高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 抛体运动的规律巩固练习

4　抛体运动的规律

一、选择题(第1~4题为单选题，第5~7题为多选题)

1.决定一个做平抛运动的物体在空中运动时间的因素是(　　)

A.抛出时的初速度

B.抛出时的竖直高度

C.抛出时的竖直高度与初速度

D.以上均不正确

答案：B

解析：由于物体在竖直方向上做自由落体运动，h=gt2，t=，只与抛出时的竖直高度有关，与水平分速度无关。

2.物体在做平抛运动的过程中，下列哪些量是不变的(　　)

①物体运动的加速度

②物体沿水平方向运动的分速度

③物体沿竖直方向运动的分速度

④物体运动的位移方向

A.①② B.③④ 

C.①③ D.②④

答案：A

解析：做平抛运动的物体，只受重力作用，所以运动过程中的加速度始终为g；水平方向不受力，做匀速直线运动，速度不变；竖直方向做自由落体运动，v=gt，速度持续增加，位移也时刻变化，选项A正确。

3.做斜上抛运动的物体，到达最高点时(　　)

A.具有水平方向的速度和水平方向的加速度

B.速度为零，加速度向下

C.速度不为零，加速度为零

D.具有水平方向的速度和竖直向下的加速度

答案：D

解析：斜上抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动的合运动。当物体到达最高点时，竖直方向上的速度减为零，水平方向上的速度不变。由于只受重力作用，所以物体始终具有竖直向下的加速度g，选项D正确。

4.一水平固定的水管，水从管口以不变的速度源源不断地喷出。水管距地面高h=1.8 m，水落地的位置到管口的水平距离x=1.2 m。不计空气及摩擦阻力，水从管口喷出的初速度大小是(　　)

A.1.2 m/s B.2.0 m/s

C.3.0 m/s D.4.0 m/s

答案：B

解析：水从管口喷出，做平抛运动，根据平抛运动规律h=gt2可知，水在空中运动的时间为0.6 s，根据x=v0t可知水平初速度为v0=2 m/s，因此选项B正确。

5.以初速度v0做平抛运动的物体在某时刻的水平分速度与竖直分速度大小相等，下列说法正确的是(　　)

A.该时刻物体的水平分位移与竖直分位移大小相等

B.该时刻物体的速率等于v0

C.物体运动的时间为

D.该时刻物体的合位移大小等于

答案：BC

解析：由vy=v0=gt得运动时间为t=，选项C正确；经过时间t后，水平方向上的位移为x=v0t=，竖直方向上的位移为y=gt2=，选项A错误；由于水平分速度与竖直分速度大小相等，所以该时刻物体的速率等于v0，选项B正确；该时刻物体的合位移大小s=，选项D错误。

6.在一次体育活动中，两位同学一前一后在同一水平直线上的两个位置沿水平方向分别抛出两个小球A和B，两个小球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力。要使两小球在空中发生碰撞，则必须(　　)

A.先抛出A球再抛出B球

B.同时抛出两球

C.A球抛出速度大于B球抛出速度

D.使两球质量相等

答案：BC

解析：两小球均做平抛运动，根据运动的合成与分解知，小球在竖直方向做自由落体运动；两小球在空中发生碰撞时，两小球在空中下落的高度一定相等；由h=gt2得，两小球在空中运动的时间相等，即必须同时抛出两球，与两球质量无关，选项A、D错误，B正确。小球在水平方向做匀速直线运动，A球的水平位移大于B球的水平位移时两球才能发生碰撞；由x=v0t得，A球抛出速度大于B球抛出速度，选项C正确。

7.如图所示，在水平地面同一位置的三个小球做斜上抛运动，沿三条不同的路径运动，最终落在1、2、3三点，三条路径的最高点是等高的。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是(　　)

A.落在1的小球抛出时的速率最大

B.落在3的小球在空中运动时间最短

C.三个小球运动时相同时间内速度变化相同

D.三个小球运动到最高点时速度相等

答案：AC

解析：三个小球都做斜上抛运动，只受重力作用，加速度即为重力加速度，选项C正确；在竖直方向上做竖直上抛运动，由于能上升的竖直高度相同，竖直分速度相等，所以三个小球在空中飞行的时间相等，选项B错误；由于1球的水平射程最大，故1球的水平速度及抛出时的速度均比2、3球的大，选项A正确，D错误。

二、计算题

8.物体做平抛运动，在它落地前的1 s内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°，g取10 m/s2。求：

(1)平抛运动的初速度v0的大小；

(2)平抛运动的时间；

(3)平抛时的高度。

答案：(1)5 m/s

(2)1.5 s

(3)11.25 m

解析：(1)假定轨迹上A、B两点是落地前1 s内的始、终点，画出轨迹图，如图所示。

对A点：tan 30°=①

对B点：tan 60°=②

t'=t+1 s③

由①②③解得t=0.5 s，v0=5 m/s。

(2)平抛运动总时间t'=t+1 s=1.5 s。

(3)平抛时的高度h=gt'2=11.25 m。