人教版高中物理必修第二册第五章习题课平抛运动规律的应用习题含答案

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习题课:平抛运动规律的应用 A级 必备知识基础练1.(2022河南商丘高一期末)如图所示,在光滑斜面上有一物块在平行斜面的拉力F(未画出)作用下,沿水平方向做匀速直线运动。关于物块在斜面上的运动,下列判断正确的是(　　)A.拉力F恒定,可能大于物块的重力B.撤去拉力F后,可能做匀变速直线运动C.撤去拉力F后,物块在任意相邻相等时间内位移变化量一定相同D.撤去拉力F后,物块在任意相等时间内的速度变化量一定相同2.(2021广东清远高一期末)如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上的A点碰撞后沿水平方向弹离,恰好垂直拍面落在球拍的B点上。已知球拍与水平线的夹角θ=60°,A、B两点间的高度差h=1 m。忽略空气阻力,重力加速度大小g取10 m/s2,则B点到墙壁的距离为(　　)　　　　　 　　　　　 　　　　A. m B. mC.2.5 m D.2 m3. 如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是              (　　) A.小球水平抛出时的初速度大小为gttan θB.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长D.若小球初速度增大,则θ减小4. 如图所示,B为竖直圆轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α。一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛,恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g,不计空气阻力,则A、B之间的水平距离为(　　) A. B.C. D.5.在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的(　　)A.2倍 B.4倍C.6倍 D.8倍6. 如图所示,AB为半圆环ACB的水平直径,C为环上的最低点,环半径为R,一个小球从A点沿AB以速度v0抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是              (　　) A.v0越大,小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长B.即使v0取值不同,小球落到环上时的速度方向和水平方向的夹角也相同C.若v0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环D.无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环7. (2021安徽亳州高一期末)如图所示,在斜面顶端A分别以速度v1、v2、v3水平抛出一相同小球,小球分别落在斜面上的M、N、P点(M、N、P为斜面的四等分点),平抛时间分别为t1、t2、t3。不计空气阻力,则(　　) A.t1∶t2∶t3=1∶2∶3B.v1∶v2∶v3=1∶2∶3C.小球分别落在斜面上M、N、P点时的速度方向可能不平行D.若以2v1的速度水平抛出小球,小球将落在斜面底端B点 8.(2021湖南湘西高一期末)如图所示,一小球从平台上水平抛出后,落在一倾角θ=53°的斜面顶端,并恰好无碰撞的沿斜面滑下,斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,g取10 m/s2(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),求: (1)小球从平台水平抛出落到斜面上所用的时间t;(2)小球水平抛出的初速度v0的大小。                 B级 关键能力提升练9.(多选)(2021内蒙古赤峰高一期末)如图所示,甲、乙、丙三个小孩分别以平抛的方式正对一个沙堆抛出小石子,小石子被抛出的位置和小石子的初速度方向处于同一竖直平面内。小孩甲和小孩乙抛小石子的抛出点处在同一竖直线上,小孩乙和小孩丙抛小石子的抛出点处在同一水平线上。最终小孩甲和小孩乙抛出的小石子都打在沙堆上的N点,小孩丙抛出的小石子打在沙堆上的M点。不计空气阻力。关于他们抛出小石子的飞行时间和初速度的说法正确的是(　　)A.t甲<t乙 B.v甲<v乙C.t乙<t丙 D.v乙<v丙10.(多选)如图所示为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点以速度v0沿水平方向扔一个小石子,已知lAO=40 m,不计空气阻力,不考虑小石子反弹过程,g取10 m/s2。下列说法正确的有              (　　)A.若v0=10 m/s,则小石子刚好落在水面与大坝的交点B.若v0=5 m/s,则小石子落在AO的中点C.若小石子能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长D.若小石子不能直接落入水中,则v0越大,在空中飞行的时间就越长11.(多选)如图所示,在半径为R的圆环圆心O正上方的P点,将一小球以速度v0水平抛出后恰能从圆环上Q点沿切线飞过,若OQ与OP间夹角为θ,不计空气阻力。则(　　)A.从P点运动到Q点的时间为t=B.从P点运动到Q点的时间为t=C.小球运动到Q点时的速度为vQ=D.小球运动到Q点时的速度为vQ=12.(多选)(2021四川雅安高一期末)如图所示,在某一峡谷的两侧存在与水平面夹角分别为α和θ的山坡,某人站在左侧山坡上的P点向对面的山坡上水平抛出三个质量不等的石块,分别落在A、B、C三处,不计空气阻力,A、C两处在同一水平面上,下列说法正确的是(　　)A.落到C处的石块在空中运动的时间最长B.落到A、B两处的石块落地速度方向一定相同C.落到B、C两处的石块落地速度方向可能相同D.落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同13. 如图所示,AB为固定斜面,倾角为30°,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落到B点。求:(空气阻力不计,重力加速度为g)  (1)A、B间的距离及小球在空中飞行的时间;(2)从抛出开始,经过多长时间小球与斜面间的距离最大?最大距离为多大?          14.(2022浙江嘉兴高一期末)如图甲所示是一个滑雪赛道的示意图,运动员沿倾斜雪道从A点由静止滑下,经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,落在雪道上的D点。已知C点是第二段雪道CD的起点,第二段雪道与水平面的夹角θ=37°,C、D间的距离s=25 m,运动员的质量m=60 kg,可视为质点,第二段雪道足够长,不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80。(1)求运动员从C点水平飞出到落在D点所用的时间t;(2)求运动员从C点水平飞出时的速度大小v0;(3)求运动员飞行过程中,离雪道斜面最远时的速度大小v;(4)如图乙所示,若在C点安装一斜向上θ=37°光滑直轨道(长度忽略),以相同速率v0在C点滑出并落至等高平台MN上的E点,求落点E与C点之间的距离s'。 
习题课:平抛运动规律的应用1.D　在平行斜面方向上,合力为零,则满足F=mgsin θ,方向沿斜面向上,F不可能大于物体重力,故A错误;撤去拉力F后,物体的合外力为mgsin θ,加速度恒定,沿斜面向下,则做匀变速曲线运动,物块在任意相等时间内的速度变化量一定相同,位移变化量方向不相同,位移变化量不相同,故B、C错误,D正确。2.D　由自由落体的位移公式有h=gt2可得t= s,由=2gh,可得vy=2 m/s,球恰好垂直拍面落在球拍的B点上,有几何关系可得v0=vytan 60°=2 m/s,则B点到墙壁的距离为x=v0t=2 m,故选D。3.D　将小球的速度、位移分解如图所示,vy=gt,v0=,故A错误;设位移方向与水平方向夹角为α,则tan θ=2tan α,α≠,故B错误;平抛运动的落地时间由下落高度决定,与水平初速度无关,故C错误;由tan θ=知,t不变时,v0增大则θ减小,故D正确。4.A　如图所示,对在B点时的速度进行分解,小球运动的时间t=,则A、B间的水平距离x=v0t=,故A正确,B、C、D错误。5.A　设斜面倾角为θ,小球从斜面上水平抛出又落到斜面上,对于任意初速度v0,竖直位移和水平位移之间的关系为tan θ=,可得飞行时间t=,落到斜面上的速度是竖直分速度和水平分速度的合速度,有v=∝v0,所以甲、乙末速度之比就是初速度之比,选项A正确。6.D　小球落在环上的最低点C时所用时间最长,所以选项A错误;由平抛运动规律可知,小球的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的2倍,v0取值不同,小球落到环上时的位移方向与水平方向的夹角不同,则速度方向和水平方向的夹角不相同,选项B错误;小球撞击半圆环时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点,故不可能过圆心,则垂直撞击到半圆环是不可能的,故选项D正确,C错误。7.D　由几何关系可知,小球平抛竖直方向位移之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3,又因为h=gt2,所以t1∶t2∶t3=1∶,选项A错误;由几何关系知水平方向位移之比为x1∶x2∶x3=1∶2∶3,又因为x=vt,所以v1∶v2∶v3=1∶,选项B错误;设斜面夹角为θ,则有tan θ=,设速度与水平方向夹角为α,则有tan α==2tan θ,所以小球落在斜面上时的速度方向均平行,选项C错误;当初速度为2v1,根据tan θ=可知,运动时间变2倍,水平位移变4倍,则经计算小球刚好落在B点,选项D正确。8.答案 (1)0.4 s　(2)3 m/s解析 (1)竖直方向自由落体运动h=gt2解得t=0.4 s。(2)竖直方向分速度vy=gt=4 m/s由速度的合成与分解有tan 53°=解得v0=3 m/s。9.BD　由h=gt2可得t甲>t乙>t丙,故A、C错误;由x=v0t,由于甲、乙水平位移相同,甲时间较长,可知v甲<v乙,乙时间较长而水平位移较小,可知v乙<v丙,故B、D正确。10.AD　小石子被扔出后做平抛运动,根据lAOsin 30°=gt2,得t= s=2 s,则小石子不落入水中的最大速度v0= m/s=10 m/s,即v0=10 m/s时,小石子刚好落在水面与大坝的交点,故A正确;若v0=5 m/s<10 m/s,则小石子会落在大坝上,所以落在大坝上时位移夹角为30°,则tan 30°=,代入v0=5 m/s可解得t2=1 s,故落到大坝上时水平位移为x=v0t2=5×1 m=5 m,故合位移为x合= m=10 m=AO,故B错误;若小石子能落入水中,平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,故C错误;若小石子不能直接落入水中,落在大坝上位移夹角不变,根据tan 30°=,可知v0越大,运动的时间就越长,故D正确。11.AD　过Q点作OP的垂线,根据几何关系可知,小球在水平方向上的位移的大小为Rsin θ,根据Rsin θ=v0t,可得时间为t=,故A正确,B错误。根据几何关系知,Q点的速度方向与水平方向的夹角为θ,故小球运动到Q点时的速度为vQ=,故C错误,D正确。12.BD　根据t=可知,落到B处的石块在空中运动的时间最长,选项A错误;落在A、B两处的石块都落在同一斜面上,两小球的竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值,即tan θ=,落地速度与水平方向的夹角设为α,则tan α=,联立以上两式得tan α=2tan θ,θ是斜面倾角,为定值,所以α也是定值,与初速度无关,故落在A、B两处的速度方向相同,选项B正确;落在B处的石块,竖直高度大,则竖直速度大,时间较长,而水平位移小,则水平速度小,落在C处的石块竖直速度小,水平速度大,则根据tan α=可知,落到B、C两处的石块落地速度方向不可能相同,而根据v=可知,落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同,选项C错误,D正确。13.答案 (1)　(2)解析 (1)设飞行时间为t,则水平方向位移lABcos 30°=v0t,竖直方向位移lABsin 30°=gt2,解得t=tan 30°=,lAB=。(2)如图所示,把初速度v0、重力加速度g都分解成沿斜面和垂直斜面的两个分量,在垂直斜面方向上,小球做的是以为初速度、gy为加速度的“竖直上抛”运动,小球到达离斜面最远处时,速度vy=0,由vy=-gyt'可得t'=tan 30°=小球离斜面的最大距离y=。14.答案 (1) s　(2) m/s　(3) m/s(4)12.8 m解析 (1)平抛运动竖直方向上做自由落体运动h=,h=ssin 37°解得t1= s。(2)水平方向有x=v0t1,x=scos 37°解得v0= m/s。(3)离斜面最远时,速度方向与斜面平行,有=tan θ解得t= s则vy=gt=5 m/sv= m/s。(4)由竖直方向分运动可得飞行时间t2=则水平方向s'=v0cos θt2代入数据可得s'=12.8 m。