲騎車越過(guò)寬度d＝2m的壕溝AB，現(xiàn)已知兩溝沿的高度差h＝0.4m．求車速至少多大才能安全越過(guò)壕溝．(g取10m/s2)【答案】5eq\r(2)m/s【解析】運(yùn)動(dòng)員騎車過(guò)壕溝的過(guò)程中，人和車做平拋運(yùn)動(dòng)，要安全越過(guò)壕溝，則須滿足豎直方向下落h時(shí)，水平位移s＝v0t≥d豎直方向h＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v0≥5eq\r(2)m/s，即車速至少為5eq\r(2)m/s才能安全越過(guò)壕溝．13．如圖所示，射擊槍水平放置，射擊槍與目標(biāo)靶中心位于同一水平線上，槍口與目標(biāo)靶之間的距離s＝100m，子彈從槍口水平射出擊中目標(biāo)靶位置離靶中心高度h＝0.2m，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)子彈從射出到擊中目標(biāo)靶的時(shí)間；(2)子彈射出槍口時(shí)的速度大?。敬鸢浮?1)0.2s(2)500m/s【解析】(1)根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，可得t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.2s.(2)水平方向s＝v0t，解得v0＝500m/s.14．如圖所示，在傾角為37°的斜面上從A點(diǎn)以6m/s的初速度水平拋出一個(gè)小球，小球落在B點(diǎn)．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小為g，求：(1)A、B兩點(diǎn)間的距離和小球在空中飛行的時(shí)間；(2)小球剛碰到斜面時(shí)的速度方向與水平方向夾角的正切值．【答案】(1)6.75m,0.9s(2)eq\f(3