2024-2025学年新教材高中物理第五章抛体运动第4节第1课时抛体运动的特点及其运动规律训练含解析新人教版必修2

PAGE9-抛体运动的规律第1课时抛体运动的特点及其运动规律学问点一抛体运动1.(多选)关于平抛运动，下列说法中正确的是()A．水平抛出的运动就是平抛运动B．平抛运动是匀变速曲线运动C．平抛运动的初速度越大，物体下落得越快D．平抛运动的速度方向始终在变更2．人站在平台上平抛一小球，球离手的速度为v1，落地时速度为v2，不计空气阻力，下图中能表示出速度矢量的演化过程的是()学问点二抛体运动的规律3.关于平抛运动的下列论述中，正确的是()A．从同一高度以不同速度同时水平抛出两个物体，它们落地的时间肯定相同B．从同一高度以不同速度同时水平抛出两个物体，它们落地时的水平距离肯定相同C．从不同高度以相同速度同时水平抛出两个物体，它们落地的时间肯定相同D．从不同高度以相同速度同时水平抛出两个物体，它们落地时的水平距离肯定相同4．(多选)如图所示，某同学分别在同始终线上的A、B、C三个位置投掷篮球，结果都击中篮筐，若篮球出手时高度相同，击中篮筐时篮球的速度方向均沿水平方向，大小分别vA、vB、vC，抛出时速度的方向与水平方向的夹角分别是θA、θB、θC，篮球的运动时间分别为tA、tB、tC，则下列关系正确的是()A．vA＝vB＝vCB．vA<vB<vCC．tA＝tB＝tCD．θA<θB<θC关键实力综合练进阶训练其次层一、单选题1．“套圈圈”是老少皆宜的嬉戏，如图，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()A．v1＝v2B．v1>v2C．t1＝t2D．t1>t22．如图所示，A、B两点在同一竖直面内，A点比B点高h，两点间的水平距离为s.现在从A、B两点同时相向抛出两个小球，不计空气阻力，则()A．若只调整h，两球根本不行能在空中相遇B．若只调整s，两球有可能在空中相遇C．若只调整h，两球有可能在空中相遇D．若只调整两球抛出的速度大小，两球有可能在空中相遇3．一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m，一小球以水平速度v飞出，欲打在第4级台阶上，g取10m/s2，则v的取值范围是()A.eq\r(6)m/s<v≤2eq\r(2)m/sB．2eq\r(2)m/s<v≤3.5m/sC.eq\r(2)m/s<v<eq\r(6)m/sD．2eq\r(2)m/s<v<2eq\r(6)m/s4．如图所示，将小球从空中的A点以速度v0水平向右抛出，不计空气阻力，小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B点．若使小球仍刚好擦过竖直挡板且落在地面上B点的右侧，下列方法可行的是()A．在A点将小球以大于v0的速度水平抛出B．在A点将小球以小于v0的速度水平抛出C．在A点正上方某位置将小球以小于v0的速度水平抛出D．在A点正下方某位置将小球以大于v0的速度水平抛出二、多选题5．如图所示，在竖直面内的直角坐标系中，x坐标轴在水平地面上，A、B、C三个小球沿图示方向做平抛运动，下列表述正确的是()A．若A、B、C同时抛出，只需满意vc>vB>vA，就恰好能同时在地面相遇B．若A、B能在地面相遇，则A、B在空中运动的时间之比为2︰1C．若A、C在(x0,0)相遇，则肯定满意vA＝vcD．若B、C同时起先做平抛运动，二者绝不行能在空中相遇6．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则()A．该球从被击出到落入A穴所用时间为eq\r(\f(g,2h))B．该球从被击出到落入A穴所用时间为eq\r(\f(2h,g))C．球被击出时的初速度大小为Leq\r(\f(2g,h))D．球被击出时的初速度大小为Leq\r(\f(g,2h))三、计算题7．将某一物体以肯定的初速度水平抛出，在某1s内其速度方向与水平方向的夹角由37°变成53°，则此物体的初速度大小是多少？此物体在这1s内下落的高度是多少？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，结果保留两位有效数字)学科素养升级练进阶训练第三层1．一带有乒乓球放射机的乒乓球台如图所示．水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.放射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平放射乒乓球，放射点距台面高度为3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的放射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是()A.eq\f(L1,2)eq\r(\f(g,6h))<v<L1eq\r(\f(g,6h))B.eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h))<v<eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))C.eq\f(L1,2)eq\r(\f(g,6h))<v<eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))D.eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h))<v<eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))2．(多选)如图所示，一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出．第一只球飞出时的初速度为v1，落在自己一方场地上后，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点处．其次只球飞出时的初速度为v2，干脆擦网而过，也落在A点处．设球与地面碰撞时没有能量损失，且不计空气阻力，则()A．两球飞出时的初速度之比v1︰v2＝1︰3B．两球飞出时的初速度之比v1︰v2＝1︰2C．运动员击球点的高度H与网高h之比H︰h＝4︰3D．运动员击球点的高度H与网高h之比H︰h＝3︰23．如图所示，一装甲车在水平地面上以速度v0＝20m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h＝1.8m．在车正前方竖直放置一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v＝800m/s.在子弹射出的同时，装甲车起先匀减速运动，行进s＝90m后停下．装甲车停下后，机枪手以相同方式射出其次发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10m/s2)(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小．(2)当L＝410m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离．(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围．第4节抛体运动的规律第1课时抛体运动的特点及其运动规律必备学问基础练1．答案：BD解析：水平抛出的物体，若只受重力作用，其运动才是平抛运动，故A错误；平抛运动的加速度恒为g，则平抛运动是匀变速曲线运动，故B正确；平抛运动的加速度恒为g，物体下落的快慢程度相同，故C错误；平抛运动的速度方向始终在变更，故D正确．2．答案：C解析：小球做的是平抛运动，任何时刻在水平方向的速度大小都是不变的，即任何时刻速度的水平重量都是一样的，在竖直方向上是自由落体运动，竖直方向上的速度在匀称增大，故C正确．3．答案：A解析：依据h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，高度相同，所以落地时间相同，故A正确．飞行时间t＝eq\r(\f(2h,g))，水平距离x＝v0t，因为高度相同但初速度不同，所以水平距离不同，故B错误．依据h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，高度不同，所以落地时间不同，故C错误．飞行时间t＝eq\r(\f(2h,g))，水平距离x＝v0t，因为高度不同，虽然初速度相同，但水平距离不同，故D错误．4．答案：CD解析：因为击中篮筐时篮球的速度方向均沿水平方向，所以竖直方向：0－veq\o\al(2,y)＝－2gh,0－vy＝－gt，所以运动时间相同，竖直初速度相同；但水平方向x＝vt，所以vA>vB>vC，故A、B错误，C正确．夹角的正切值tanθ＝eq\f(vy,v)，依据以上分析得出θA<θB<θC，故D正确．关键实力综合练1．答案：D解析：铁丝圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，依据h＝eq\f(1,2)gt2，有：t＝eq\r(\f(2h,g))，故t1>t2，故C错误，D正确；水平分位移相同，由于t1>t2，依据x＝v0t，有v1<v2，故A、B均错误．2．答案：C解析：由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，若将h调整到零，即抛出高度相同，两球同时抛出，故两个球始终在同一高度，落地前有可能相遇，故A错误，C正确；若只调整s或抛出速度，则两球不会在同一高度，因此不会相遇，故B、D均错误．3．答案：A解析：若小球打在第4级台阶的边缘上，高度h＝4d，依据h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(8d,g))＝eq\r(\f(8×0.4,10))s＝eq\r(0.32)s，水平位移x1＝4d，则平抛的最大初速度v1＝eq\f(x1,t1)＝eq\f(1.6,\r(0.32))m/s＝2eq\r(2)m/s.若小球打在第3级台阶的边缘上，高度h′＝3d，依据h′＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(6d,g))＝eq\r(\f(6×0.4,10))s＝eq\r(0.24)s，水平位移x2＝3d，则平抛运动的最小初速度v2＝eq\f(x2,t2)＝eq\f(1.2,\r(0.24))m/s＝eq\r(6)m/s.所以速度范围为eq\r(6)m/s<v≤2eq\r(2)m/s.4．答案：D解析：A、B错：在A点将小球水平抛出，落地时平抛运动的时间相等，当时速度大于v0时，小球运动到挡板正上方所用时间变短，下落的高度变小，将从挡板正上方越过；当时速度小于v0时，小球运动到挡板时所用时间变短，下落的高度变大，将撞在挡板上．C错，D对：依据h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，水平位移x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，竖直分速度vy＝gt.则知在A点正上方某位置将小球以小于v0的速度水平抛出时，小球刚好擦过竖直挡板时所用时间变长，竖直分速度变大，能使小球落在挡板和B点之间；在A点正下方某位置将小球以大于v0的速度水平抛出时，小球刚好擦过竖直挡板时所用时间变短，竖直分速度变小，能使小球落在地面上的B点右侧，可行的方法只有D.5．答案：CD解析：若A、B、C三球同时抛出，因A、C两球的竖直高度与B球不同，竖直分运动均是自由落体运动，所以A、C两球不行能与B球相遇，故A错误；若A、B两球能在地面相遇，依据h＝eq\f(1,2)gt2可知，两个球运动时间之比为eq\r(2)︰1，故B错误；若A、C两球在(x0,0)点相遇，由于水平分运动是匀速直线运动，水平分位移相等，时间也相等，故水平分速度相等，即初速度相等，肯定满意vA＝vC，故C正确；平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，若B、C两球同时起先做平抛运动，二者不行能在空中相遇，故D正确．6．答案：BC解析：因为风力沿水平方向，所以高尔夫球在竖直方向上只受到重力作用而做自由落体运动，由h＝eq\f(1,2)gt2得该球被击出到落入A穴所用的时间为t＝eq\r(\f(2h,g))，故A错误，B正确；水平方向上高尔夫球受到恒定风力作用做匀减速运动，高尔夫球竖直落入A穴，说明通过L的距离时水平速度恰好减小到零，故在水平方向上有L＝eq\f(v0＋0,2)t，解得v0＝Leq\r(\f(2g,h))，故C正确，D错误．7．答案：17m/s18m解析：做平抛运动的物体，其水平方向的分运动是匀速直线运动，故物体在某1s初、末时刻水平方向的分速度相等，利用三角函数关系将竖直方向的分速度大小用水平方向的分速度大小表示出来，再依据竖直方向的分运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动的规律进行求解．解法1：(基本规律法)物体的运动轨迹如图所示，设其1s初经过A点时vA与水平方向的夹角为37°，此秒未经过B点时vB与水平方向的夹角为53°，从初始位置到A点经验的时间为t，则到B点共经验t＋1s.vyA＝gt＝v0tan37°vyB＝g(t＋1s)＝v0tan53°由以上两式联立解得初速度v0≈17m/s，t＝eq\f(9,7)s物体在这1s内下落的高度Δh＝yB－yA＝eq\f(1,2)g(t＋1)2－eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×(eq\f(9,7)＋1)2m－eq\f(1,2)×10×(eq\f(9,7))2m≈18m.解法2：(矢量图解法)如图所示，Δv＝v0tan53°－v0tan37°又因为Δv＝gΔt，Δt＝1s解得v0＝eq\f(gΔt,tan53°－tan37°)≈17m/sΔh＝eq\f(v\o\al(2,yB)－v\o\al(2,yA),2g)＝eq\f(v0tan53°2－v0tan37°2,2g)≈18m.学科素养升级练1．答案：D解析：设以速率v1放射乒乓球，经过时间t1刚好落到球网正中间．则竖直方向上有3h－h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)①，水平方向上有eq\f(L1,2)＝v1t1②.由①②两式可得v1＝eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h)).设以速率v2放射乒乓球，经过时间t2刚好落到球网右侧台面的两角处，在竖直方向有3h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)③，在水平方向有eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,2)))2＋L\o\al(2,1))＝v2t2④.由③④两式可得v2＝eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h)).则v的最大取值范围为v1<v<v2.故D正确．2．答案：AC解析：两球被击中后均做平抛运动，依据平抛运动的规律可知，两球从被击至各自第一次落地时间相等．由题图可知，两球从击出至第一次落地的水平射程之比为x1︰x2＝1︰3，则两球飞出时的初速度之比为v1︰v