高中物理第4节 生活中的抛体运动随堂练习题

第4节　生活中的抛体运动

基础过关练

题组一　斜抛运动的特点

1.关于斜抛运动,下列说法中正确的是 (　　)

A.斜抛运动是一种不受任何外力作用的运动

B.斜抛运动是曲线运动,它的速度方向不断改变,不可能是匀变速运动

C.任意两段时间内的速度大小变化相等

D.任意两段相等时间内的速度变化相等

2.(多选)做斜抛运动的物体,下列说法正确的是 (　　)

A.水平分速度不变

B.加速度不变

C.在相同的高度处速度大小相等

D.经过最高点时,瞬时速度为零

题组二　斜抛运动的规律

3.如图所示,从距离墙壁为l的水平地面上的A点,以初速度v0、抛射角θ=45°斜向上抛出一球,球恰好在上升到最高点时与墙相碰,被水平反弹回来,落到地面上的C点,且OC=,则球被墙反弹后的速度v'的大小与初速度v0的大小之比为              (　　)

A.1∶2　　　　　　　　　B.∶1

C.1∶　　　D.∶4

4.某人在地面以大小为20 m/s、方向与水平地面成30°的速度,斜抛一个物体,此物体运动到最高点所用的时间是(g取10 m/s2)              (　　)

A.2 s　　　　B.0.5 s

C.4 s　　　D.1 s

5.(2021山东济南长清一中高一期中)(多选)如图所示,从地面上同一位置A抛出两个小球甲、乙,且都落在同一点B,甲球运动的最高点比乙球高,不计阻力,下列说法正确的是              (　　)

A.甲、乙两球运动时加速度相同

B.甲、乙两球运动时间相同

C.甲、乙两球在最高点速度相同

D.甲、乙两球初速度大小可能相等

6.(2021河北冀州中学高一下期中)(多选)如图所示,从水平地面上A、B两点同时抛出两个小球,初速度分别为v1和v2,与水平方向的夹角分别为30°和60°。某时刻两球恰好在A、B连线上一点O(图中未画出)的正上方相遇,且此时两球的速度均沿水平方向(不计空气阻力)。则              (　　)

A.v1>v2　　　B.v1=v2

C.OA>OB　　　D.OA<OB

7.如图所示,做斜抛运动的物体到达最高点时速度v=24 m/s,落地时速度vt=30 m/s,g取10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:

 (1)物体抛出时速度的大小和方向。

(2)物体在空中的飞行时间。

(3)射高h和水平射程s。

能力提升练

一、选择题

1.(2021江苏南通高一检测,★★☆)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向下的加速度

2.(2019湖北武汉中学高一下检测,疑难,★★☆)做斜抛运动的物体可以分解为水平和竖直方向的两个分运动,以竖直向上为正方向,下列图像中描述竖直方向上物体运动的速度正确的是              (　　)

3.(2020广东中山一中高一下月考,疑难,★★☆)(多选)如图是斜向上抛出的物体的轨迹,C点是轨迹的最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是(不计空气阻力)              (　　)

A.物体在C点的速度为零

B.物体在A点的速度与在B点的速度相同

C.物体在A点、B点的水平分速度均等于物体在C点的速度

D.物体在A、B、C各点的加速度都相同

4.(2019河南漯河高一下检测,疑难,★★☆)(多选)关于斜抛运动中的射高,下列说法中正确的是              (　　)

A.初速度越大,射高越大

B.抛射角越大,射高越大

C.初速度一定时,抛射角越大,射高越大

D.抛射角一定时,初速度越大,射高越大

5.(2020河北重点中学高一下期末,疑难,★★☆)(多选)如图所示,从地面上同一位置斜向上抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则              (　　)

A.B的加速度比A的大

B.B的飞行时间比A的长

C.B在最高点的速度比A在最高点的大

D.B在落地时的速度比A在落地时的大

6.(2021山东高密第五中学高一下月考,★★★)(多选)校运动会铅球比赛中,某同学以初速度v0=4 m/s将铅球推出,初速度与水平方向成30°,推出点所在位置离水平地面1.6 m高,重力加速度为10 m/s2,忽略空气阻力的影响,从推出到落地过程中,下列说法中正确的是              (　　)

A.铅球在空中的运动时间为0.8 s

B.铅球上升时间与下落时间相等

C.铅球到达最高点时速度为2 m/s

D.铅球落地瞬间的速度方向与地面成60°角

二、非选择题

7.(2019湖北仙桃中学高一下期末,疑难,★★☆)某人在水平地面上沿与水平面成60°角的方向以20 m/s的初速度抛出一小球,不计空气阻力。(g取10 m/s2)试求:

(1)小球所能上升的最大高度H;

(2)小球在空中运动的总时间;

(3)小球的最大水平运动距离。

答案全解全析

基础过关练

1.D　做斜抛运动的物体受重力作用,故A错误;做斜抛运动的物体因为初速度方向与重力方向不共线,同时又因为物体只受重力作用,产生的重力加速度是恒定不变的,所以斜抛运动是匀变速曲线运动,故B错误;根据加速度的定义式可得Δv=gΔt,所以在相等的时间内速度的变化相等,故C错误,D正确。

2.ABC　斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,所以A正确;斜抛物体只受重力作用,加速度恒定,B正确;根据运动的对称性,物体在相同的高度处的速度大小相等,C正确;经过最高点时,竖直分速度为零,水平分速度不为零,D错误。

3.D　假设小球上升到最高点与墙壁碰撞后速度的大小不变,仍为v0 cos θ,则小球碰撞后做平抛运动,运动轨迹与上升时相同,即从B到A,再把B到A的过程与B到C的过程相比较,根据它们水平位移之比=,可得反弹速度v'=v0 cos θ=v0,即=,选项D正确。

4.D　斜抛运动在竖直方向以初速度为v=v0 sin θ=10 m/s做竖直上抛运动,所以物体运动到最高点的时间t== s=1 s,所以选D。

5.AD　甲、乙两球抛出后,只受重力作用,其加速度相同,故A正确;从甲、乙两球运动轨迹可看出,甲球速度的竖直分量较大,说明抛出时,初速度的竖直分量较大,根据公式t=可知,甲球运动时间大于乙球的运动时间,故B错误;两球在最高点时,只具有初速度的水平分量,依题意有x=v0xt,因两球的水平位移相同,而甲球所用时间更长,故甲球初速度的水平分量较小,故甲球在最高点速度较小,故C错误;根据以上分析可知,两球初速度的水平分量和竖直分量均不相同,但初速度夹角具体的数值没有给出,故两球初速度大小有可能相等,故D正确。

6.AC　两球同时抛出后在O点正上方相遇,且此时两球速度沿水平方向,说明两球同时到达最高点,由v1 sin 30°=v2 sin 60°=gt,可知v1>v2,由OA=v1 cos 30°·t,OB=v2 cos 60°·t,且v1 cos 30°>v2 cos 60°可知,OA>OB,选项A、C正确,B、D错误。

7.答案　(1)30 m/s　与水平方向成37°角斜向上　(2)3.6 s

(3)16.2 m　86.4 m

解析　(1)根据斜抛运动的对称性,物体抛出时的速度与落地时的速度大小相等,故v0=30 m/s,设初速度与水平方向夹角为 θ,则cos θ==,故θ=37°。

(2)由(1)知,竖直方向的初速度为

vy=v0 sin37°=3.0×0.6 m/s

故飞行时间t=2·=2× s=3.6 s。

(3)射高h== m=16.2 m

水平射程s=2v·=24×3.6 m=86.4 m。

能力提升练

一、选择题

1.D　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,故D正确。

2.C　斜抛运动的竖直分运动是竖直上抛运动,其运动的速度先均匀减小到零,后反向均匀增大,由于规定向上为正方向,故速度先为正,后为负,C正确。

3.CD　速度是矢量,A、B处速度大小相等,方向不相同。在水平方向上是匀速直线运动,竖直方向的加速度始终为g,故C、D正确。

4.CD　斜抛运动的射高,是由初速度和抛射角共同决定的,初速度一定时,抛射角越大,射高越大;抛射角一定时,初速度越大,射高也越大,故C、D正确。

5.CD　由题可知,A、B两小球均做斜抛运动,由运动的分解可知:水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,两球的加速度均为重力加速度g,故A错;设上升的最大高度为h,在下落过程,由h=gt2,可知下落时间t=,根据运动的对称性可知,两球的上升时间和下落时间相等,故两小球的运动时间相等,故B错;由x=vxt,可知vxA< vxB,故C对;由=2gh,可知落地时,竖直方向的速度vyA=vyB,再由v=,可知B在落地时的速度比A 在落地时的大,故D对。

6.AD　铅球向上运动的时间为t1==0.2 s,铅球从抛出点到最高点的高度差为h=t1=0.2 m,则最高点到地面的距离为H=1.8 m,铅球从最高点运动到地面的时间为t2==0.6 s,则铅球在空中运动的时间为0.6 s+0.2 s=0.8 s,且上升的时间小于下落的时间,故A正确,B错误;铅球到达最高点时的速度为vh=v0 cos 30°=2 m/s,故C错误;铅球落地瞬间竖直方向的速度为vy=gt2=6 m/s,速度方向与地面夹角的正切值为tan θ==,则θ=60°,故D正确。

二、非选择题

7.答案　(1)15 m　(2)2 s　(3)20 m

解析　(1)水平方向的初速度

=v0 cos 60°=10 m/s

竖直方向的初速度=v0 sin 60°=10 m/s

根据斜抛运动在竖直方向上的行运动为竖直上抛运动,设上升的最大高度为H,则=2gH,得H=15 m。

(2)设上升到最大高度所用的时间为t,则=gt

解得t= s

所以在空中运动的总时间为T=2 s。

(3)设飞行的水平距离为L,

则L=T=20 m。