专题一抛体运动

专题一专题一 抛体运动抛体运动 测试时间 90 分钟 总分 100 分 第第 卷 选择题卷 选择题 共共 40 分 分 一 选择题 本题包括一 选择题 本题包括 10 小题 共小题 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选分 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选 项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 2 分 选错或不答得分 选错或不答得 0 分 分 1 嫦娥三号 是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器 预计将于 2013 年 12 月初由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射 嫦娥三号 登月探测器在由 地球飞向月球时 有一段轨迹简化为如图所示 在沿曲线从 M 点到 N 点的飞行过程中 嫦娥三号 登月探测器的速度逐渐减小 在此过程中 嫦娥三号 登月探测器所受合 力的方向可能是 2 2013 山西省四校联考 如图所示 在灭火抢险的过程中 消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业 为了节省救援时间 在消防车向前前进的过程中 人同时相对梯子 匀速向上运动 在地面上看消防队员的运动 下列说法中正确的是 A 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀加速直线运动 B 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀速直线运动 C 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速曲线运动 D 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速直线运动 3 空降兵又称伞兵 主要是以空降到战场为作战方式 其特点是装备轻型化 高度机 动化 兵员精锐化 在一次伞兵的空降训练中 在高空沿水平直线匀速飞行的飞机上 先 后有甲 乙两位伞兵跳伞离开飞机 为了尽快落到地面 他们离开飞机后都没有立即打开 降落伞 假定他们在此种情形下受到的空气阻力可忽略不计 那么 在他们打开降落伞以 前 先离开飞机的甲将在 A 乙的前方 B 乙的后方 C 乙的正下方 D 乙的前下方 4 在交通事故中 测定碰撞瞬间汽车的速度 对于事故责任的认定具有重要的作用 中国汽车驾驶员 杂志曾给出一个计算碰撞瞬间车辆速度的公式 式中l 是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿公路方 12 4 9 l v hh 向的水平距离 分别是散落物在车上时的离地高度 其中 只要用米尺测量 1 h 2 h 12 hh 出事故现场的l 三个量 根据上述公式就能够计算出碰撞瞬间车辆的速度 1 h 2 h 不计空气阻力 则下列叙述正确的有 2 9 8gm s A 被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体落地时间差与车辆速度乘积等于l B 被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体落地时间差与车辆速度无关 C 被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体落地时间差与车辆速度成正比 D 被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体落地时间相同 5 A B 两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面 上 现物体 A 以 的速度向右匀速运动 当绳被拉成与水平面夹 1 v 角分别是 时 如图所示 物体 B 的运动速度为 绳始终 B v 有拉力 A B 1sin sinv 1cos sinv C D 1sin cosv 1cos cosv 6 2013 江苏名校质检 某船在静水中划行的速率为 3m s 要渡过 30m 宽的河 河 水的流速为 5m s 下列说法中不正确的是 A 该船渡河的最小速率是 4m s B 该船渡河所用时间最少为 10s C 该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸 D 该船渡河所通过的位移的大小至少为 50m 7 如图所示 从水平地面上的 A 点 以速度 v1在竖直平面 内抛出一小球 v1与地面成 角 小球恰好以 v2的速度水平打在 墙上的 B 点 不计空气阻力 则下面说法中不正确的是 A 21cos vv B 小球从 A 点运动到 B 点所用时间为 1sin v t g C B 点离 A 点的竖直高度为 22 1 sin 2 v h g D 在 B 点以大于 v2的水平向左抛出小球 则小球将落在 A 点 8 2013 上海市徐汇区二模 如图所示 一小球从一半 圆轨道左端 A 点正上方某处开始做平抛运动 小球可视为质 点 飞行过程中恰好与半圆轨道相切于 B 点 O 为半圆轨道 圆心 半圆轨道半径为 R OB 与水平方向夹角为 60 重力 加速度为 g 则小球抛出时的初速度为 A B C D 9 一群小孩在山坡上玩投掷游戏时 有一小石块从坡顶水平飞出 恰好击中山坡上的 目标物 若抛出点与击中点的连线与水平面成角 该石块在距连线最远处的速度大小为 v 重力加速度为 g 空气阻力不计 则 A 小石块初速度的大小为 cos v B 小石块的飞行时间为 sinv g C 抛出点与击中点间的位移大小为 2 2sinv g D 小石块击中目标时 小石块的速度的方向与抛出点与击中点的连线的夹角也为 10 以某一初速度水平抛出一物体 若以抛出点为坐标原点 O 初速度方向为 x 轴的 正方向 物体所受重力方向为 y 轴的正方向 它的运动轨迹恰好满足方程 经过 2 1 yx k 一段时间速度大小变为初速度的倍 不计空气阻力 重力加速度为 g 以下说法正确的2 是 A 物体水平抛出的初速度为 2 gk B 该过程的运动时间为 8 k g C 该过程平均速度大小为 12 22 gk D 该过程的位移的方向与水平方向的夹角为 4 第第 卷 非选择题卷 非选择题 共共 60 分 分 二 填空题 本题包括二 填空题 本题包括 3 小题 每小题小题 每小题 6 分 共分 共 18 分 分 11 在 研究平抛物体的运动 实验中 1 为什么要使斜槽末端保持水平 2 为什么要保证小球每次从同一位置自由滑下 3 某同学做该实验时得到如图 3 所示图象 点和数据 已标出 则平抛小球的初速度为 2 s m10g 12 遇到大型庆典活动时 举办者经常会组织地燃放大量的大型烟花爆竹 通过选定 一些特殊效果的烟花爆竹 按照一定的组合和编排方式进行燃放 产生极具观赏性的艺术 效果 以增添庆典活动的气氛 通常 我们将这个时候燃放出来的烟花爆竹叫做焰火 现 在某人用的抛射角向天空发射焰火 若焰火引线的燃烧时间为 希望它在高空爆炸 th 则发射速度应为 13 一组同学在暑期进行社会调查 发现一处喷灌系统正在浇地 他们想所学的知识 估测喷灌系统的流量 在单位时间内通过水管横截面的流体的质量或体积为流量 已知喷灌系统水平旋转喷水 喷出的水均匀浇在以喷头为中心的圆形区域内 出水喷 头上标有口径 同学们手中只有一把钢卷尺和一块电子手表 有秒表功能 d 1 同学们做了下列操作 其中必要的是 填写序号 A 用钢卷尺估测出喷头外径 B 拉出卷尺适当长度 尺的一端与喷头相齐 让尺盒在下自然下垂 测出喷头离地 面的高度 h C 打开喷灌系统 测出水流喷出的平均距离 x D 打开喷灌系统 测出水流浇灌的圆形区域的直径 D E 用手表记录喷头旋转一圈的时间 t 2 用测得的物理量写出流量的表达式 Q 三 计算题 本题包括三 计算题 本题包括 4 小题 共小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要的演 算步骤 只写出答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 算步骤 只写出答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 7 分 排球运动于 19 世纪末始于美国 1895 年 美国马萨诸塞州霍利奥克市基 督教男子青年会体育干事威廉摩根认为当时流行的篮球运动过于激烈 于是创造了一种比 较温和的 老少皆宜的室内游戏 1896 年 美国普林菲尔德市立学校的艾特哈尔斯戴特博 士把摩根游戏起名为 volleyball 并沿用至今 排球运动是用双手做发球 垫球 传球 扣球和拦网等动作来组织进攻和防守的球类运动项目之一 扣球作为最重要的得分手段 而扣球中的击球技巧更是扣球的关键一环 已知排球网高 H 半场长 L 运动员扣球点高 h 扣球点离网水平距离 x 求 要使水平扣出的球既不触网 又不出界 则运动员的扣球 速度的取值范围应是多少 15 11 分 在一次国际城市运动会中 要求运动员 从高为 H 的平台上 A 点由静止出发 沿着动摩擦因数为 的滑道向下运动到 B 点后水平滑出 最后落在水池中 设滑 道水平距离为 L B 点的高度 h 可由运动员自由调节 如 图所示 取 求 2 10gm s 1 运动员到达 B 点的速度与高度 h 的关系 v A B H L h 2 运动员要达到最大水平运动距离 B 点的高度 h 应调为多大 对应的最大水平距 离 xmax为多少 16 10 分 如图所示 一架飞机距地面的高度为 h 以匀 速水平飞行 今有一高射炮要击中飞机 设高射炮炮弹的初 1 v 速度为 与水平方向的夹角为 并设发射时飞机在高射炮 0 v 的正上方 空气的阻力可不计 那么要击中飞机 必须满足 0 v 什么条件 并讨论和的关系 0 v 17 14 分 在战争中 常由军事侦察卫星把敌方飞机的坐 标和运动情况发送到数据链平台 再由数据链平台呼唤并转发到某单兵系统 士兵可用便 携式防空导弹 在接通信息后发射将其击毁 一次某特种兵从一座高山的山顶发射一枚导弹 导弹上的喷气发动机可产生恒定的推力 且可通过改变喷气发动机尾喷管的喷气质量和方 向改变发动机推力的大小和方向 导弹起飞时发动机推力大小恒为导弹所受重力的二倍 导弹沿水平方向做匀加速直线飞行 经过 20s 后 微电脑系统自动使发动机的推力方向瞬 时逆时针方向旋转角 发动机推力大小仍保持不变 导弹恰在距离发射点高 h 2000m60 的上空击中敌方正在执行特殊任务的武装直升机 不计空气阻力和喷气过程中导弹质量的 变化 取 g 10m s2 求 1 导弹做匀加速直线飞行的位移 2 导弹击中武装直升机 飞机时导弹的速度 答案部分 1 C 解题思路 做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向轨迹凹侧 故 A D 选项错误 由于速度逐渐减小 故合力 F 的方向与速度方向的夹角应大于 90 故 B 选项错误 C 选 项正确 2 BC 解题思路 当消防车匀速前进时 消防队员一定做匀速直线运动 则 B 选项正确 A 选 项错误 当消防车匀加速前进时 消防队员一定做匀变速曲线运动 则选项 C 正确 D 选 项错误 3 C 解题思路 由于忽略了空气阻力 在他们打开降落伞以前 甲 乙两伞兵在水平方向的 运动情况相同 则先离开飞机的甲始终在乙的正下方 且甲 乙还在飞机的正下方 故 C 选项正确 4 AB 解题思路 由于被水平抛出物体做平抛运动 则被水平抛出的散落在事故现场路面上的 两物体落地时间差为 与车速无关 故 B 选项正确 C D 选项错误 12 22hh t gg 又 故 A 选项正确 12 22hh lv tv gg 5 D 解题思路 设物体 B 的运动速度为 此速度为物体 B 合运动的 B v 速度 根据它的实际运动效果 两分运动分别为 沿绳收缩方向的 分运动 设其速度为 垂直绳方向的圆周运动 速度分解如图 B v绳 所示则有 cos B B v v 绳 物体 A 的合运动对应的速度为 它也产生两个分运动效果 分别是 1 v 沿绳伸长方向的分运动 设其速度为 v 绳 A 垂直绳方向的圆周运动 它的速度分解如图所示 则有 1cosA vv 绳 由于对应同一根绳 其长度不变 故 AB vv 绳绳 根据三式解得 故 D 选项正确 1cos cos B vv 6 A 解题思路 在由题意可知 小船渡河的合速度在 2m s 到 8m s 之间 则 A 选项错误 船 的渡河所用的最短时间为 则 B 选项正确 由于船在静水中划行的速率小 min 10 d ts v 船 于河水的流速 则该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸 故 C 选项正确 如答图所示 当小船的合速度沿 AC 方向时 小船的渡河位移最小 且有 则 D min 50 v xdm v 水 船 选项正确 7 D 解题思路 小球在水平方向上做匀速直线运动 则有 故 A 选项正确 小球在 21cos vv 竖直方向上做匀减速直线运动 根据匀变速直线运动的运动规律可得 小球从 A 点运动到 B 点所 用时间为 故 B 选项正确 B 点离 A 点的竖直高度为 1sin v t g 22 2 1 sin1 22 v hgt g 故 C 选项正确 根据平抛运动规律 在 B 点水平向左抛出小球 让它落回地面上的 A 点 则 抛出的速度大小一定等于 v2 则D 选项错误 8 B 解题思路 根据几何关系可得 小球做平抛运动的水平位移 根据平sin60 xRR 抛运动规律可得 联立解得 则 B 选项正确 0 xv t 0 tan60 gt v 0 3 3 2 gR v 9 CD 解题思路 石块在距连线最远处时 石块的速度方向与抛出点 击中点间的连线平行 则 则 A 选项错误 小石块的飞行时间为 故 B 选项错误 抛出 0 cosvv sin 2 v t g 点与击中点间的距离为 故 C 选项正确 根据斜面上的平抛运动知 2 2 1 2sin 2 sin gt v x g 识可知小石块击中目标时 小石块的速度的方向与抛出点与击中点的连线的夹角也为 则 D 选项正确 10 A 解题思路 根据平抛运动规律可得轨迹方程为 则 故 A 选项正 2 0 2 g yx v 0 2 gk v 确 又 解得 故 B 选项错误 根据平抛运动规律可得 该 2 0 21gtv 2 k t g 过程的位移为 又该过程平均速度大小为 解得 2 2 2 0 1 2 sv tgt s v t 5 8 gk v 故 C 选项错误 由于位移的方向与水平方向的夹角与速度的方向与水平方向的夹角满 足 又 解得 故 D 选项错误 tan2tan 2 2 00 0 2 tan1 vv v 1 tan 2 11 参考答案 1 使小球离开斜槽时有水平初速度而做平抛运动 2 使小球每次离开木板时有相同的速度 都做同一条抛物线的平抛运动 3 2m s 解题思路 要使斜槽末端保持水平的目的 使小球离开斜槽时有水平初速度而做平抛运 动 要保证小球每次从同一位置自由滑下的目的 使小球每次离开木板时有相同的速度 都做同一条抛物线的平抛运动 由题意和平抛运动的运动规律可得 又 0 0 2v T 解得 2 0 30 10 1gT 0 2vm s 12 参考答案 2 2 2 sin hgt t 解题思路 根据斜抛运动知识 对竖直方向上的分运动有 2 0 1 sin 2 hv tgt 解得 2 0 2 2 sin hgt v t 13 参考答案 1 BD 2 2 22 16 1 d Dhg Q h 解题思路 1 不需要测喷头外径 A 选项不必要 利用水流的平抛运动测平均初速度 因此需要测定喷头离地面的高度 B 选项需要 由于水均匀浇在以喷头为中心的圆形区域 内 水量与面积成正比 不能用平均距离 C 选项错误 D 选项正确 不需要测喷头旋转 一周的时间 E 选项不必要 2 水量与面积成正比 如答图所示 内圆与外环面积相等 则内圆半径可认为是平 抛的平均水平距离 因此有 222 121 r r r 解得 12 2 D r r 1 2 1 2 D r 由平抛运动可得 10 r tv 2 1 2 h gt 因此流量 2 0 0 2 StVd Q tt v v 解得 2 22 16 1 d Dhg Q h r2 r1 O 14 解题思路 假设运动员用速度 vmax扣球时 球刚好不会出界 根据平抛运动知识和答 图图中数量关系可得 1 1 分 max xLvt 2 1 分 2 1 2 hgt 由 1 2 式解得 1 分 max 2 g vLx h 假设运动员用速度 vmin扣球时 球刚好不会触网 根据平抛运动知识和答图 1 中数量关系 可得 3 1 分 min xv t 4 1 分 2 1 2 hH gt 由 3 4 式解得 1 分 min 2 g vx hH 实际扣球速度应在这两个值之间 故扣球速度的取值范围应为 1 分 22 gg xvxL hHh 技巧点拨 根据题意画出示意图 并找到球刚好不出界 刚好不会触网的临界情况是解 决本题的关键 15 解题思路 1 令斜面倾角为 根据匀变速直线运动知识可得 1 2 分 2 2 sin Hh va 根据牛顿第二定律可得 2 2 分 sincosmgmgma 又 3 1 分 cot L Hh h x L v H 由 1 2 3 式解得 1 分 2 vg HhL 2 根据平抛运动知识可得 4 1 分 xvt 5 1 分 2 1 2 hgt 由 1 2 3 4 5 式解得 1 分 2 xHLh h 当 时 2 分 2 HL h max xHL 方法总结 根据题意找到因变量与自变量之间的函数关系式 然后根据数学知识 通常 用到二次函数