高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律课时训练

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

5.4抛体运动的规律 课时作业4（含解析）

1．从离水平地面5m高处以初速度水平抛出一小石块，不计空气阻力，取。则小石块（　　）

A．在空中飞行时间为0.1s

B．落地时水平位移大小为10m

C．落地时水平位移大小为20

D．着地时速度大小为20m/s

2．一个小球在倾角为θ=30°的固定斜面顶端以大小为v0的初速度水平拋出，小球落在斜面上，增大抛出的初速度后，小球落在水平面上，前后两次平抛运动所用的时间之比为1：，重力加速度为g，则斜面的长度为（　　）

A． B． C． D．

3．削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，面团离锅上沿最近的水平距离为0.4m，锅的直径为0.4m。若削出的面片落入锅中，则面片的水平初速度可能是（g取10  m/s2）（　　）

A．0.8  m/s B．1.2  m/s C．3.0  m/s D．4.0  m/s

4．如图所示，斜面倾角为，在点以速度将小球水平抛出（小球可以看成质点），小球恰好经过斜面上的小孔，落在斜面底部的点，且为的中点。在点以速度将小球水平抛出，小球刚好落在点。若小球从运动到的时间为，从运动到的时间为，则为（　　）

A．1：1 B．1：2 C．2：3 D．1：3

5．如图是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景。若运动员的成绩为8.00m，腾空时重心离沙坑的最大高度为1.25m。为简化情景，把运动员视为质点，空中轨迹视为抛物线，则（　　）

A．运动员在空中运动的时间为0.5s

B．运动员在空中最高点时的速度大小为4m/s

C．运动员落入沙坑时的速度大小为9m/s

D．运动员落入沙坑时速度与水平面夹角正切值为0.625

6．如图所示，水平地面放置一倾角为37°的斜面，将小球甲从斜面顶端A以速度沿水平方向抛出后落在斜面上的C点。将另一小球乙从与A等高的B点以速度水平抛出恰好垂直撞击到C点，已知，则甲乙两球初速度大小之比是（　　）

A． B． C． D．1

7．如图所示为某种水轮机的示意图，水平管中流出的水流直接冲击水轮机上的某挡板时，水流的速度方向刚好与水轮机上该挡板的线速度方向相同，水轮机圆盘稳定转动时的角速度为，圆盘的半径为R，冲击挡板时水流的速度是该挡板线速度的4倍，该挡板和圆盘圆心连线与水平方向夹角为30°，挡板长度远小于R，不计空气阻力，则水从管口流出速度的大小为（　　）

A． B． C． D．

8．如图所示为木星表面的航天探测过程示意图，金属台高h=5m，可视为质点的探测头以一定的初速度从金属台的边缘水平发射，落在木星表面。经过探测发现，距台左侧l=1m处，木星表面有一个直径d=3m的圆形塌坑。已知木星表面上重力加速度g=20m/s2，为了避免探测头落入塌坑，发射速度v应该满足（　　）

A．1m/s<v<4m/s

B．v<1m/s，v>4m/s

C．m/s<v<4m/s

D．v<m/s，v>4m/s

9．如图，从高H处的A点先后平抛两个小球1和2，球1刚好直接越过竖直挡板MN落到水平地面上B点，球2则与地面碰撞两次后，刚好越过竖直挡板MN，也落在B点。设球2每次与水平面碰撞都是弹性碰撞，空气阻力忽略不计，则竖直挡板MN的高度h是（　　）

A． B． C． D．

10．如图所示，边长为a的正方体无盖盒子放置在水平地面上，O为直线A′B′上的一点，且与的距离为a。将小球（可视为质点）从O点正上方距离2a处以某一速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度为g。为使小球能落在盒子内部，则小球抛出时的速度不超过（　　）

A． B． C． D．

11．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，不计空气阻力，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＝tc

C．va<vb<vc； ta>tb>tc D．va>vb>vc；ta<tb<tc

12．对于平抛运动（不计空气阻力，g为已知），下列条件中可确定物体飞行时间的是（　　）

A．已知水平位移 B．已知下落高度

C．已知初速度 D．已知位移的大小和方向

13．二维运动传感器设计原理如图甲所示，通过B1、B2两个接收器，计算机可以记录各个时刻运动物体A的位置坐标。计算机可以根据位置坐标，分别绘出物体A的水平分速度大小vx（用虚线表示）和竖直分速度vy（用实线表示）随时间变化的v—t图像，如图乙所示。根据题中信息（　　）

A．可以看出物体A的竖直方向的分运动是匀加速运动

B．可以看出物体A的水平方向的分运动是匀速运动

C．可以求出物体A在竖直方向的加速度的大小

D．无法求出物体A做平抛运动速度的大小

14．如图所示为某次滑雪比赛场地的示意图。运动员从A点滑下，到B点沿斜坡向上，之后从C点飞出，最后落在D点，设运动员在段受到的阻力恒定，不计空气阻力，运动员没有做任何动作，滑板与坡面间的动摩擦因数为0.2，段的倾角为53°，则运动员从B点运动到D点，在水平方向和竖直方向的分速度、随时间t变化关系正确的是（    ）

A． B． C． D．

15．如图所示，有一质量为的小球，以速度从倾角为斜面点水平向右抛出，小球在运动过程中还受一恒力作用，最终沿竖直方向落在斜面的点，速度大小仍为，的长度为，重力加速度为，则下列说法正确的是（    ）

A．的大小可能为

B．的方向可能沿斜面向上

C．在任意相等时间间隔内，小球的速度变化量都不同

D．小球在空中运动的时间一定为

16．如图所示，小球从平台A水平抛出落到平台B上，已知AB的高度差为h＝1.25m，两平台的水平距离为s＝5m，则小球的速度至少为多少时，小球才能够落到平台B上．（g取10m/s2）

17．如图所示，斜面倾角，斜面静止时物块放在斜面上刚好不下滑。斜面从静止向右以加速度为a做匀加速直线运动时，物块离斜面底端的距离为L，物块仍始终相对斜面静止。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计物块大小。，，求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数；

（2）某时刻斜面突然停住，物块刚好落在斜面的底端，斜面运动的时间为多少。

18．将一块石子以10m/s的速度从5m的高度水平抛出，石子速度方向与水平面的夹角为，不计空气阻力，取g=10m/s2。求石子：

（1）落地前的运动时间T；

（2）落地时速度的大小v；

（3）在空中运动过程中tanθ随时间t变化的关系式。

19．如图是利用传送带装运煤块的示意图其中，传送带的从动轮与主动轮圆心之间的距离为，传送带与水平方向间的夹角，煤块与传送带间的动摩擦因数，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度，与运煤车车箱中心的水平距离现在传送带底端由静止释放一煤块可视为质点煤块恰好在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心，取，，，求：

（1）主动轮的半径；

（2）传送带匀速运动的速度；

（3）煤块在传送带上直线部分运动的时间．

参考答案

1．B

【详解】

A．小石块竖直方向做自由落体运动，则有，得

故A错误；

BC．小石块水平方向做匀速直线运动，则小石块落地的水平位移为

故B正确，C错误；

D．落地竖直分速度大小

落地速度大小为

故D错误。

故选B。

2．C

【详解】

设斜面高度为h，斜面长度为L，小球第一次运动的时间为t，则第二次运动的时间为。

第一次小球下降的高度为

第一次小球沿水平方向的位移为

由几何关系有

联立解得

第二次时

由于第二次落在水平面上，则斜面高度为

斜面长度为

故选C。

3．B

【详解】

根据

得

因为平抛运动的水平位移

根据

知，初速度的范围为

故选B。

4．B

【详解】

对于平抛运动，其运动时间只由高度决定，不管是以初速度或抛出，其落到斜面底端时间是一样，都为。

设从到的时间为，由平抛运动规律得

同理，从到的运动

根据数学几何问题可知

即

由于

因此

即到和到的时间相等，都为到的时间的一半，又因为从点抛出，、在同一水平面上，高度相同，时间相同，即

故选B。

5．D

【详解】

A．跳远是斜抛运动，后半段可视为平抛运动，前半段可视为逆向平抛，前、后段时间相等，根据h=gt2，得

t1=0.5s

则运动员在空中运动的时间是

t=2t1=1.0s

故A错误；

B．由

x=v0t=8.00m

得

v0=8.0m/s

即运动员在空中最高点的速度大小是8.0m/s，故B错误；

C．运动员落入沙坑时的速度大小是

故C错误；

D．运动员落入沙坑时速度与水平面的夹角正切值

故D正确。

故选D。

6．B

【详解】

根据平抛运动的规律，甲球落在C点

可得

乙球垂直斜面落地落在C点，可知末速度与水平方向的夹角为，竖直下落高度与甲相同，则所用时间与甲相同，乙球下落高度与甲相同，则所用时间与甲相同。设乙球抛出的速度大小为，则

联立解得

故选B。

7．C

【详解】

圆盘边缘点的线速度大小

故水流冲击某挡板前的速度

水流做平抛运动，水平分速度是匀速直线运动，竖直分运动是自由落体运动，将冲击挡板前的速度分解，如下图

故

故ABD错误，C正确。

故选C。

8．D

【详解】

设探测头的速度为v1时恰好落入溻坑的右边缘，由平抛运动公式得

解得

设探测头的速度为v2时恰好落入溻坑的左边缘，由平抛运动公式得

解得

综上可得，为了避免探测头落入塌坑，发射速度v应该满足

故选D。
 

9．B

【详解】

如图所示，设球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，OE=d，由几何关系和对称性可知 OB=5d。
 

球1从A点飞到B点的运动时间为

球1从A点飞到B点在水平方向有

由对称性可知，球2从A点飞到B点时间t2是球1从A点飞到B点的运动时间t1的5倍，则两球在水平方向有

v1t1=v2t2

且

t2=5t1

故

v1=5v2

由分运动的等时性可知：球1从A点飞到挡板M点的时间与球2从A点飞到C点的时间相等；由对称性可知球2从M点飞到D点与由A飞到C的时间相等，OD两点间的水平距离为4d。球1从O点飞到M点与球2由M点飞到D点水平方向有

解得

故选B。

10．A

【详解】

当小球恰好从C点落入盒子时水平速度最快，此时小球的水平位移为

竖直位移为，根据平抛运动的规律得

联立解得

故选A。

11．C

【详解】

由自由落体运动的位移公式

解得

假设三个物体下落相同高度时，则水平射程不同

解得

C正确，ABD错误。

故选C。

12．BD

【详解】

AC．根据水平位移

知道水平位移和初速度，即可求出运动的时间，知道其中一个，无法求出运动的时间，AC错误；

B．根据

知道下落的高度，可求出运动的时间，B正确；

D．知道位移的大小和方向，可以求出下落的高度，根据

求出运动的时间，D正确。

故选BD。

13．ABC

【详解】

AC．由于实线是竖直分速度随时间变化情况，它是一条过原点的直线，说明竖直方向上做的是初速度为0的匀加速直线运动，其加速度的大小等于图线的斜率大小，故竖直方向的加速度也可以计算得出，选项AC正确；

B．又由于虚线表示水平方向的分速度，看出是一条平行于时间轴的直线，说明它做的是匀速运动，选项B正确；

D．而这个速度就是物体做平抛运动的初速度的大小，故平抛运动的初速度的大小是可以求出的，选项D错误。

故选ABC。

14．BD

【详解】

AB．运动员在BC部分运动时，受到重力、支持力和斜坡的摩擦力，合力沿斜面向下，所以此时水平方向为匀减速运动，在CD部分运动时，运动员只受重力，做斜抛运动，水平方向为匀速运动，故A错误，B正确；

CD．运动员在BC部分运动时，受到重力、支持力和斜坡的摩擦力，合力沿斜面向下，所以此时竖直方向为匀减速运动，在CD部分运动时，运动员只受重力，做斜抛运动，竖直方向为速度与加速度相反的匀变速运动，故C错误，D正确。

故选BD。

15．BD

【详解】

CD．沿平行于斜面和垂直于斜面方向建立坐标，并分解分解速度，沿斜面方向初速度

垂直斜面方向初速度

根据题意可知最终沿竖直方向落在斜面的B点，根据对称性可知，小球将做斜抛运动，所以小球沿斜面方向以做匀速直线运动，所以小球运动的时间为

在竖直方向做匀变速运动，根据

可知在任意相等时间间隔内，小球的速度变化量相同，故C错误，D正确；

AB．当外力沿斜面向上时有最小值，可得

所以外力F的方向可能沿斜面向上，故A错误，B正确。

故选BD。

16．10m/s

【详解】

小球下落的时间为t，则

解得

t=0.5s

故要使小球落到B平台上，小球的水平位移

即

所以

即小球的速度最小为10m/s才能落到平台B上。

17．（1）；（2）

【详解】

（1）由力的平衡可知

解得

（2）斜面突然停住，物块向前做平抛运动。设平抛的速度为，则

解得

设运动的时间为，则

18．（1）1s；（2）；（3）

【详解】

（1）根据平抛运动规律有

解得

（2）根据

解得

（3）根据

得

19．（1）0.1m（2）1m/s；（3）4.25s

【分析】

（1）要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，根据平抛运动的规律求出离开传送带最高点的速度，结合牛顿第二定律求出半径的大小．

（2）根据牛顿第二定律，结合运动学公式确定传送带的速度．

（3）煤块在传送带经历了匀加速运动和匀速运动，根据运动学公式分别求出两段时间，从而得出煤块在传送带上直线部分运动的时间．

【详解】

（1）由平抛运动的公式，得 ，

代入数据解得

v=1m/s

要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，

由牛顿第二定律，得

，

代入数据得R=0.1m

（2）由牛顿第二定律得 

，

代入数据解得

a=0.4m/s2

由得s1=1.25m＜s，即煤块到达顶端之前已与传送带取得共同速度，

故传送带的速度为1m/s．

（3）由v=at1解得煤块加速运动的时间t1=2.5s

煤块匀速运动的位移为

s2=s﹣s1=1.75m，

可求得煤块匀速运动的时间

t2=1.75s

煤块在传送带上直线部分运动的时间

t=t1+t2

代入数据解得  

t=4.25s