人教版 (2019)必修 第二册实验：探究平抛运动的特点精品习题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册实验：探究平抛运动的特点精品习题，文件包含55专题4平抛运动中的临界问题练习原卷版docx、55专题4平抛运动中的临界问题练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共17页， 欢迎下载使用。
一、单选题
1．如图所示，M、N是两块挡板，挡板M高h′=10 m，其上边缘与挡板N的下边缘在同一水平面。从高h=15 m的A点以速度v0水平抛出一小球（可视为质点），A点与两挡板的水平距离分别为d1=10 m，d2=20 m。N板的上边缘高于A点，若能使小球直接进入挡板M的右边区域，则小球水平抛出的初速度v0的大小可能是下列给出数据中的哪个（g取10 m/s2，空气阻力不计）（ ）
A．8 m/sB．4 m/sC．15 m/sD．21 m/s
【答案】C
【解析】要让小球落到挡板M的右边区域，下落的高度为
=h-h′=5m
可得
水平方向分别满足
d1=v01t
d2=v02t
得v0的范围为
10m/s≤v0≤20m/s
故选C。
2．如图所示，乒乓球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘.设乒乓球的运动为平抛运动，则乒乓球( )
A．在空中做变加速直线运动B．在水平方向做匀加速直线运动
C．在网的右侧运动的时间是左侧的2倍D．击球点的高度是网高的2倍
【答案】C
【解析】乒乓球做的是平抛运动，加速度为g，是匀加速曲线运动，故A错误；乒乓球做的是平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，故B错误；因为水平方向做匀速运动，网右侧的水平位移是左边水平位移的两倍，所以网右侧运动时间是左侧的两倍，故C正确；竖直方向做自由落体运动，根据h=gt2可知，球在网的两侧运动的时间比为1:2，下降的高度之比1:8，即击球点的高度与网高之比为：9：8，故D错误．故选C．
3．一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示，水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h，发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h，不计空气的作用，重力加速度大小为g，若乒乓球的发射率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（ ）
A．＜v＜L1 B．＜v＜
C．＜v＜ D．＜v＜
【答案】D
【解析】球要落在网右侧台面上，临界情况是与球网恰好不相撞，还有与球台边缘相碰，根据高度求出平抛运动的时间，根据几何关系求出最小的水平位移和最大的水平位移，从而得出最小速度和最大速度．
解：若球与网恰好不相碰，根据3h﹣h=得，，水平位移的最小值，则最小速度．
若球与球台边缘相碰，根据3h=得，，水平位移的最大值为xmax=，则最大速度，故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
4．如图，网球运动员在左边底线正上方距地面高H处，将网球以速度v沿垂直球网方向水平击出，球恰好不触网且最终落到右边底线上.球的运动可视作平抛运动，则( )
A．网球做变加速曲线运动
B．网球在网的两侧场地内运动时间相同
C．H是网高的2倍
D．若用大于v的速度沿垂直球网方向将球水平击出，球将触网落地
【答案】B
【解析】网球仅受重力，做平抛运动，加速度不变，做匀变速曲线运动，故A错误．网球在水平方向上做匀速直线运动，由于在两侧场地内的水平位移相等，则运动的时间相等，故B正确．竖直方向上做自由落体运动，有H=12gt2，设网高为h，则有：H−ℎ=12g(t2)2，联立两式解得ℎ=3H4，故C错误．设平抛运动的时间为t，若初速度增大，在下降t2时间内水平位移大于一侧场地的长度，不会触网，故D错误．故选B．
5．一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m，一小球以水平速度v飞出，g取，欲落在第四级台阶上，则v的取值范围是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】根据平抛运动规律有
根据几何关系有
得
如果落到第四级台阶上有
联立解得
故选A。
6．如图所示,从O点沿x方向水平抛出的物体,抵达斜面上端的P点时,其速度方向恰好与斜面平行,然后沿着斜面无摩擦滑下.从抛出点开始计时,下列描述该物体沿x方向和y方向运动的v-t图象中,大致正确的是( )
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】
考查平抛运动､v-t图象､牛顿第二定律.根据平抛运动特点:vx=v0,vy=gt;当物体在斜面上运动时,物体在水平方向匀加速运动的加速度ax=gsin2θ,在竖直方向的加速度ay=gsin2θ9m，故此球能过网。
13．如图所示，水平屋顶高H＝5 m，围墙高h＝3.2 m，围墙到房子的水平距离L＝3 m，围墙外空地宽x＝10 m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上，g取10 m/s2.求：
(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围；
(2)小球落在空地上的最小速度．
【答案】(1)5 m/s≤v0≤13 m/s； (2)5m/s；
【解析】（1）若v太大，小球落在空地外边，因此，球落在空地上，v的最大值vmax为球落在空地最右侧时的平抛初速度，
如图所示，小球做平抛运动，设运动时间为t1．
则小球的水平位移：L+x=vmaxt1，
小球的竖直位移：H=gt12
解以上两式得
vmax=（L+x）=（10+3）×=13m/s．
若v太小，小球被墙挡住，因此，
球不能落在空地上，v的最小值vmin
为球恰好越过围墙的最高点P落在空地上时的平抛初速度，设小球运动到P点所需时间为t2，
则此过程中小球的水平位移：L=vmint2
小球的竖直方向位移：H﹣h=gt22
解以上两式得vmin=L=3×=5m/s
因此v0的范围是vmin≤v0≤vmax，
即5m/s≤v0≤13m/s．
（2）根据机械能守恒定律得：mgH+=
解得小球落在空地上的最小速度：vmin′===5m/s
14．小伙伴在河岸做抛石子游戏．如图所示为河的横截面示意图，小亮自O点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子．已知O点离水面AB的高度为h，O、A两点间的水平距离为x1,水面AB的宽度为x2,河岸倾角为θ，重力加速度为g．
（1）若石子直接落到水面上，求其在空中飞行的时间t；
（2）为使石子直接落到水面上，求抛出时速度大小的v0的范围；
（3）若石子质量为m，抛出速度大小为v时恰好在C点垂直撞击河坡，求石子从O到C过程中减少的重力势能ΔEP.
【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）若石子直接落到水面上，根据平抛运动竖直方向分运动可看作自由落体运动可得：解得；
（2）抛出时速度的大小范围是：x1≤v0t≤x1+x2，解得：；
（3）由题意可知，石子在C点垂直撞击斜坡，即石子瞬时速度在C点与斜坡垂直，根据几何关系可得即
石子O点到C点下降的高度为：
石子从O到C过程中减少的重力势能为：．
15．如图所示，装甲车在水平地面上以速度沿直线前进，车上机枪的枪管水平距地面高为。在车正前方竖直一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触。枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为。在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进后停下。装甲车停下时，机枪手以相同方式射出第二发子弹。（不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度）
(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；
(2)当时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离。
【答案】(1)2.2m/s2；(2) 0.55m，0.45m。
【解析】(1)对装甲车由速度-位移公式可得
v02＝2as
故有装甲车减速的加速度大小为
(2)第一发子弹的对地速度为
v1=v+v0=820m/s
故子弹运动时间为
第一发子弹下降的高度为
第一发子弹的弹孔离地的高度为
△h1=h-h1=0.55m
射出第二发子弹的速度为v2=v=800m/s，运动时间为
第二发子弹下降的高度为
靶上两个弹孔之间的距离为
△h=h1-h2=0.45m
16．如图所示，一个质量为2kg小球以v0=8.0m/s速度从半径为1.5m圆弧轨道的最低点的O点水平抛出，恰好能沿着斜面所在的方向落在Q点。已知斜面光滑，斜面与水平面的夹角为=37°忽略空气阻力的影响，sin37=0.6，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）小球从O点抛出时，小球对轨道的压力大小；
（2）小球运动到Q点时的速度大的大小；
（3）小球从O点抛出到斜面上端的Q点所用的时间。
【答案】（1）105N；（2）10m/s；（3）0.6s
【解析】（1）在O点时，小球受到竖直向上的支持力以及竖直向下的重力，二力的合力充当向心力，则有
解得N
（2）落到Q点的速度为
（3）设小球从O到Q所用的时间为t，由平抛运动规律得
所以s