2019-2020学年高中物理 能力导练三 平抛运动（含解析）新人教版必修2

能力导练三平抛运动基础巩固1(多选)关于平抛运动，下列说法正确的是()a由t可知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短b由t可知，物体下落的高度越大，飞行时间越长c任意连续相等的时间内，物体下落高度之比为135d任意连续相等的时间内，物体运动速度的改变量相等解析：由hgt2得t，即平抛运动的时间仅由下落的高度决定，下落的高度越大，飞行时间越长，选项a错，选项b对；只有在平抛运动开始计时的任意连续相等的时间内，物体下落高度之比才为135，选项c错；根据vgt可知，任意连续相等的时间内，平抛运动速度的改变量都相等，选项d对答案：bd2从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是()a从飞机上看，物体静止b从飞机上看，物体始终在飞机的后方c从地面上看，物体做平抛运动d从地面上看，物体做自由落体运动解析：从飞机上看，物体做自由落体运动，a、b错；从地面上看，物体有水平方向的速度，竖直方向受重力，做平抛运动，c对，d错答案：c3物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切值tan随时间t的变化图象可能是()解析：平抛运动水平方向上的速度不变，为v0，在竖直方向上的分速度为vygt，tan，为定值，所以tan与t成正比，故b正确答案：b4以速度v0水平抛出一球，某时刻其竖直分位移与水平分位移相等，则下列判断中错误的是()a竖直分速度等于水平分速度b此时球的速度大小为v0c运动的时间为d运动的位移为解析：设水平速度为v0，下落的时间为t，由题意得v0tgt2，解得t，竖直分速度为vy2v0，所以a错，c正确；速度vv0；位移s，所以b、d正确答案：a5如图1所示，在一次演习中，离地h高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标p，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截设拦截系统与飞机的水平距离为x，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足()图1av1v2 bv1v2cv1v2 dv1v2解析：炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要使拦截成功，则两炮弹必定在空中相遇，以做自由落体运动的物体为参考系，则炮弹1做水平方向上的匀速直线运动，炮弹2匀速上升，由t1，t2，t1t2，得v1v2，故选项d正确答案：d6“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图2，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上同一目标设铁丝圈在空中运动的时间分别为t1、t2，则()图2av1v2 bv1v2ct1t2 dt1t2解析：铁丝圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据hgt2，有t，故t1t2，故c错误，d正确；水平分位移相同，由于t1t2，根据xv0t，有v1v2，故a、b均错误答案：d7一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图3中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为()图3atan b2tan c. d.解析：平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角，有：tan.则下落高度与水平射程之比为，d正确答案：d综合应用8如图4，可视为质点的小球，位于半径为m半圆柱体左端点a的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于b点过b点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60，则初速度为(不计空气阻力，重力加速度为g10 m/s2)()图4a. m/s b4 m/sc3 m/s d. m/s解析：飞行过程中恰好与半圆轨道相切于b点，知速度与水平方向的夹角为30，设位移与水平方向的夹角为，则有：tan，因为tan，则竖直位移为yr，vy22gygr，所以tan30，联立以上各式解得：v03 m/s，故选项c正确答案：c9如图5所示，相对的两个斜面，倾角分别为37和53，在顶点两个小球a、b以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则a、b两个小球运动时间之比为()图5a11 b43c169 d916解析：结合平抛运动知识，a球满足tan 37，b球满足tan 53，所以t1t2tan 37tan 53916.故d选项正确答案：d10如图6所示，a、b两质点从同一点o分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，a在竖直平面内运动，落地点为p1；b沿光滑斜面运动，落地点为p2，p1和p2在同一水平面上，不计阻力，则下列说法正确的是()图6aa、b的运动时间相同ba、b沿x轴方向的位移相同ca、b运动过程中的加速度大小相同da、b落地时速度大小相同解析：设o点与水平面的高度差为h，由hgt12，g sint22可得：t1、t2，故t1t2，a错误；由x1v0t1，x2v0t2可知，x1x2，b错误；由a1g，a2g sin可知，c错误；a落地的速度大小为va，b落地的速度大小vb，所以vavb，故d正确答案：d11从离地高80 m处水平抛出一个物体，3 s末物体的速度大小为50 m/s，取g10 m/s2.求：(1)物体抛出时的初速度大小；(2)物体在空中运动的时间；(3)物体落地时的水平位移解析：(1)由平抛运动的规律知v3 s末v50 m/s，vygt30 m/s解得v0vx40 m/s(2)物体在空中运动的时间t s4 s(3)物体落地时的水平位移xv0t404 m160 m.答案：(1)40 m/s(2)4 s(3)160 m图712如图7所示，水平屋顶高h5 m，墙高h3.2 m，墙到房子的距离l3 m，墙外马路宽x10 m，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，求小球离开屋顶时的速度(取g10 m/s2)解析：小球速度太小，则不能越过墙；小球的速度太大，则飞到马路外面两临界状态就是刚好越过墙与刚好落在马路外侧设球刚好越过墙时的水平初速度为v1，则hhgt12和lv1t1，得：v15 m/s；设球刚好落在马路外侧时的水平初速度为v2，则由hgt22和lxv2t2，得v213 m/s.故小球离开屋顶时的速度：5 m/sv13 m/s.答案：5 m/sv13 m/s探究拓展13如图8所示，一阶梯高、宽都为0.4 m，一球以水平速度v飞出，欲打在第四级台阶上，取g10 m/s2，则v的取值范围是()图8a. m/sv2 m/sb2 m/sv3.5 m/sc. m/sv m/sd. m/sv3.5 m/s解析：若小球打在第四级台阶的边缘上，高度h4d，根据hgt12得t1 s s，水平位移x14d，则平抛的最大速度v1 m/s2 m/s.若小球打在第三级台阶的边缘上，高度h3d，根据hgt22，解得t2 s s，水平位移x23d，则平抛运动的速度v2 m/s m/s.综上： m/sv2 m/s，故a正确，b、c、d错误答案：a图914“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，它实际上是一个费力杠杆如图9所示，某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程所用抛石机长臂的长度l4.8 m，质量m10.0 kg的石块装在长臂末端的口袋中开始时长臂与水平面间的夹角30，对短臂施力，使石块经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出石块落地位置与抛出位置间的水平距离s19.2 m不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)石块刚被抛出时的速度大小v0；(2)石块刚落地时的速度vt的大小和方向解析：(1)石块被