高中物理第五章 抛体运动4 抛体运动的规律课时练习

这是一份高中物理第五章 抛体运动4 抛体运动的规律课时练习，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
eq \f( 合格考训练,25分钟·满分60分)
一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)
1．(2021·浙江省德清县第三中学高一开学考试)做平抛运动的物体，落地过程中在水平方向通过的距离取决于( B )
A．物体的初始高度和所受重力
B．物体的初始高度和初速度
C．物体所受重力和初速度
D．物体所受的重力、初始高度和初速度
解析：根据平抛运动的公式h＝eq \f(1,2)gt2，x＝v0t，解得x＝v0eq \r(\f(2h,g))。做平抛运动的物体，落地过程中在水平方向通过的距离取决于物体的初始高度和初速度。故选B。
2．2022年冬奥会将在北京和张家口市联合举行。运动员备战训练过程中，从斜坡顶端以8 m/s的速度水平飞出，g取10 m/s2，空气阻力忽略不计。运动员从飞出到速度偏转45°所用的时间是( B )
A．0.6 s B．0.8 s
C．1.0 s D．1.2 s
解析：设运动员从飞出到速度偏转45°所用的时间为t，由速度的偏角公式可得tan 45°＝eq \f(vy,v0)＝eq \f(gt,v0)，代入数据可得t＝0.8 s，B正确。
3．(2021·甘肃省靖远二中高一下学期期中)如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m，水平距离为8 m，则运动员跨过壕沟的初速度至少为(取g＝10 m/s2)( D )
A．0.5 m/s B．2 m/s
C．10 m/s D．20 m/s
解析：根据x＝v0t，y＝eq \f(1,2)gt2将已知数据代入可得v0＝20 m/s。
4．(2021·河南省林州一中高一2月调研)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和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和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 )
A．ta>tb，vatb，va>vb
C．tavb
解析：根据h＝eq \f(1,2)gt2可知t＝eq \r(\f(2h,g))，则有ta>tb，由于水平位移相等，根据x＝v0t可得vat2>t3，所以选项B正确；因为加速度相同，所以小球通过3个窗户速度的变化一样快，选项C正确；由平抛运动特点可知，合速度的方向不同，故运动轨迹不同，所以，选项D错误。
6．(多选)如图所示，一物体以初速度v0做斜抛运动，v0与水平方向成θ角。AB连线水平，则从A到B的过程中，下列说法正确的是 ( AD )
A．A点与B点的速度大小相等
B．从A点到B点的时间为eq \f(v0,g)
C．在最高点速度为0
D．在最高点速度不为0
解析：由竖直上抛运动的对称性可知，A点与B点的速度大小相同，方向不同，选项A正确；将物体的初速度沿着水平和竖直方向分解，有：v0x＝v0cs θ，v0y＝v0sin θ；上升时间t＝eq \f(v0y,g)＝eq \f(v0sin θ,g)，由对称性可知，下降的时间和上升时间相等，总时间为t总＝eq \f(2v0sin θ,g)，选项B错误；在最高点速度的竖直分量为零，但水平分量不为零，故最高点速度不为零，选项C错误，D正确。
二、非选择题(共24分)
7．(10分)(2021·广州市执信中学、广州二中、广州六中、广雅中学高一上学期期末联考)如图所示，将一个小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度h＝3.2 m，小球落地点与抛出点的水平距离x＝4.8 m。不计空气阻力，取g＝10 m/s2。求：
(1)小球从抛出到落地经历的时间t；
(2)小球抛出时的速度大小v0；
(3)小球落地时的速度大小v。
答案：(1)0.8 s (2)6 m/s (3)10 m/s
解析：(1)根据平抛运动规律得，竖直方向h＝eq \f(1,2)gt2得
t＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×3.2,10)) s＝0.8 s；
(2)水平方向匀速直线运动，则有x＝v0t得
v0＝eq \f(x,t)＝eq \f(4.8,0.8)m/s＝6 m/s；
(3)落地时竖直方向的速度为vy＝gt＝8 m/s
落地速度大小v＝eq \r(v\\al(2,0)＋v\\al(2,y))＝10 m/s。
8．(14分)如图所示，两支步枪先后在同一位置沿水平方向各射出一颗子弹，打在100 m远处的靶子上，两弹孔在竖直方向相距5 cm，其中A为甲枪的子弹孔，B为乙枪的子弹孔。
(1)哪支枪射出的子弹速度较大？为什么？
(2)若甲枪子弹射出时的速度为500 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力，求乙枪子弹射出时的速度。
答案：(1)甲枪，见解析 (2)200eq \r(5) m/s
解析：(1)甲枪射出的子弹速度大。因为甲的弹孔A的位置较高，说明甲的运动时间较小，而水平距离相同，说明甲的平抛初速度较大。
(2)对甲枪射出的子弹，有x＝vAtA，yA＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,A)，
联立并代入数据解得yA＝0.2 m。
对乙枪射出的子弹，有yB＝yA＋0.05 m＝0.25 m，
由yB＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,B)，x＝vBtB，
解得vB＝200eq \r(5) m/s。
eq \f( 等级考训练,15分钟·满分40分)
一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)
1．(2021·河南信阳市信阳高中高一月考)在同一水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B，两球相遇于空中的P点， 它们的运动轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法中正确的( D )
A．在抛出时，A球的速度大小小于B球的速度大小
B．在抛出时，A球的速度大小可能等于B球速度大小
C．抛出时，先抛出A球后抛出B球
D．抛出时，两球同时抛出
解析：A、B两球都做平抛运动，相遇时竖直位移h相同，由 h＝eq \f(1,2)gt2可知两球下落时间相同，即应同时抛出两球，故C错误D正确；因两球同时抛出，水平方向上都做匀速直线运动，由于A的水平位移比B的水平位移大，由x＝v0t知A的初速度比B的大，故A、B错误。
2．(2021·山东省枣庄市第八中学高一下学期3月调研)距地面高5 m的水平直轨道上A、B两点相距2 m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图所示。小车始终以4 m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地。不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10 m/s2。可求得h等于( A )
A．1.25 m B．2.25 m
C．3.75 m D．4.75 m
解析：经过A点，将球自由卸下后，A球做平抛运动，则有：H＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)；解得：t1＝eq \r(\f(2×5,10))＝1 s，小车从A点运动到B点的时间t2＝eq \f(xAB,v)＝eq \f(2,4)s＝0.5s，因为两球同时落地，则细线被轧断后B处小球做自由落体运动的时间为t3＝t1－t2＝1－0.5＝0.5 s，则h＝eq \f(1,2)gt2＝eq \f(1,2)×10×0.52 m＝1.25 m，故选A。
3．(多选)(2021·四川省南充高级中学高一月考)如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是( AC )
A．可能同时分别落在半圆轨道和斜面上
B．a球一定先落在半圆轨道上
C．a球可能先落在半圆轨道上
D．b球一定先落在斜面上
解析：将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示，交点为A，初速度合适，可知小球做平抛运动落在A点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上；若初速度不适中，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上。故A、C正确，B、D错误。
二、非选择题(共22分)
4．(10分)(2021·河南高一月考)如图所示，水平地面上固定光滑斜面倾角为60°，斜面高h。小滑块P从斜面顶端以一定初速度沿斜面向下滑动，同时小球Q以大小相同的初速度水平方向抛出，它们同时到达地面上。已知重力加速度为g，空气阻力不计。求：
(1)小滑块P在斜面上的运动时间t；
(2)小球Q平抛的初速度v0。
答案：(1)eq \r(\f(2h,g)) (2)eq \f(\r(6gh),12)
解析：(1)P在斜面上滑行时间和Q做平抛运动的时间相同，Q做平抛运动，有h＝eq \f(1,2)gt2，解得t＝eq \r(\f(2h,g))。
(2)P沿斜面下滑，加速度a＝eq \f(mgsin θ,m)＝gsin θ，
根据位移公式有eq \f(h,sin θ)＝v0t＋eq \f(1,2)at2，
根据题意可知小球Q的初速度大小也为v0，
解得v0＝eq \f(\r(6gh),12)。
5．(12分)在冬天，高为h＝0.8 m的平台上，覆盖了一层冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘x0＝30 m处以v0＝7 m/s的初速度向平台边缘滑去，如图所示。已知平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数μ＝0.04，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度v为多大；
(2)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大；
(3)着地时的瞬间，其速度方向与水平地面的夹角为多大。(可用三角函数表示)
答案：(1)5 m/s (2)2 m (3)tan θ＝0.8
解析：(1)设滑雪爱好者和雪橇总质量为m，滑雪者在平台上滑行过程根据牛顿第二定律有－μmg＝ma，
离开平台边缘瞬间有v2－veq \\al(2,0)＝2ax0，
代入数据求得滑雪者从平台边缘离开瞬间的速度为v＝5 m/s。
(2)滑雪者离开平台后做平抛运动，竖直方向有h＝eq \f(1,2)gt2，
水平方向有x＝vt，
联立解得x＝2 m。
(3)着地时的瞬间，设其速度方向与水平地面的夹角为θ，着地时的瞬间竖直方向的速度为vy＝gt，tan θ＝eq \f(vy,v)，联立得tan θ＝0.8。