人教版物理高中二轮复习专题试卷练习——第十五讲《抛体运动》

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1．在空中同一位置同时将三个小球a、b、c沿同一方向水平抛出，其速度大小分别为v、2v和3v，某一时刻三个小球在空中的位置排布应是下列图中的：      （      ）【答案】A 2．如图所示,某一小球以v0=10 m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计,g=10 m/s2).以下判断中正确的：      （      ）A．小球经过A、B两点间的时间t=s   B．小球经过A、B两点间的时间t=1 sC．A、B两点间的高度差h=10 m         D．A、B两点间的高度差h=15 m【答案】C【解析】根据平行四边形定则知，vyA=v0=10m/s，vyB＝v0tan60°＝v0=10m/s，则小球由A到B的时间间隔．故A B错误．A、B的高度差，故C正确，D错误．故选C。【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速运动，竖直方向上是自由落体运动；结合运动学公式灵活求解。3．如图所示的实验装置中，小球A、B完全相同．用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落，实验中两球同时落地．图中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，下列说法中正确的是：      （      ）A．A球从面1到面2的速度变化等于B球从面1到面2的速度变化B．A球从面1到面2的速率变化等于B球从面1到面2的速率变化C．A球从面1到面2的速率变化大于B球从面1到面2的速率变化D．A球从面1到面2的动能变化大于B球从面1到面2的动能变化【答案】A 4．（多选）如图所示，在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，如果两球均落在同一点C上，则两小球：      （      ）A. 落地的速度大小可能相等      B. 落地的速度方向可能相同C. 落地的速度大小不可能相等    D. 落地的速度方向不可能相同【答案】AD【解析】【名师点睛】本题主要考查了平抛运动的基本规律，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，难度适中。5．一条水平放置的水管，横截面积S=2.0cm2，距地面高h=1.8m．水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向射出，水落地的位置到管口的水平距离x=0.9m．可以认为管口横截面上各处水的速度都相同，自由落体加速度取g=10m/s2，不计空气阻力．问：每秒内从管口流出的水有多大体积．【答案】【解析】根据得：则水平抛运动的初速度为：流量为：．【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解1．如图所示，在竖直放置的半圆形容器的圆心O点分别以水平初速度抛出两个小球（可视为质点），最终它们分别落在圆弧上的A点和B点，已知OA与OB相互垂直，且OA与竖直方向成角，则两个小球初速度之比为：      （      ）A．       B．         C．     D．【答案】C【名师点睛】知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，解题的关键在于明确题意及几何关系． 2．如图所示，在同一平台上的O点水平抛出的三个物体，分别落到a、b、c三点，则三个物体运动的初速度va，vb，vc的关系和三个物体运动的时间ta，tb，tc的关系分别是：      （      ）A．va>vb>vc    ta>tb>tc      B．va<vb<vc    ta=tb=tcC．va<vb<vc     ta>tb>tc       D．va>vb>vc    ta<tb<tc【答案】C【解析】在竖直方向上做自由落体运动，从图中可知三个物体落地的高度，根据可得，故，从图中可知，在水平方向上做匀速直线运动，根据知，a的水平位移最短，时间最长，则速度最小；c的水平位移最长，时间最短，则速度最大，所以有，C正确；3．甲同学以速度v1将铅球水平推出，推出点距地面高度为H1，乙同学身高较高，将铅球在距地面H2高度处水平推出（H2>H1），两位同学推出铅球的水平位移恰好一样，不计空气阻力的作用，则乙同学推出铅球的速度为：      （      ）A．          B．         C．         D．【答案】B【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，平抛运动的时间由高度决定，时间和水平初速度共同决定水平位移.4．（多选）如图所示，固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，同时从A点水平抛出甲、乙两个小球，速度分别为v1，v2，分别落在C、D两点，OC、OD与竖直方向的夹角均为37O，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）则：      （      ）A．甲乙两球下落到轨道的时间不等B．甲乙两球下落到轨道的时间相等C．v1：v2=1：2D．v1：v2=1：4【答案】BD【解析】两个物体下落的高度是相等的，根据可知，甲乙两球下落到轨道的时间相等，故A错误B正确；设圆形轨道的半径为R．则A、C的水平位移为，，则；由，可知t相同，则由可知，，故C错误，D正确；5．如图所示，小球由静止开始沿光滑轨道滑下，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在斜面上，已知斜面的倾角为=30°，斜面上端与小球抛出点在同一水平面上，下端与抛出点在同一竖直线上，斜面长度为L，斜面上M、N两点将斜面长度等分为3段，小球可以看做质点，空气阻力不计，为使小球能落在M点上，求：（1）小球抛出的速度多大？（2）释放小球的位置相对于抛出点的高度h是多少？【答案】（1）（2）【名师点睛】在处理平抛运动时，关键是知道将平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，两个运动具有等时性，即运动时间相同，然后列式求解1．【2017·新课标Ⅰ卷】发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是：      （      ）A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大【答案】C【解析】由题意知，速度大的球先过球网，即同样的时间速度大的球水平位移大，或者同样的水平距离速度大的球用时少，故C正确，ABD错误。【名师点睛】重点要理解题意，本题考查平抛运动水平方向的运动规律。理论知识简单，难在由题意分析出水平方向运动的特点。2．【2017·江苏卷】如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为：      （      ）（A）   （B）   （C）    （D）【答案】C【解析】设第一次抛出时A球的速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t，第二次两球的速度为第一次的2倍，但两球间的水平距离不变，则x=2(v1+v2)T，联立得T=t∕2，所以C正确；ABD错误．【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变．3．【2016·海南卷】在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中：      （      ）A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等【答案】B【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合加速度公式和动能定理公式灵活求解即可。4．【2016·上海卷】如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α。一小球以速度从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间为____________；直线PA与竖直方向的夹角β=_________。【答案】；【方法技巧】先分解小球到达A点的速度，通过计算小球运动到A点的时间，再分解平抛运动位移，根据，找出角度关系。5．【2015·上海·16】如图，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在：      （      ）A．bc之间            B．c点              C．cd之间              D．d点【答案】A【解析】 如图所示【名师点睛】 本题考查了平抛运动的规律，意在考查考生的分析综合能力。重点是抓住处理平抛运动的重要方法，运动的合成与分解。把平抛运动分解成水平方向的匀速运动，竖直方向的匀加速运动。因为水平方向匀速运动，根据水平位移求时间更简便一些。 【满分：110分  时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1．如图所示，在水平地面上 M 点的正上方某一高度处，将 球以初速度 v1 水平向右抛出，，同时在 M 点右方地面上 N 点处，将 S2 球以初速度 v2斜向左上方抛出， 两球恰在 M、N 连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇 过程中：      （      ）A.初速度大小关系为 v1＝v2B．速度变化量大小相等C．都是变加速运动D．都不是匀变速运动【答案】B【名师点睛】平抛运动和斜抛运动在水平方向都是匀速直线运动，不同的是在竖直方向上的运动，但在竖直方向上的加速度是一样的，都是重力加速度。2．如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是：      （      ）A．从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短B．篮球两次撞墙的速度可能相等C．篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等D．抛出时的动能，第一次一定比第二次大【答案】A【名师点睛】由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，该运动的逆运动为平抛运动，结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解。3．如图，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点．O点在水平地面上。可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=l0m／s2。则B点与O点的竖直高度差为：      （      ）A． B．      C．      D．【答案】A【解析】小球刚好通过A点，则在A点重力提供向心力，则有：，解得：从A点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x=vt，竖直方向的位移h=gt2，根据几何关系有：x2+h2=R2解得：，B点与O点的竖直高度差,故A正确，BCD错误．故选A.【名师点睛】本题综合运用了向心力公式、平抛运动规律，综合性较强，关键理清过程，选择适当的定理或定律进行解题，并借助于几何关系进行解答，难度适中。4．如图所示，在斜面顶端A以速度v水平抛出一小球，经过时间t1恰好落在斜面的中点P；若在A点以速度2v水平抛出小球，经过时间t2落地完成平抛运动。不计空气阻力，则：      （      ）                 A．t2>2t1  B．t2=2t1  C．t2<2t1  D．落在B点【答案】C【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大。5．如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以和的速度水平抛出，都落到了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打在斜面上，则、之比为：      （      ）A．1：2          B．2：1            C．3：2           D．2：3【答案】C【解析】对小球A，其做平抛运动，故在水平方向上，竖直方向上，因为落到斜面上，所以有，解得；对小球B，因为小球恰好能垂直打到斜面上，故有，解得，所以，C正确；【名师点睛】本题关键对两球运用平抛运动的分位移公式和分速度公式列式求解，同时结合几何关系找出水平分位移与竖直分位移间的关系，运用比例法求解． 6．某投掷游戏可简化为如图所示的物理模型，投掷者从斜面底端A正上方的某处将小球以速度v0水平抛出，小球飞行一段时间后撞在斜面上的P点，该过程水平射程为x，飞行时间为t，有关该小球运动过程中两个物理量之间的图像关系如a、b、c所示，不计空气阻力的影响，下面叙述正确的是：      （      ）A．直线a是小球的竖直分速度随离地高度变化的关系B．曲线b可能是小球的竖直分速度随下落高度变化的关系C．直线c是飞行时间t随初速度v0变化的关系D．直线c是水平射程x随初速度v0变化的关系【答案】B【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合水平位移和竖直位移的关系分析求解．7．如图所示是倾角为45°的斜坡，在斜坡底端P点正上方Q点以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1。小球B从同一点Q自由下落，下落至P点的时间为t2。不计空气阻力，则t1与t2的比值为：      （      ）A. 1∶2　　　　　　B. 1∶         C. 1∶3            D. 1∶【答案】D【名师点睛】本题关键是明确小球Q的运动是平抛运动，然后根据平抛运动的分位移和分速度公式联立求解出运动时间，再根据几何关系得到自由落体的位移，从而进一步求得时间，最后得到比值。8．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度，则球刚要落到球拍上时速度大小为：      （      ）A．       B．        C．      D． 【答案】D9．如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va、vb沿水平方向抛出，经过时间ta、tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是：      （      ）A．ta > tb         B．ta < tb         C．va > vb          D．va < vb【答案】AD【解析】两个小球都作平抛运动，竖直方向作自由落体运动，由h=gt2，得，则知ta＞tb．小球水平方向都做匀速直线运动，由x=v0t，由题意x相等，又ta＞tb，则知va＜vb，故选AD．【名师点睛】此题考查平抛运动的规律；要知道平抛运动在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，结合运动公式解答. 10．如图所示，相同的乒乓球1、2落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网．不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法中正确的是：      （      ）A．起跳时，球1的重力功率等于球2的重力功率B．球1的速度变化率小于球2的速度变化率C．球1的飞行时间大于球2的飞行时间D．过网时球1的速度大于球2的速度【答案】AD【解析】将小球运动视为斜抛运动，将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，根据过网时的速度方向均垂直于球网，知竖直方向末速度为零，根据和知竖直方向初速度相同，运动时间相同，水平初速度1的大于2的，相同，故A正确；不计乒乓球的旋转和空气阻力，知两球加速度相同，故球1的速度变化率等于球2的速度变化率，故BC错误；根据以上分析知竖直方向初速度相同，运动时间相同，水平初速度1的大于2的，故过网时球1的速度大于球2的速度，D正确。【名师点睛】此题考查斜抛运动，注意将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，然后根据规律分析。11．如图所示，横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c．下列判断正确的是：      （      ）A．图中三小球比较，落在a点的小球飞行时间最长B．图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最长C．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最小D．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快【答案】AC【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移12．某次网球比赛中，某选手将球在边界正上方水平向右击出，球刚好过网落在场中（不计空气阻力），已知网球比赛场地相关数据如图所示，下列说法中正确的是：      （      ）A．击球高度与网球高度之间的关系为B．任意增加击球高度，只要击球传送带合适，球一定能落在对方界内C．任意降低击球高度（仍大于），只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D．若保持击球高度不变，球的初速度只要不大于，一定落在对方界内【答案】AB【解析】【名师点睛】本题考查平抛运动的临界问题，关键掌握平抛运动的规律，抓住临界情况，运用运动学规律进行求解． 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分）小亮观赏跳雪比赛，看到运动员先后从坡顶水平跃出后落到斜坡上．斜坡长80m，如图所示，某运动员的落地点B与坡顶A的距离L=75m，斜面倾角为37°，忽略运动员所受空气阻力．重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）求运动员在空中的飞行时间；（2）小亮认为，无论运动员以多大速度从A点水平跃出，他们落到斜坡时的速度方向都相同．你是否同意这一观点？请通过计算说明理由；（3）假设运动员在落到倾斜雪道上时，靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜坡的分速度而不弹起．运动员与斜坡和水平地面的动摩擦因数均为μ=0.4，经过C处运动员速率不变，求运动员在水平面上滑行的最远距离．【答案】（1）（2）见解析（3）14．（10分）如图所示，质量为m=0.2kg的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角θ=53°的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差h=3.2m，g取10m/s2 (sin53°=0.8，cos53°=0.6)，求：（1）斜面顶端与平台边缘的水平距离S；（2）小球沿斜面下滑到距斜面顶端竖直高度H=15m时重力的瞬时功率。【答案】（1）4.8m（2）32W15．（15分）一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为h，坡面的抛物线方程为y=，探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。（1）求此人落到坡面时的动能；（2）此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？【答案】（1）（2）时，【解析】（1）设该队员在空中运动的时间为t ，在坡面上落点的横坐标为x ，纵坐标为y ．由运动学公式和已知条件得x=v0t    依题意：由机械能守恒可知落到坡面时的动能为：联立解得：（2）由可改写为当时，即时，16．（15分）如图所示，高的水平台面上是一个以的速度顺时针转动的水平传送带AB，在该水平台面右边竖直面BC的右端处也有一高度的足够长水平台面，其左端竖直面DE也是竖直方向，E点为平台的左端点。将一质量的小物块无初速度的放在传送带上的A点处。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1，传送带的长度，传送带的滑轮大小可以忽略，重力加速度取．（1）求物体从A到B的过程中，产生的热量；（2）求小物块离开传送带后，第一落点的位置到E点的距离。【答案】（1）4J（2）0.1m产生的热量(2小物体离开传送带后做平抛运动，若能到平台下方的地面，，解得由于，所以小物体不可能到达平台下方的地面  设体落在竖直面DE上，由于      则小物块落点距E的距离。