鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 平抛运动课时作业

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 平抛运动课时作业，共24页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．斜抛运动可分解为（ ）
A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D．沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动
2．斜抛运动与平抛运动相比较，正确的说法是（ ）
A．都是速度不变的曲线运动
B．平抛运动是匀变速曲线运动，而斜抛运动是非匀变速曲线运动
C．都是加速度不变的曲线运动
D．平抛运动是速度一直增大的曲线运动，而斜抛运动是速度一直减小的曲线运动
3．在水平匀速飞行的飞机上，相隔t秒先后落下物体甲和物体乙，不计空气阻力，在落地前，下列关于甲物体相对乙物体位置关系的判断中正确的是（ ）
A．甲在乙的前方B．甲在乙的后方
C．甲在乙的正下方D．甲在乙的前下方
4．如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，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．沿路径2抛出的物体落地的速率最大
B．沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长
C．三个物体抛出时初速度的竖直分量相等
D．三个物体抛出时初速度的水平分量相等
5．如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为，则（ ）
A．B．C．D．，
6．跳台滑雪是冬奥会的传统项目，其运动过程可以简化成如图所示模型。运动员从雪坡斜面顶端A点以不同的初速度水平飞出，分别落在斜面上B、C点，AB=BC，落到B、C点对应的起跳初速度分别为v1、v2，下落的时间分别为t1、t2，不计空气阻力。下列判断正确的是（ ）
A．两次下落的时间之比t1:t2=1:2
B．两次落在斜面上时速度与斜面的夹角之比为1:2
C．两次落在斜面上时速度大小之比为
D．两次初速度大小之比为v1:v2=1:2
7．如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球．假定网球均水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°，若不考虑空气阻力，则（ ）
A．两次发射的初速度大小之比为3∶1
B．碰到墙面前在空中的运动时间之比为1∶
C．下落高度之比为1∶
D．碰到墙面时速度大小之比为3∶1
8．一战士正在训练投弹，他从斜坡上某处将手榴弹水平抛出，手榴弹落回斜坡上，如图所示。不计空气阻力。若从手榴弹刚被抛出时开始计时，手榴弹在时刻落在斜坡上，则手榴弹离斜坡最远的时刻为（ ）
A．时刻B．时刻C．时刻D．时刻
9．如图，第一次，在空中离水平地面高为h处的P点处，把一带正电的小球以一定初速度水平抛出，小球运动的水平位移大小也为h；现在空间中加上方向竖直向下的匀强电场，第二次，仍然在P点以第一次的初速度抛出该小球，小球在空中受到的电场力等于其重力，不计空气阻力，则第二次小球运动的水平位移大小为（ ）
A．B．C．D．
10．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为4m/s，则P、Q两点的高度差为（ ）
A．0.1mB．0.2mC．0.4mD．0.8m
11．如图，在一次空军投弹演习中，飞机水平匀速运动，不考虑空气阻力的影响，下列说法错误的是（ ）
A．研究炸弹从释放到落地的运动轨迹情况，可把炸弹看成质点
B．以飞机为参考系，炸弹做自由落体运动
C．以地面为参考系，炸弹运动的位移方向是不断变化的
D．飞行员看到炸弹的运动轨迹为曲线
12．体育课上，某同学跳起投篮，松手后篮球将斜向上飞出，恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮框中心，如图所示。若篮框平面到篮板上沿的距离是h=0.45m，篮球脱手时初速度方向与水平方向夹角为45°，篮球穿过篮框中心时速度与水平方向的夹角为37°，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，篮球可以看做质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A．篮球的速度变化率先减小后增大
B．篮球脱手时的速度大小为5m/s
C．篮球脱手到过篮框中心的时间为0.7s
D．篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为0.8m
二、多选题
13．同一物体分别以不同的初速度、不同的仰角做斜抛运动，若初速度的竖直分量相同，则下列哪个量相同（ ）
A．落地时间B．水平射程C．抛出至落地的位移D．最大高度
14．以相同的初速度大小、不同的抛射角同时抛出3个小球A、B、C，3球在空中的运动轨迹如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．A、B、C3球在运动过程中，A球的加速度最大
B．B球的射程最远，所以最后落地
C．A球的射高最大，所以最后落地
D．A、C两球的射程相等，两球的抛射角互为余角，即θA＋θC＝
15．如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h（l、h均为定值）。将A向B水平抛出的同时，B自由下落。A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则下列判断正确的是（ ）
A．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度
B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰
C．A、B有可能运动到最高处相碰
D．A、B一定不能相碰
三、填空题
16．如图所示，在倾角为θ的斜面顶端处以速度v0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，则小球从A运动到B处所需的时间为___________，从抛出开始计时，当小球离斜面的距离达到最大时所需时间为_________。
17．某人在竖直墙壁上悬挂一镖靶，他站在离墙壁一定距离的某处，先后将两支飞镖A、B由同一位置水平掷出，两支飞镖插在靶上的状态如图所示（侧视图），若不计空气阻力，两支镖在同一镖靶上同一竖直线上且间距为d，镖杆与镖靶间夹角分别为（，则抛出点到墙壁的水平距离为______。
18．如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为。一小球以速度从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。小球从P到A的运动时间___________；直线PA与竖直方向的夹角= ___________。
四、实验题
19．某物理小组的同学设计了一个研究类平抛运动的实验。如图，光滑斜面ABCD倾角为θ，P、Q分别为AD、BC的中点，长为l的轻绳一端固定在P点，另一端固定一个可视为质点的质量为m的小球，小球静止在M点。现突然给小球一个初速度，轻绳恰好被拉断，小球沿水平方向飞出，恰好落在B点，重力加速度为g，则
(1)为求出小球在M点获得的初速度的大小，需要测量的物理量有____、____；
(2)小球在M点获得的初速度大小为____（用所测量的物理量的字母及已知量表示）。
20．某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动.
(1)R在上升过程中运动轨迹的示意图是图乙中的______(填选项序号).
(2)同学们测出某时刻R的坐标为(4cm，6cm)，此时R的速度大小为________cm/s.R的加速度大小为______cm/s²(填选项字号).
五、解答题
21．如图所示，倾角为37°的斜面长，在斜面底端正上方的O点将一小球以的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取，，），求：
（1）抛出点O离斜面底端的高度；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
22．某物体质量为 4kg，在水平面内做曲线运动，将物体的运动沿互相垂直的x方向和y方向分解，得到两个分运动的速度（，）与时间（）的关系图像分别如图甲、乙所示。求：
（1）物体所受合力的大小和方向；
（2）时物体的实际速度的大小和方向；
（3）在时间内，物体的位移方向与方向的夹角的正切值。
23．如图所示，在h=5m高的平台上，沿着与水平线成θ=45°角的方向以初速度v0斜向上抛出一小球，小球的着地点与抛出点之间的水平距离用l表示，如果要限制在0~5m，则对v0的取值有何限制？（空气阻力不计，g取10m/s2）
24．跳台滑雪是一项勇敢者的运动，它需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度v0=20m/s，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力（g=10m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8），求：
（1）运动员在空中的飞行时间t1；
（2）运动员从飞出至落在斜面上的位移大小s；
（3）运动员落到斜面上时的速度大小v；
（4）运动员何时离斜面最远。
参考答案：
1．B
【详解】ABC．若将斜抛运动按水平方向和竖直方向正交分解，两分运动分别为匀速直线运动和竖直上抛运动，故AC错误，B正确；
D．若沿初速度方向分解出一匀速直线运动，则另一分运动为竖直方向的自由落体运动，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】C．平抛运动与斜抛运动的共同特点是它们被以一定的初速度抛出后，只受重力作用，加速度都是恒定不变的，大小为g，方向竖直向下，都是匀变速运动，故C正确；
AB．由于平抛运动和斜抛运动初速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，所以它们都是匀变速曲线运动，故AB错误；
D．平抛运动的速度一直在增大，斜上抛运动的速度先减小后增大，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】甲落下后做平抛运动，水平方向做速度为
的匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，经过时间t后的竖直速度
位移
水平方向的位移跟飞机相同，即在飞机正下方；乙落下后也做平抛运动，在水平方向也做
的匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，以后甲、乙水平方向的位移始终相同，即甲、乙在同一竖直线上，而甲先落下，所以甲在竖直方向的位移更大，即甲在乙的正下方。
故选C。
4．C
【详解】BC．物体做斜上抛运动，竖直方向上分运动是竖直上抛运动，由三个物体在竖直方向上升的最大高度相等可知竖直方向上的初速度相等，则在空中飞行时间相同，故B错误，C正确；
AD．因沿路径1抛出的物体在相等时间内通过的水平位移最大，故其抛出时初速度的水平分量最大，抛出时速率也最大；斜上抛运动关于过最高点的竖直线对称，则落地时速度与抛出时速率相等，即抛出时速率大的物体落地时速率也大，故AD错误。
故选C。
5．C
【详解】A球和C球上升到最高点时速度均为零，而B球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。对A或C球由机械能守恒定律，均有
得
对B球有
得
故C正确。
故选C。
6．C
【详解】A．运动员落到斜面中点与斜面底端，下降的高度
通过的水平位移为
运动员做平抛运动，下落的时间与高度有关，根据
解得
解得，两次下落的时间之比
A错误；
B．运动员落到斜面上，根据
，x=v0t
斜面倾角，即位移偏向角α的正切值为
解得
落地时速度与水平方向的夹角为
则落在斜面上时速度与斜面的夹角大小
β=θ-α
同一斜面α不变，故落在斜面上时速度与斜面的夹角与运动员飞出时的初速度无关，则两次落在斜面上时速度与斜面的夹角之比为1:1，B错误；
D．水平方向匀速运动，则
D错误；
C．根据上述，落在斜面上时的速度
可知落地时的速度大小之比与初速度之比相等，故两次落在斜面上时速度大小之比为，C正确。
故选C。
7．B
【详解】B．由平抛运动的规律可得
解得
tan θ＝
所以得
＝
化简后得
＝
故B正确；
A．两次初速度之比为
故A错误；
C．下落高度之比为

故C错误；
D．碰到墙面时速度为
所以
故D错误。
故选B。
8．C
【详解】设斜面的倾斜角为，在平抛运动直至落到斜坡上的过程中，水平和竖直位移分别为
，
位移与水平方向夹角正切值
由几何关系可知，当速度方向与斜面平行时手榴弹离斜坡最远。即
联立以上两方程可知
故选C。
9．B
【详解】第一次，根据平抛运动的规律有
，
解得
第二次，竖直方向上根据牛顿第二定律有
，
解得
再根据类平抛的规律有
，
解得
故选B。
10．C
【详解】由几何关系得，乒乓球落到球拍前瞬间的竖直分速度大小为
又因为
解得
故选C。
11．D
【详解】A．研究炸弹从释放到落地的运动轨迹情况时，不需要考虑炸弹的大小和形状，则可把炸弹看成质点，故A正确；
BD．炸弹和飞机具有相同的水平速度，所以以飞机为参考系，炸弹做自由落体运动，则飞行员看到炸弹的运动轨迹为一条直线，故B正确，D错误；
C．以地面为参考系，炸弹的运动轨迹是抛物线，则炸弹运动的位移方向是不断变化的，故C正确。
由于本题选择错误的，故选D。
12．C
【详解】A．速度变化率即为加速度，故篮球的加速度为重力加速度，故速度变化率保持不变，故A错误；
B．篮球到达最高点，只有水平速度，故篮球从最高点向右穿过篮框中心的过程做平抛运动，则有
代入数据解得
vy=3m/s
篮球穿过篮框中心时速度与水平方向夹角为37°，则水平速度为
则篮球从出手到最高点，到达最高点时竖直方向的速度为零，只有水平速度，则有
故B错误；
C．篮球从出手到最高点，竖直方向的速度为
故竖直上抛运动的时间为
篮球从最高点到穿过篮框中心，做平抛运动，则运动的时间为
故篮球脱手到过篮框中心的时间为
故C正确；
D．篮球从出手到最高点，竖直方向的位移为
则篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为
故D错误。
故选C。
13．AD
【详解】A．令初速度的竖直分量为，根据
解得落地时间为
即落地时间相同，A正确；
B．令初速度的水平分量为，则水平射程为
由于不知道水平分速度的大小关系，则水平射程大小关系不确定，B错误；
C．根据上述，抛出至落地的位移大小关系也不能确定，C错误；
D．根据
可知，最大高度相同，D正确。
故选AD。
14．CD
【详解】A．A、B、C3球在运动过程中只受到重力作用，故具有相同的加速度g，故A错误；
BC．斜抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，物体在空中运动的时间取决于上抛的速度即上升的高度，射高大，运动时间就长，因此A球最后落地，故B错误，C正确；
D．已知A、C两球的射程相等，根据射程公式
可知
sin2θA＝sin2θC，
在θA≠θC的情况下，必有
故D正确。
故选CD。
15．AC
【详解】BD．根据题意可知，两小球A、B位于同一高度，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，两球始终在同一高度，水平间距逐渐缩小，则两小球一定能相碰，故BD错误；
A．假设两小球落地时恰好相碰，则有
解得
可知，若小球A的抛出速度大于，则A、B在第一次落地前相碰，若小球A的抛出速度小于，则A、B在第一次落地后相碰，故A正确；
C．假设两小球运动到最高处相碰，则有
解得
即当小球A以速度抛出时，两小球运动到最高处相碰，故C正确。
故选AC。
16．
【详解】[1]从A到B的位移与水平方向的夹角为θ，则
解得
[2]将初速度分解为沿斜面和垂直于斜面，则垂直于斜面分速度
将重力加速度分解为沿斜面和垂直于斜面，则垂直于斜面分量
则当垂直于斜面的分运动速度为零时离斜面的距离达到最大，有
解得
17．
【详解】[1]根据题意可知，镖杆方向就是镖到达镖靶时速度的方向，将镖杆反向延长相交于一点O，由于两支镖是从同一点抛出的，水平位移相同，故O点即为水平位移的中点，如图所示
由图中几何关系易有
解得
18．
【详解】[1] 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。由题意，速度与水平方向的夹角为，即
所以
[2] 直线PA与竖直方向的夹角
19． MQ的长度 QB的长度 x
【详解】(1)[1][2]小球沿水平方向做匀速直线运动，沿斜面向下做匀加速直线运动，加速度
a=gsinθ
设MQ的长度为h，QB的长度为x，有
h=gsinθt2，x=v0t
解得
v0==x
因此需要测量MQ及QB的长度
(2)[3]由(1)分析可知
v0==x
20． (1)D； (2)5； 2；
【详解】(1)因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．
(2)小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有，则有，
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有： ，
解得 ，
则R的速度大小： ；
21．（1）1.74m；（2）0.20
【详解】（1）小球抛出后，在斜面P点处垂直击中滑块，可知此时小球速度方向与斜面垂直，设此时小球竖直方向分速度为vy，则有
解得
小球由O到P做平抛运动，则其运动的时间为
小球水平位移为
小球竖直位移为
根据几何关系可知，P点高度为
所以O离斜面底端的高度为
（2）对滑块受力分析，设其沿斜面向下运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有
可得
所以滑块沿斜面向下由静止开始做匀加速直线运动，到达P点被小球击中，滑块位移为
小球抛出的同时释放滑块，所以滑块运动时间也为
由
解得
进一步解得
22．（1）6N，方向沿x轴正方向；（2），速度方向与x方向夹角；（3）
【详解】（1）由图像可知，y方向做匀速直线运动，x方向做匀加速直线运动，加速度大小为
物体所受合力的大小为
即物体所受合力的大小为6N，方向沿x轴正方向；
（2）时物体的实际速度的大小
速度方向与x方向夹角的正切值为
解得
（3）在时间内，物体在x方向的位移为
物体在y方向的位移为
物体的位移方向与方向的夹角的正切值
23．
【详解】由题图可知，竖直方向位移
水平方向位移
将以上两式消去t，得
又因为,,，解得
当l=0时，得
v0=0
当l=5m时，得
v0=5m/s
所以v0的取值范围为
24．（1）3s；（2）75m；（3）10m/s；（4）1.5s
【详解】（1）运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向的位移
竖直方向的位移
又有
代入数据解得
（2）运动员从飞出至落在斜面上的位移大小
（3）运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
（4）如图
运动员距离斜面最远时，合速度方向与斜面平行，有
即
解得