高考物理复习第四章曲线运动万有引力与航天课后分级演练11平抛运动的规律及应用.docx

课后分级演练(十一) 平抛运动的规律及应用【A级基础练】1.游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距高度为h，如图所示，不计空气阻力，关于两枪射出的子弹初速度大小，下列判断正确的是()A甲枪射出的子弹初速度较大B乙枪射出的子弹初速度较大C甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大D无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小解析：A平抛运动的高度决定时间，由hgt2知，乙的运动时间大于甲的运动时间，水平位移相等，根据v0知，甲枪射出的子弹初速度较大故A正确，B、C、D错误2.如图所示，滑板运动员以速度v0从离地高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上忽略空气阻力，运动员和滑板可视为质点，下列表述正确的是()Av0越大，运动员在空中运动时间越长Bv0越大，运动员落地瞬间速度越大C运动员落地瞬间速度方向与高度h无关D运动员落地位置与v0大小无关解析：B运动员的运动时间为t，由高度决定，A错误；运动员落地瞬间的速度由水平方向的分速度v0和竖直方向的分速度vy合成，而竖直分速度大小vy，只与高度有关，故B正确，C错误；运动员的水平位移为xv0t，故D错误3.(多选)如图所示，从同一竖直线上不同高度A、B两点处，分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球，P为它们运动轨迹的交点则下列说法正确的有()A两球在P点一定具有相同的速率B若同时抛出，两球不可能在P点相碰C若同时抛出，落地前两球竖直方向的距离逐渐变大D若同时抛出，落地前两球之间的距离逐渐变大解析：BD根据平抛运动的规律hgt2知，从抛出到P点，从A处抛出的小球运动的时间长，从A、B抛出的小球水平位移相同，再由xvt知，v1小于v2，到达P点时，vygt，所以从A抛出的小球在P点的竖直速度小于从B抛出小球的竖直速度，在P点的速度v，所以不能确定两球在P点速度的大小，所以A错误；从抛出到P点，从A抛出的小球运动的时间长，所以若同时抛出，两球不可能在P点相碰，所以B正确；若同时抛出，两球在竖直方向均做自由落体运动，所以落地前两球竖直方向的距离保持不交，所以C错误；因从B处抛出的小球的水平速度较大，若同时抛出，从A、B抛出的小球的水平方向的距离逐渐增大，竖直距离不变，故落地前两球之间的距离逐渐变大，所以D正确4(2017上海浦东新区一模)已知某种步枪将子弹以速度v水平射出，射到正对面的竖直靶墙上，测出打在靶墙上的弹头瞬时速度方向与竖直方向的夹角为，若不考虑空气阻力，则根据以上条件()A只能计算出枪口位置与弹孔位置的竖直距离B只能计算出枪口位置与靶墙的水平距离C只能计算出弹头在空中飞行的时间D能计算出弹头在枪口与靶墙间的位移解析：D测出打在靶墙上的弹头瞬时速度方向与竖直方向的夹角为，根据平行四边形定则知，tan ，解得竖直分速度为：vy，则弹头飞行的时间为：t，枪口位置与弹孔位置的竖直距离为：y，枪口位置与靶墙的水平距离为：xvt，弹头在枪口与靶墙间的位移s，故D正确，A、B、C错误5(多选)质量为m的物体以速度v0水平抛出，经过一段时间速度大小变为v0，不计空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是()A该过程平均速度大小为v0B运动位移的大小为C速度大小变为v0时，重力的瞬时功率为mgv0D运动时间为解析：BC根据题述，经过一段时间速度大小变为v0，将该速度分解可得竖直速度等于v0，重力的瞬时功率为Pmgv0，选项C正确；由v0gt，解得运动时间为t，选项D错误；水平位移为x1v0t，竖直位移ygt2，运动位移的大小为x，选项B正确；该过程平均速度大小为v，选项A错误6.(多选)如图所示，斜面倾角为，从斜面的P点分别以v0和2v0的速度水平抛出A、B两个小球，不计空气阻力，若两小球均落在斜面上且不发生反弹，则()AA、B两球的水平位移之比为14BA、B两球飞行时间之比为12CA、B两球下落的高度之比为12DA、B两球落到斜面上的速度大小之比为14解析：AB由平抛运动规律知x1v0t1，y1gt，tan ；x22v0t2，y2gt，tan ；联立得A、B两球飞行时间之比为t1t212，A、B两球的水平位移之比为x1x214，小球A、B下落的高度之比为y1y214，选项A、B正确，选项C错误A、B两球落到斜面上的速度大小分别为v1，v222v1，A、B两球落到斜面上的速度大小之比为12，选项D错误7.(2017邯郸一中调研)如图所示，斜面AC与水平方向的夹角为，在A点正上方与C等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则CD与DA的比为()A.B.C.D.解析：D设小球水平方向的速度为v0，将其落到D点时的速度进行分解，水平方向的速度等于平抛运动的初速度，通过角度关系解得竖直方向的末速度为vy，设该过程用时为t，则DA，C、D间的竖直距离h，故CD，可得，故选项D正确8.(多选)如图所示，一固定斜面倾角为，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，击中了斜面上的P点将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，恰好垂直斜面击中Q点不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为，则tan 2tan B若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为，则tan 2tan C小球A、B在空中运动的时间之比为2tan21D小球A、B在空中运动的时间之比为tan21解析：BC对于小球A，有tan ，得t，tan ，则有tan 2tan ，故A错误，B正确；对于小球B，tan ，得t，所以小球A、B在空中运动的时间之比为tt2tan21，故C正确，D错误9如图，窗子上、下沿间的高度H1.6 m，墙的厚度d0.4 m，某人在离墙壁距离L1.4 m、距窗子上沿h0.2 m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g10 m/s2.则v的取值范围是()Av7 m/sBv2.3 m/sC3 m/sv7 m/sD2.3 m/sv3 m/s解析：C小物件做平抛运动，可根据平抛运动规律解题若小物件恰好经窗子上沿，则有hgt，Lv1t1，得v17 m/s，若小物件恰好经窗子下沿，则有hHgt，Ldv2t2，得v23 m/s，所以3 m/sv7 m/s，故只有C项正确10.(2017郑州三模)图为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图参与游戏的选手会遇到一个人造山谷OAB，OA是高h3 m的竖直峭壁，AB是以O点为圆心的弧形坡，AOB60，B点右侧是一段水平跑道选手可以自O点借助绳索降到A点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃上跑道选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.(1)若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值；(2)若选手以速度v14 m/s水平跳出，求该选手在空中的运动时间解析：(1)若选手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，则hsin 60v0thcos 60gt2解得：v0 m/s(2)若选手以速度v14 m/s水平跳出，因v1v0，人将落在弧形坡上下降高度ygt2水平前进距离xv1t且x2y2h2解得t0.6 s.答案：(1) m/s(2)0.6 s【B级提升练】11.(2017宝鸡一检)如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一个小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球完成这段飞行的时间是()AtBtCtDt解析：C本题考查平抛运动，意在考查考生运用平抛运动规律解题的能力小球做平抛运动，tan ，则时间t，选项A、B错误；在水平方向上有Rsin v0t，则t，选项C正确，D错误12.(多选)如图所示，在距地面高为H45 m处，有一小球A以初速度v010 m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计(取g10 m/s2)下列说法正确的是()A小球A落地时间为3 sB物块B运动时间为3 sC物块B运动12.5 m后停止DA球落地时，A、B相距17.5 m解析：ACD根据Hgt2得，t s3 s，故A正确；物块B匀减速直线运动的加速度大小ag0.410 m/s24 m/s2，则B速度减为零的时间t0 s2.5 s，滑行的距离xt02.5 m12.5 m，故B错误，C正确；A落地时，A的水平位移xAv0t103 m30 m，B的位移xBx12.5 m，则A、B相距x(3012.5)m17.5 m，故D正确13(多选)(2017河北省五校联盟考试)可以利用DIS传感器和计算机研究平抛运动规律，装置如图甲所示，A为带有发射器的小球，B为接收器利用该装置可测出做平抛运动的小球在不同时刻的速率v.图乙是某同学用质量m0.05 kg的小球做实验时，用测得的数据作出的v2t2图线，由图可求得(重力加速度取g10 m/s2)()A横轴读数为0.04时，纵坐标值应是13B小球的初速度大小为9 m/sC横轴读数为0.16时，小球与抛出点的位移大小为 mD横轴读数在00.16区间内，小球所受重力做功的平均功率为1.0 W解析：AD设初速度为v0，任意时刻的速度为v，则v2vg2t2，由图乙可知v9 m2s2，解得v03 m/s，故B错误；把t20.04 s2代入解得v2vg2t213(m/s)2，故A正确；在横轴读数为0.16时，即在00.4 s内，小球的水平位移为xv0t1.2 m，竖直位移为ygt20.8 m，总位移s m，C错误；横轴读数在00.16区间内，重力的平均功率P W1.0 W，故D正确14.(2017重庆江北区联考)如图所示，倾角为37的斜面长l1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v03 m/s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9.8 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)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.解析：(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy，如图所示，由几何关系得tan 37设小球下落的时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得vygt，ygt2，xv0t设抛出点到斜面底端的高度为h，由几何关系得hyxtan 37联立解得h1.7 m.(2)在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得sL设滑块的加速度为a，由运动学公式得sat2对滑块，由牛顿第二定律得mgsin 37mgcos 37ma代入数值解得：0.125.答案：(1)1.7 m(2)0.12515如图所示，光滑绝缘的正方形水平桌面边长d0.48 m，离地高度h1.25 m桌面上存在一水平向左的匀强电场(除此之外其余位置均无电场)，电场强度E1104 N/C.在水平桌面上某一位置P处有一质量m0.01 kg，带电荷量q1106 C的带正电小球以初速度v01 m/s向右运动空气阻力忽略不计，重力加速度g10 m/s2