5.4抛体运动的规律 学科素养提升练(word版含答案)

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名称 5.4抛体运动的规律 学科素养提升练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 649.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-19 15:35:41

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文档简介

5.4抛体运动的规律
学科素养提升练(解析版)
一、选择题
1.如图所示,A、B两小球从O点水平抛出,A球恰能越过竖直挡板P落在水平面上的Q点, B球抛出后与水平面发生碰撞,弹起后恰能越过挡板P也落在Q点。B球与水平面碰撞前后瞬间水平方向速度不变,竖直方向速度大小不变、方向相反,不计空气阻力。则( )
A.A、B球从O点运动到Q点的时间相等
B.A、B球经过挡板P顶端时竖直方向的速度大小相等
C.A球抛出时的速度是B球抛出时速度的2倍
D.减小B球抛出时的速度,它也可能越过挡板P
2.如图甲所示,某篮球运动员正在进行超远三分球投篮。篮球的运动轨迹如图乙所示,A是篮球的投出点,B是运动轨迹的最高点,C是篮球的投入点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为60°,在C点的速度大小为v0、与水平方向的夹角为45°,重力加速度大小为g,不计空气阻力。下列说法正确的是(  )
A.篮球在B点的速度 B.从B点到C点,篮球的运动时间为
C.篮球在A点的速度为2v0 D.A、C两点的高度差为
3.关于平抛运动,下列说法正确的是(  )
A.平抛运动是匀变速曲线运动
B.做平抛运动的物体在任何相等的时间内,速度的变化量都相等
C.可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动
D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关
4.如图所示,某同学在倾角为θ的斜面上某一位置的B点以的速度水平抛出一个小球,小球落在水平地面上的O点,已知tan θ=3,O、A两点的距离,g取10 m/s2。若该同学在斜面B点上方的另一位置以相同的速度水平抛出小球后仍击中O点,忽略空气阻力,则该位置的高度为(  )
A.1.5 m B.2 m
C.2.5 m D.4 m
5.某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,此时无人机到水平地面的距离为h。空气阻力忽略不计,重力加速度为g。根据上述信息,不能求出(  )
A.小球下落的时间 B.小球运动的轨迹方程
C.小球的质量 D.小球释放点与落地点之间的水平距离
6.广场上很流行一种叫做“套圈圈”的游戏,将一个圆圈水平扔出,套住的玩具作为奖品。某小孩和大人直立在界外,在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环,恰好套中前方同一物体。假设小圆环的运动可以简化为平抛运动,则(  )
A.大人抛出的圆环运动时间较短
B.大人应以较小的速度抛出圆环
C.小孩抛出的圆环运动发生的位移较大
D.小孩抛出的圆环水平位移大
7.东京奥运会,将滑板、棒垒球等五项运动新加入奥运会项目中。滑板运动员可在不同的斜坡上滑行,做出各种动作给人以美的享受。如图所示,滑板运动员(可视为质点)从倾角为θ的斜坡顶端的A点以速度v0水平滑出,不计空气阻力,运动员落在斜坡上B点,重力加速度大小为g。A、B两点间的距离和运动员落到B点时的速度大小分别为(  )
A. B.
C. D.
8.发喜糖是中国婚宴上一个喜庆的环节,多以互动、玩游戏方式撒出,若有三颗喜糖A、B、C刚好做平抛运动,如图所示,A、B从同一处抛出,A的落地点比B的落地点更远,C从它们的正下方抛出,落地点与A的相同.不计空气阻力则下列说法正确的是(  )
A.A的初速度最大
B.C在空中运动的时间最短
C.A、B的落地速度相同
D.A、C的落地速度大小一定相等
9.如图,在同一根竖直的悬绳上、下两个不同的位置上,两个杂技演员在同一侧面沿水平方向抛出两小球a、b。空气阻力可以忽略不计。要使两小球在空中相撞,下列说法正确的是(  )
A.应该同时抛出a、b两球 B.应该先抛出b球、后抛出a球
C.a球拋出速度小于b球抛出速度 D.a球抛出速度大于b球抛出速度
10.如图所示,在水平面上A点正上方O点水平向右以的速度抛出一个小球,同时位于A点远的B点处,一质量的滑块,在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始匀加速运动,经时间恰好在P点被小球击中。重力加速度g取,不计空气阻力,则滑块与水平面间的动摩擦因数为(  )
A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6
11.我国将于2022年2月4日开始举办世界冬奥会,跳台滑雪是冬奥会的重要项目之一、运动员(和滑雪板一起),一定速度从跳台水平飞出,在空中飞行一段时间后重新落入赛道,如图所示。某运动员前后两次分别以v、2v的速度从跳台顶端水平飞出,两次运动员都落在倾斜的赛道上,斜坡的倾角为,则(  )
A.运动员前后两次起、落点间的距离之比为1:2
B.运动员前后两次在空中运动的时间之比为1:1
C.运动员前后两次与斜面的最远距离之比为1:2
D.运动员前后两次落入赛道时的速度方向与斜面夹角之比为1:1
12.如图所示,两人各自用吸管吹黄豆,甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出。经过一段时间后两黄豆在N点相遇,曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹.若M点在P点正下方,M点与N点位于同一水平线上,不计空气阻力,可将黄色豆看成质点,则(  )
A.两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角的正切值为乙的两倍
B.甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等
C.两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D.乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度一半
13.如图所示,在水平地面上方的O点将小球分别以速度v1和v2水平抛出,从抛出到落地所用时间分别为t1和t2,水平位移大小分别为x1和x2。已知v1>v2,不计空气阻力,下列关系正确的是(  )
A.t1>t2 B.t1x2 D.x114.如图所示,某同学在平直路面上匀速骑行,后轮边缘甩出泥沙有的落在其后背上,A、B、C、D为轮缘上相邻的四点,B点的切线竖直,D点的切线与后背相切。不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.B点甩出的泥沙做竖直上抛运动
B.C点甩出的泥沙可能落在后背上
C.D点甩出的泥沙可能落在后背上
D.各点同时甩出的泥沙在碰到障碍物前到车轴的距离相等
15.充气弹跳飞人娱乐装置如图1所示,开始时娱乐者静止躺在气包上,工作人员从站台上蹦到气包上,娱乐者即被弹起并落入厚厚的海洋球。若娱乐者弹起后做抛体运动,其重心运动轨迹如图2虚线所示。开始娱乐者所处的面可视为斜面,与水平方向夹角。已知娱乐者从P点抛起的初速度方向与垂直,B点到轨迹最高点O的竖直高度,水平距离,在同一水平面上,忽略空气阻力,,重力加速度,则( )
A.P点到B点的位移为
B.之间的距离为
C.娱乐者从P点到B点过程中的时间
D.娱乐者从P点到B点过程中的最大速度
二、解答题
16.跳台滑雪是冬季奥运会的一项比赛项目,可简化为如图所示的模型,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从A点水平飞出,在空中的姿势保持不变,落到斜坡上的B点。A、B两点间的竖直高度差,斜坡与水平面的夹角,不计空气阻力。(取,,)求:
(1)运动员在空中经历的时间;
(2)运动员水平飞出时初速度的大小;
(3)运动员落到B点时瞬时速度的大小和方向。
17.小球以的水平初速度抛出,运动一段时间后,落在水平地面上。落地瞬间的速度方向与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取重力加速度大小,,,,求:
(1)小球在空中的运动时间;
(2)抛出点距小球落地点的高度。
试卷第页,共页
参考答案:
1.BD
【解析】
A.将小球的运动分解为水平方向和竖直方向,根据等时性,结合竖直方向上的运动规律知,B球的运动时间是A球运动时间的3倍,故A错误;
B.A、B两球到达P顶端时,下降的高度相同,根据竖直方向上的运动规律知,竖直方向上的分速度大小相等,故B正确;
C.从O到Q,由于B球的运动时间是A球运动时间的3倍,由于水平位移相等,则A球抛出时的速度是B球抛出时速度的3倍,故C错误;
D.减小B球抛出时的速度,第一次落点的水平位移减小,反弹后可能会越过挡板P,故D正确。
故选BD。
2.AD
【解析】
A.篮球的运动轨迹如图乙所示,篮球做的是斜抛运动,由斜抛运动的规律可知,在水平方向为匀速直线运动,在竖直方向为竖直上抛运动,已知在C点的速度大小为v0、与水平方向的夹角为45°,则有在水平方向的速度为
vx=v0cos45°=
B点是最高点,在竖直方向的速度是零,只有水平方向的速度,所以篮球在B点的速度,A正确;
B.篮球在C点时,竖直方向的速度为
篮球从B点到C点,竖直方向为自由落体运动,则有
vy=gt
篮球从B点到C点,篮球的运动时间为
B错误;
C.篮球在A点的水平方向速度为
vx=
篮球在A点的速度为
C错误;
D.设篮球由A到C的高度差为h,由机械能守恒定律可得
解得
D正确。
故选AD。
3.ABC
【解析】
A.平抛运动只受重力作用,加速度为g,是个定值,所以平抛运动是匀变速曲线运动,A正确;
BC.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,则加速度为g,根据
BC正确;
D.根据
落地时间只与抛出点的高度有关,落地速度
与水平初速度v0及抛出点高度都有关,D错误。
故选ABC。
4.D
【解析】
根据平抛运动规律可知,竖直方向有
水平方向有
解得

其中t1是从B点抛出所用时间,t2是斜面B点上方的另一位置抛出小球所用时间,将t2代入,解得
故D正确。
故选D。
5.C
【解析】
ABD.依题意,小球做平抛运动,有
联立,可得其轨迹方程为
下落时间为
小球释放点与落地点之间的水平距离
故ABD正确,与题意不符;
C.综上所述,小球的质量无法求出。故C错误,与题意相符。
故选C。
6.B
【解析】
A.平抛运动的时间由高度决定,可知大人抛出圆环的时间较长,故A错误;
B.大人抛出的圆环运动时间较长,如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等,则要以小点的速度抛出圈圈,故B正确;
C.圆环的位移为抛出点到玩具的有向线段,所以大人的位移较大,故C错误;
D.由于在同一竖直线上,大人和小孩抛出的圆环水平位移相同,故D错误。
故选B。
7.C
【解析】
设运动员运动的时间为t,则水平方向有
x=v0t
竖直方向有
y

tanθ
联立解得
t
x=v0t
A、B两点间的距离为
s
落到B点时,运动员竖直方向的速度为
vy=gt=2v0tanθ
合速度大小
vv0
ABD错误,C正确。
故选C。
8.B
【解析】
AB.平抛运动的竖直方向是自由落体运动
由hA=hB>hC,可知C在空中运动的时间最短,故B正确;
水平方向是匀速运动
由hA=hB>hC, xA=xC> xB,可知C的初速度最大,故A错误;
CD.小球落地时竖直方向速度
合速度
速度与水平方向夹角正切值
可知A、B的落地速度大小方向均不同;A的初速度小于C,A的高度大于C,所以A、C的落地速度大小可能相等也可能不等,故CD错误。
故选B。
9.C
【解析】
AB.平抛运动竖直方向上为自由落体运动,下落时间
要使两小球在空中相碰,两小球要同时到达相碰点,由于a小球的高度大于b小球,a小球的下落时间长,因此应该先抛出a球、后抛出b球,选项AB错误;
CD.平抛运动水平方向有
x=v0t
要使两小球在空中相碰,两小球的水平位移要相等,由于a小球下落时间大于b小球,可知b球抛出速度要大于a球抛出速度,选项C正确,D错误。
故选C。
10.B
【解析】
由题意可知,小球做平抛运动的时间为1s,则其水平位移为
由位移公式
可知,滑块的加速度为
对滑块受力分析且由牛顿第二定律可得

故选B。
11.D
【解析】
AD.设速度与水平方向的夹角分别为、,根据平抛推论得
解得

下落高度为

由几何关系得,运动员前后两次起、落点间的距离之比为高度之比,即1:4。故A错误,D正确。
B.运动员前后两次在空中运动的时间之比为
故B错误;
C.以斜面和垂直斜面建立坐标系,则垂直斜面方向上有

当速度为0时,离与斜面的最远。则
故C错误。
故选D。
12.A
【解析】
B.设甲黄豆做平抛运动的时间为t,那么乙黄豆做斜抛运动的时间也为t,根据斜抛运动的对称性可知:乙黄豆从M点运动至最高点的时间为,乙黄豆从M点运动至最高点的水平位移为MN的一半,设
PM=MN=L
甲黄豆在P点的速度为v1,乙黄豆到达最高点的速度为v′,在水平方向上有运动学规律,对甲黄豆
L=v1t
对乙黄豆从M点运动至最高点有
联立解得
故B错误;
ACD.对甲黄豆到达N点时,在竖直方向上
在水平方向
甲黄豆到达N点时的速度为
v甲=
对乙黄豆在从M点运动至最高点的过程中,由逆向思维得上升的最大高度为
所以乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的,乙黄豆在M点的竖直方向分速度为

由运动的合成与分解得乙黄豆在N点的速度为
v乙=
所以两黄豆相遇时甲的速度大小不是乙的两倍;两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角正切值为
乙的速度与水平方向的夹角正切值为
所以两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角不是乙的两倍,甲的速度与水平方向的夹角的正切值为乙的两倍;故A正确,CD错误。
故选A。
13.C
【解析】
根据
可知,竖直位移相同,则运动时间相同,水平位移大小
x=vt
已知
v1>v2

x1>x2
故选C。
14.B
【解析】
A.B点甩出的泥沙在水平方向上,具有和自行车相同的速度,因此做斜抛运动,故A错误;
B.从C点射出的泥沙出射速度方向指向后背偏上,在重力作用下,运动过程中会向下弯曲,有可能落在后背上,故B正确;
C.从C点射出的泥沙速度沿切线指向后背,但在重力作用下会向下弯曲,不会落到后背上,故C错误;
D.各点同时甩出的泥沙与水平方向夹角不同,竖直分速度不同,到达最高点时间也不同,所以在碰到障碍物前到车轴的距离不相等,故D错误。
故选B。
15.B
【解析】
D.由O点到B点过程,由
可得
可知人的水平分速度为
从O到B过程,由竖直方向
可得到B点竖直方向的速度
所以到B点速度
因此运动到B点速度最大为,D错误;
C.从P点到O点的运动可视为从O点平抛到P点的逆过程
P点竖直方向速度
从P到O时间
从O到B时间0.8s,知从P点到B点过程中的时间
C错误;
A.P点距离O点的高度为
P点距离B点的高度为
P点距离B点的水平距离为
P点距离B点的位移为
A错误;
B.由选项A可知,P点距离B点的高度为
则AP间水平距离为
,xAP = 3.2m
P点距离B点的水平距离为
则AB之间的距离为0.4m,B正确。
故选B。
16.(1)3s;(2)20m/s;(3),方向与水平方向夹角为
【解析】
(1)运动员在空中经历的时间为
(2)运动员的水平位移大小为
运动员水平飞出时初速度的大小为
(3)运动员落到B点时的竖直分速度为
运动员落到B点时瞬时速度的大小为
设v1与水平方向夹角为θ,则
即v1的方向与水平方向夹角为
17.(1);(2)
【解析】
(1)根据几何关系和平抛运动规律有

解得
(2)根据平抛运动规律有
则抛出点与小球落地点的高度为
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