3.2竖直方向上的抛体运动同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修二物理(Word版含答案)

3.2竖直方向上的抛体运动同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修二物理
一、单选题
在匀速上升的电梯里，一小球从电梯地板被竖直向上弹出后又向下落回地板，这一过程中小球没有触碰电梯天花板，不计空气阻力，下列对这一过程的分析正确的是
A. 小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B. 小球在空中运动的平均速度大于电梯的速度
C. 小球在空中运动的平均速度小于电梯的速度
D. 小球在运动的中间时刻离天花板最近
竖直上抛一实心小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中不计空气阻力，取向上为正方向，在下列图像中最能反映小铁球运动情况的是
A. B.
C. D.
小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度和位置的关系图象中，能描述该过程的是
A. B.
C. D.
某物体以的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取，内物体的
A. 路程为
B. 平均速度大小为 ，方向向上
C. 速度改变量的大小为
D. 位移大小为 ，方向向下
如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移与斜面倾角的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得与斜面倾角的关系如图乙所示，取，根据图象可求出
A. 物体的初速率
B. 物体与斜面间的动摩擦因数
C. 取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移的最小值
D. 当某次时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑
如图所示，、两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛不计空气阻力。下列说法正确的是
A. 在上升和下降过程中对的压力一定为零
B. 上升过程中对的压力大于物体受到的重力
C. 下降过程中对的压力大于物体受到的重力
D. 在上升和下降过程中对的压力等于物体受到的重力
从地面竖直向上抛出的物体，其匀减速上升到最高点后，再以与上升阶段一样的加速度匀加速落回地面．图中可大致表示这一运动过程的速度图象是
A. B.
C. D.
将一物体从地面竖直向上抛出，又落回抛出点，运动过程中空气阻力忽略不计，下列说法正确的是
A. 上升过程和下落过程，时间相等、位移相同
B. 物体到达最高点时，速度和加速度均为零
C. 整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量均相同
D. 竖直上抛的初速度越大，物体上升过程的最后时间内的位移越大
如图所示，某同学将手中的小球投进离地面一定高度的吊环。他在车上和车一起以的速度向吊环运动，当他在离吊环的水平距离时将球相对于自己竖直上抛，球上升高度时，球刚好进入吊环。已知重力加速度，小球可视为质点，不考虑空气阻力，则他将球竖直向上抛出的速度等于
A. B. C. D.
从地面竖直向上抛出一个质量为的小球，其上升和下降过程中的动能位移图象如下图所示，其中为竖直上抛的初动能，空气阻力大小恒定，取，下列说法中正确的是
A. 该图象取竖直向下方向为位移的正方向
B. 小球抛出后上升的最大高度为
C. 空气阻力的大小为
D. 初动能的大小为
二、填空题
一只气球以的速度匀速上升，达到离地面高度时，从气球上掉下一物体。不计空气阻力，则物体在第秒内速度改变量的大小为______，物体落到地面所用的时间为______取
某物体以的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取从抛出到落回起点过程中的平均速度大小为______；物体在第秒内和第秒内速度改变量的方向______选填“相同”或“不同”。
如图所示为一通关游戏示意图，与关门水平距离为的左上方有一手枪，手枪可以水平发射出初速度大小可以调节的子弹，关门上端距枪口的竖直距离为，通关时，游戏者操控手枪射出子弹的瞬间关门开始运动，关门以大小为的速度水平向左匀速运动的同时还以大小为的初速度做竖直上抛运动．游戏要求子弹恰好从关门的上端擦边而过就算通关，重力加速度为，不计空气阻力．如果能够通关，子弹的初速度大小为________．
三、实验题
某同学获得一竖直上抛小球的频闪照片图，已知频闪仪每隔闪光一次，图中所标数据为实际距离。当地重力加速度取，小球质量，结果保留三位有效数字
由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度________。
小球上升的加速度大小约为________。
对的数据进行分析，可得到的结论是____________________。
如图所示是一种较精确测重力加速度值的方法：将下端装有弹射装置的真空玻璃直管竖直放置，玻璃管足够长，小球竖直向上被弹出，在点与弹簧分离，上升到最高点后返回．在点正上方选取一点，利用仪器精确测得间的距离为，从点出发至返回点的时间间隔为，小球两次经过点的时间间隔为，则：重力加速度 ____________．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据平均速度的定义求解两个平均速度的大小；将小球运动分解为竖直向上的匀速直线运动和竖直上抛运动，然后结合竖直上抛运动的对称性判断时间。
本题考查运动的合成与分解，物体的实际速度即合速度，运动的合成与分解即对速度、位移、加速度的合成与分解，遵循平行四边形定则。
【解答】小球有下落过程，则小球的位移大小小于路程，故A错误；
小球的位移和电梯的位移相同，运动时间相同，所以小球的平均速度和电梯的平均速度相等，故B、C错误；
D.设电梯速度为，小球初速度为，末速度为，小球从弹出到落回地板所用时间为，分析可知，当小球速度与电梯速度相等时，离电梯天花板最近，设小球到达此点用时为，由运动学规律可得，，，联立可得，故D正确．
2.【答案】
【解析】
【分析】
速度图象中速度大于表示物体沿正方向运动，速度小于表示物体沿负方向运动；速度图象的斜率等于物体的加速度；斜率的绝对值越大代表物体的加速度越大。
把握物体的运动情况包括速度方向和加速度的大小和方向是解决此题的关键，所以解决运动学问题要详细进行过程分析和受力分析。
【解答】
物体在竖直上升过程中物体的速度竖直向上，即速度大于，此时物体的加速度大小为，方向竖直向下，做匀减速直线运动，图象是向下倾斜的直线；
到达最高点后做自由落体运动，速度方向竖直向下，即速度小于，此时物体的加速度大小为，方向竖直向下，做匀加速直线运动，图象是向下倾斜的直线；
故进入湖水之前物体的加速度保持不变，故速度图象的斜率保持不变；
铁球进入湖水后受到湖水的阻力作用，但重力大于阻力，加速度向下，但加速度，速度方向仍然向下即速度小于，做匀加速直线运动，图象是向下倾斜的直线；．
在淤泥中运动的时候速度仍向下，即速度小于，但淤泥对球的阻力大于铁球的重力，所以加速度方向竖直向上，故物体做减速运动，图象是向上倾斜的直线；
故A正确，BCD错误；
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
小球先自由下落，做匀加速直线运动，与地面碰撞后，做竖直上抛运动，即匀减速直线运动，之后不断重复，小球在空中运动的加速度始终为，根据运动学公式列式分析与的关系，再选择图象。
对于图象类型的选择题，采用判断法和排除法相结合的方法，可提高准确率和解题速度，对于图象，往往根据物理规律得到解析式再分析图象的形状。
【解答】
以竖直向上为正方向，则小球下落的速度为负值，故CD两图错误。
设小球原来距地面的高度为。小球下落的过程中，根据运动学公式有：
，由数学知识可得，图象应是开口向左的抛物线。
小球与地面碰撞后上升的过程，与下落过程具有对称性，故A正确，B错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
物体竖直上抛后，只受重力，加速度等于重力加速度，可以把物体的运动看成一种匀减速直线运动，由位移公式求出内位移；由求出速度的改变量；由平均速度公式求出平均速度。
对于竖直上抛运动，通常有两种处理方法，一种是分段法，一种是整体法，两种方法可以交叉运用。
【解答】
A.物体上升的最大高度为：，上升的时间为：；从最高点开始内下落的高度为：，所以内物体通过的路程为：，故A错误。
B.位移为初位置指向末位置的有向线段，故内的位移为，方向竖直向上，平均速度，方向竖直向上，故B正确。
C.速度改变量的大小，方向向下，故C错误。
D.取竖直向上方向为正方向，则内物体的位移，方向竖直向上，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
当时物体做竖直上抛运动，根据竖直方向的运动可求得初速度；当时物体沿水平面运动，由水平运动关系可求得动摩擦因数；再由数学关系可求得位移的最小值。
本题综合考查动能定理、受力分析及竖直上抛运动；并键在于先明确图象的性质，再通过图象明确物体的运动过程；结合受力分析及动能定理等方法求解。
【解答】
A.由图可知，当时物体做竖直上抛运动，位移为；由竖直上抛运动规律可知：，代入数据解得：，故A错误；
B.当时，位移为；由动能定理可得：，代入数据解得：，故B错误；
C.由动能定理得：，解得：，当时，；此时位移最小，，故C正确；
D.若时，物体的重力沿斜面向下的分力为，最大静摩擦力为：，小球达到最高点后，不会下滑，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
把看成一个整体，不计空气阻力，整体做竖直上抛运动，加速度为，方向向下．然后把作为研究对象，对其受力分析，就可以得出结论。
本题是整体法和隔离法的应用，整体跟部分的运动情况相同，可以通过计算整体的加速度来确定部分的加速度，再对部分进行受力分析，得出最终结论。
【解答】
以、整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为，方向竖直向下，再以为研究对象：因加速度为，方向竖直向下，由牛顿第二定律知所受合力为的重力，所以仅受重力作用，即和之间没有作用力，故A正确，、、D错误。
故选A。

7.【答案】
【解析】
【分析】
竖直上抛运动是匀减速直线运动，加速度为方向竖直向下。
速度和加速度都是矢量，竖直上抛运动的上升过程和下降过程具有对称性。
解决图象问题，首先要看清纵横坐标的物理含义，然后推导出因变量随自变量之间的关系再根据题设条件进行判定。
【解答】
竖直上抛运动分为升过程和下降过程，
上升过程和下降过程速度方向相反，所以对应的图象应在轴上方和下方，
竖直上抛运动中物体的加速度始终竖直向下，等于当地的重力加速度，所以图形应该是一条倾斜的直线。
故选A。
8.【答案】
【解析】解：、根据对称性可知，上升过程和下落过程的时间相等、位移大小相等、方向相反，则位移不同，故A错误。
B、物体到达最高点时，速度为零，加速度为，故B错误。
C、根据，知相同，则整个过程中，任意相等时间内物体的速度变化量相同，故C正确。
D、逆向分析看成自由下落第，物体上升过程中最后内的位移：，与初速度无关，故D错误。
故选：。
物体做竖直上抛运动，可以看成一种匀减速直线运动，整个过程加速度为重力加速度。上升和下落过程具有对称性，速度变化量由公式分析。由此分析即可。
本题主要考查对竖直上抛运动基本规律的理解，要求同学们知道，竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，加速度为，上升和下落过程具有对称性，同一位置速度大小相等，方向相反。上升和下落的时间相等。
9.【答案】
【解析】解：小球在竖直方向做竖直上抛运动，位移大小为，
由：，
得：，故ABD错误，C正确。
故选：。
小球被抛出后做斜上抛运动，水平方向做速度为的匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，竖直上升的高度为，则小球恰好进入吊环，根据竖直方向上做匀减速运动列式求解。
本题要能正确运用运动的分解法研究斜抛运动，可根据小球只受重力分析。
10.【答案】
【解析】
【分析】
小球以初速度竖直向上抛出后，在重力和空气阻力作用下而做的运动，上升过程重力和空气阻力都竖直向下，对小球做负功；下落过程空气阻力向上，对小球做负功，重力向下，对小球做正功。结合图像，分别对上升和下落过程运用动能定理，即可解出阻力和位移等相关物理量。
本题考查有空气阻力作用的竖直上抛运动，要求学生从图像读取信息，找到数量关系，并结合动能定理求解，对学生分析问题能力有一定要求。
【解答】
A.由题可知，为竖直上抛的初动能，随着的增大在减小，所以图像是取竖直向上为正方向的，故A错误；
B.由图像可知，小球上升了后，由变为，所以当时，，所以小球抛出后上升的最大高度为，故B错误；
C.设空气阻力大小为，小球上升过程中，由动能定理可得，
小球下降过程中，由动能定理可得，
由图像可知
其中，
联立解得，故C错误；
D.由可知，，且
代入数据解得，故D正确。
故选D。
11.【答案】；。
【解析】
【分析】
物体从气球上掉下后，从气球上掉下一物体，根据竖直上抛运动公式求解。
分清楚速度改变量的意义，知道竖直上抛的运动规律，掌握一般匀变速直线运动的基本公式。
【解答】
从气球上掉出后，不计空气阻力，物体做竖直上抛运动，速度改变量，，，故；
设竖直向下为正方向，物体初速度，， 落到地面位移，
代入速度位移公式：，
代入数据得：
故答案为：；。
12.【答案】 相同
【解析】解：做竖直上抛运动的物体，从抛出到落回起点过程中的位移为，所以平均速度大小为；
由于物体竖直上抛后，只受重力，加速度等于重力加速度，所以物体第秒内和第秒内速度改变量的方向相同，都是竖直向下。
故答案为：； 相同
物体竖直上抛后，只受重力，加速度等于重力加速度，可以把物体的运动看成一种匀减速直线运动，由平均速度公式求出平均速度，由判断速度的改变量。
对于竖直上抛运动，通常有两种处理方法，一种是分段法，一种是整体法，两种方法可以交叉运用。
13.【答案】
【解析】
【分析】
将子弹与关门的运动都沿水平方向与竖直方向分解，然后由空间几何关系即可求出。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大。
【解答】
设子弹射出后经时间恰好从关门的上端擦边而过，子弹下降的距离，关门竖直上升的距离，又，解得；设子弹的初速度大小为，则子弹水平方向运动的距离，关门水平方向运动的距离，又，解得：子弹的初速度大小．
故答案为：
14.【答案】；；小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用。
【解析】
【分析】
根据匀变速直线运动中一段时间内中点时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，可以求出时刻小球的速度；
根据匀变速直线运动的公式可以求出加速度的大小；
将与进行比较，由牛顿第二定律分析，从而得出结论。
本题关键理解实验的原理：匀变速直线的规律以及推论，并能用来解答实验问题，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高处理实验数据的能力。
【解答】
做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故时刻的瞬时速度等于时间段的平均速度，即；
由得，小球的加速度大小为：；
小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用。
故答案为：；；小球的加速度大于重力加速度，是由于小球上升过程中受到空气阻力的作用。
15.【答案】；
【解析】
【分析】
本题考查了竖直上抛运动的基本公式的直接应用，注意对称性，要求同学们能根据题目的叙述得出有用的信息，难度适中。小球从点上升的过程做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的基本公式结合位移关系求解即可；
【解答】
小球从点上升到最大高度过程中：
小球从点上升的最大高度：
依据题意：
联立解得：；
即：重力加速度为；
故填：

第2页，共2页
第1页，共1页