北京市高考二轮热点训练专题（二）抛体运动（原版）

2026届北京市高考二轮热点训练专题（二）——抛体运动知识要点（一）基本类型1、平抛运动2、斜抛运动3、上抛运动4、下抛运动5、类平抛运动（二）核心思想方法分解的思想，即将复杂的运动分解成两个简单的运动。运动类型受力特征力与初速度方向关系分解结果平抛运动只受重力重力与初速度方向垂直水平方向：匀速直线运动竖直方向：自由落体运动斜抛运动只受重力重力与初速度方向有夹角水平方向：匀变速直线运动竖直方向：匀变速直线运动上抛运动只受重力重力与初速度方向相反竖直方向：竖直向上的匀速直线运动与自由落体运动下抛运动只受重力重力与初速度方向相同竖直方向：竖直向下的匀速直线运动与自由落体运动类平抛运动恒定外力合外力与初速度方向垂直水平方向：匀速直线运动垂直方向：匀加速直线运动（三）基本规律1.平抛运动的时间：t=2.平抛运动的水平位移：x=3.平抛运动的速度的变化规律（1）任意时刻的速度水平分量均等于初速度v0（2）任意连续相等时间Δt内的速度变化量方向竖直向下，大小Δ4.平抛运动的位移的变化规律（1）任意相等时间Δt内，水平位移相同，即Δ（2）任意连续相等的时间Δt内，竖直方向上的位移差不变，即Δ5.关于（类）平抛运动的两个重要推论推论一：从抛出点开始,做（类）平抛运动的物体,在任意时刻的速度方向的反向延长线一定通过水平位移的中点。如图所示,xB推论二：从抛出点开始,做（类）平抛运动的物体,在任意时刻速度方向与水平方向的夹角α和位移方向与水平方向的夹角θ的关系为tanα二、典型问题分类（一）平抛运动基本规律1、某同学站在地面上，将小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（）A.速度大小改变，方向改变 B.速度大小改变，方向不变C.加速度大小不变，方向改变 D.加速度大小改变，方向不变2、测量曲线运动物体的瞬时速度往往比较困难。假设小球受到的空气阻力与其速度大小成正比，为测量水平抛出的塑料球的落地速度，研究性学习小组进行了以下实验。①如图甲，在某一高度处释放塑料球，使之在空气中竖直下落；塑料球速度逐渐增加，最终达到最大速度vm，测量并记录vm；②如图乙，用重垂线悬挂在桌边确定竖直方向，将塑料球和一半径相同的钢球并排用一平板从桌边以相同的速度同时水平推出；③用频闪仪记录塑料球和钢球在空中的一系列位置，同时测量塑料球下落时间t；④如图丙，在得到的频闪照片中分别作出x轴和y轴，测量并记录两小球水平位移x1、x2，竖直位移y0。已知重力加速度g。关于本实验，下列说法正确的是（）A.实验中还需要用天平测量出塑料球的质量B.仅用g、t、y0、vm即可表示塑料球落地时的竖直速度C.塑料球和钢球落地时的速度大小可能相等D.塑料球和钢球在空中运动的时间可能相等3、如图所示，某同学以大小为v0的初速度将铅球从P点斜向上抛出，到达Q点时铅球速度沿水平方向。已知P，Q连线与水平方向的夹角为30°，P，Q间的距离为L。不计空气阻力，铅球可视为质点，质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（）8题图A.铅球从P点运动到Q点所用的时间为2B.铅球从P点运动到Q点重力做的功为12C.铅球从P点运动到Q点动量的变化为mgLD.铅球到达Q点的速度大小为v（二）斜面上的平抛运动4、如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，一小球从斜面顶端向右水平抛出，初速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）4题图A.小球落到斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为2θB.小球做平抛运动的时间为2C.小球落到斜面上时，速度大小为vtanθD.小球做平抛运动的水平位移大小为v5、（多选）如图所示，以v0=10m/s的速度水平抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角θ=30∘A.物体飞行时间是3B.物体撞击斜面时的速度大小为20m/sC.物体飞行的时间是2sD.物体下落的竖直距离是10m（三）斜抛运动类问题6、如图所示，一弹性小球从倾角为θ的斜面A点正上方h处由静止下落，第一次与A点碰撞弹起后，第二次与斜面碰撞于B点。小球与斜面碰撞前后瞬间沿斜面方向速度不变，垂直斜面方向速度大小不变、方向相反。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.小球从A到B的过程中速度变化量的方向沿AB方向B.小球从A点弹起后距斜面的最远距离为hsinθC.小球从A到B的时间为2hD.A，B两点间的距离为8hsinθ7、如图为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中，运动员从A点由静止开始下滑，到达起跳点B时借助设备和技巧，保持到达起跳点B时的速率，沿与水平面夹角为15°的方向斜向上飞出，到达最高点C，最终落在坡道上的D点（C、D均未画出），已知A、B之间的高度差H＝45m，坡面与水平面的夹角为30°。不计空气阻力和摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin15°＝0.26，cos15°＝0.97。下列说法正确的是（）A.运动员在B点起跳时的速率为20m/sB.运动员起跳后达到最高点C时的速度大小约为7.8m/sC.运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9sD.运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.9s（四）上抛运动和下抛运动类问题8、如图所示，在距地面同一高度处将三个相同的小球以相同的速率分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右的方向抛出，不计空气阻力，比较这三个小球从抛出到落地的过程，下列说法正确的是（）7题图A.重力对每个小球做的功都各不相同B.每个小球落地时的速度都各不相同C.每个小球在空中的运动时间都各不相同D.每个小球落地时重力做功的瞬时功率都各不相同（五）带电粒子在匀强电场中的类平抛运动问题9、如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，从M点水平方向以初速度v0射入板间，并打在下极板上的N点。已知MN与竖直方向成45°角，粒子的重力可忽略不计。则（）A.M、N两点间的距离为2B.粒子在M、N两点间的运动时间为mC.粒子刚到达N点时的速度大小为3v0D.粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为45°10、真空中存在沿y轴正方向的匀强电场，带电粒子a和b先后从坐标原点O沿x轴正方向射入该电场，其轨迹如图所示。忽略粒子所受重力，下列条件中可以判定粒子a比荷较大的是（）5题图A.粒子a和b在电场中的加速度相等 B.粒子a和b射入电场时的速度相等C.粒子a和b射入电场时的动能相等 D.粒子a和b射入电场时的动量相等11、如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m、电荷量为－q的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率η（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为U0时，η＝80％。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（）6题图A.两极板间电压为U0时，尘埃的最大动能为qU0＋mB.两极板间电压为54U0时，除尘率可达100C.仅增大尘埃的速率v，可以提升除尘率D.仅减少尘埃的电荷量，可以提升除尘率（六）带阻力的抛体运动问题12、由于空气阻力的影响，被踢出的足球飞行轨迹如图所示。足球从位置1被踢出，位置3为轨迹的最高点，位置2，4距地面高度相等。重力加速度为g，忽略足球的旋转。关于足球，下列说法正确的是（）A.到达位置3时，加速度为gB.经过位置2时的速度大于经过位置4时的速度C.由位置1到位置3减少的动能少于由位置3到位置5增加的动能D.由位置1运动到位置3的时间大于由位置3运动到位置5的时间13、（多选）2023年5月，据中科院力学所的消息，我国JF－22超高速风洞研制成功。作为研制新一代飞行器的摇篮，JF－22超高速风洞可以复现几十千米高空、速度最高达约三十倍声速的飞行条件。若将一小球从风洞中地面上的A点竖直向上弹出，小球受到大小恒定的水平风力作用，到达最高点B时的动能与A点的动能之比为9∶16，小球最后落回到地面上的C点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小球运动的加速度大小为a＝54B.小球从A到B的过程中动能持续减小C.小球从A到B与从B到C的过程中机械能变化量之比为1∶1D.小球在空中的最小动能与A点的动能之比为9∶2514、如图所示，在范围足够大的水平向右的匀强电场中，将一个带电小球以一定的初速度v从M点竖直向上抛出，在小球从M点运动至与抛出点等高的位置N点（图中未画出）的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球运动到最高点时的速度为零 B.小球在M点和N点的动能相等C.小球上升过程和下降过程水平方向位移相同 D.小球上升过程和下降过程动量的变化量相同（七）实际情境中的抛体问题15、如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m＝50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小vA＝10m/s，圆弧轨道的半径R＝4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠AOB＝37°。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求：（1）运动员从P点到A点运动过程所用时间t；（2）运动员在B点时的动能EkB；（3）在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。16、半径为R的光滑半圆轨道处于竖直平面内，轨道与水平地面相切于轨道的端点A。一质量为m的小球从A点冲上半圆轨道，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上，重力加速度为g。若恰好能实现上述运动，求：（1）小球在B点时速度的大小vB；（2）小球的落地点与A点间的距离x；（3）小球刚进入圆弧轨道时，轨道对小球弹力的大小FA。17、如图1所示，两平行金属板A、B间电势差为U1，带电荷量为q、质量为m的带电粒子，由静止开始从极板A出发，经电场加速后射出，沿金属板C、D的中心轴线进入偏转电压为U2的偏转电场，最终从极板C的右边缘射出。偏转电场可看作匀强电场，板间距为d。忽略重力的影响。（1）求带电粒子进入偏转电场时速度的大小v0。（2）求带电粒子离开偏转电场时动量的大小p。（3）以带电粒子进入偏转电场时的位置为原点、以平行于板面的中心轴线为x轴建立平面直角坐标系xOy，如图2所示。写出该带电粒子在偏转电场中的轨迹方程。18、2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），首次完成1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。EAST通过高速运动的中性粒子束加热等离子体，需要利用“偏转系统”将带电离子从混合粒子束中剥离出来。已知所有离子带正电，电荷量均为q，质量均为m。所有粒子的重力及粒子间的相互作用均可忽略不计。（1）“偏转系统”的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进人电场时速度方向与极板平行，离子在电场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动。已知两极板间电压为U，间距为d。若所有离子速度均为v，且都被下极板吞噬，求偏转极板的最短长度L。（2）“偏转系统”还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离，如图2所示。吞噬板