5.4平抛运动的规律——2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第二册同步课时作业（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.4平抛运动的规律——2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第二册同步课时作业（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 497.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-17 22:27:22 | ||
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文档简介
5.4平抛运动的规律—2021-2022学年高一物理人教版（2019）必修第二册同步课时作业
1.如图所示，两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )
A.t B. C. D.
2.2020年12月20日，攀枝花市第三十四届网球比赛在攀枝花学院网球场圆满结束。比赛时，运动员发球时以某一速度将球水平击出，网球运动轨迹如图所示，为曲线上的三点，为两点连线，为曲线在P点的切线，网球可视为质点，其运动可看作平抛运动，则下列说法正确的是( )
A.网球的运动是变加速运动，在P点的速度沿方向
B.网球的运动是变加速运动，在P点的速度沿方向
C.网球的运动是匀变速运动，在P点的速度沿方向
D.网球的运动是匀变速运动，在P点的速度沿方向
3.有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示。一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁做多次弹性碰撞（碰撞前后小球水平方向的速度大小不变、方向反向，小球竖直方向的速度大小和方向都不变），不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球下落时间与小球的质量m有关
B.小球下落时间与小球的初速度v有关
C.小球下落时间与水井井口的直径d有关
D.小球下落时间与水井井口到水面的高度差h有关
4.如图所示，为半圆环的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。一个小球从A点沿以速度抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A.越大，小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长
B.即使取值不同，小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同
C.若取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环
D.无论取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
5.平抛物体的初速度为，当水平方向的分位移与竖直方向的分位移相等时，下列说法不正确的是( )
A.运动的时间 B.瞬时速度
C.水平分速度与竖直分速度大小相等 D.位移大小等于
6.如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有( )
A. B. C. D.
7.如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放两颗炸弹，分别击中山坡上的M点和N点。释放两颗炸弹的时间间隔为，此过程中飞机飞行的距离为，击中的时间间隔为，两点间的水平距离为，不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A点正上方高度为8.4 m处的O点，以1 m/s的速度水平抛出一个小球，小球飞行一段时间后撞在斜面上，飞行所用的时间为（不计空气阻力，g取）( )
A.0.1 s B.1.5 s C.1.2 s D.2 s
9.如图所示，固定斜面与水平面间的夹角均为45°，现由A点分别以水平速度先后抛出两个小球（可视为质点），不计空气阻力，其中以水平速度抛出的小球恰能垂直于落于C点，飞行时间为t，以水平速度抛出的小球落在斜面上的B点，在同一水平面上，则( )
A.落于B点的小球的飞行时间为t B.落于B点的小球的水平速度为
C.落于C点的小球的水平位移为 D.A点距水平面的高度为
10.如图所示，在一倾角为45°的斜面顶端水平抛出一小球，斜面顶端高出水平地面5 m，水平地面足够长，球落地不计反弹，不计空气阻力，g取。当分别以4 m/s和8 m/s的初速度抛出时，小球在空中飞行的时间分别是( )
A.0.8 s，1.0 s B.0.8 s，1.6 s C.1.0 s，1.6 s D.1.6 s，2.0 s
11.如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点，将一个小球以水平速度沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，不计空气阻力，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得连线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，那么小球完成段飞行的时间是( )
A. B. C. D.
12.跑酷是时下风靡全球的时尚极限运动，一跑酷运动员在一次训练中的运动可简化为以下运动：运动员首先在平直高台上以的加速度从静止开始匀加速运动，运动8 m的位移后，在距地面高为5 m的高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在一倾角为53°的斜面中点位置，此后运动员迅速调整姿势沿水平方向蹬出。假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，求：
（1）运动员从高台边缘跳出到落到斜面上所用的时间t；
（2）该斜面底端与高台边缘间的水平距离s；
（3）若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，求运动员的蹬出速度范围。
答案以及解析
1.答案：C
解析：设两球间的水平距离为L，第一次抛出的速度分别为，由于小球抛出后在水平方向上做匀速直线运动，则从抛出到相遇经过的时间，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则从抛出到相遇经过的时间为，C项正确。
2.答案：D
解析：网球被水平击出，仅受重力，做平抛运动，加速度保持不变，故网球做匀变速曲线运动；在P点的速度方向沿轨迹在该点的切线方向，即方向，故D正确，A、B、C错误。
3.答案：D
解析：因为小球与井壁碰撞前后小球在水平方向的速度大小不变、方向反向，则将小球的运动轨迹拼接起来就是一条做平抛的抛物线，可知小球在竖直方向做自由落体运动，由可得下落时间，即下落时间与小球的质量m、小球的初速度v以及井口的直径d均无关，只与井口到水面的高度差h有关，选项D正确。
4.答案：D
解析：小球落在环上的最低点C时所用时间最长，所以选项A错误；由平抛运动规律可知，小球的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，取值不同，小球落到环上时的位移与水平方向的夹角不同，则速度方向和水平方向之间的夹角不相同，选项B错误；小球平抛运动的末速度斜向右下方，不可能垂直撞击半圆环左半部分，要使小球垂直撞击半圆环右半部分，设小球落点与圆心O的连线与水平方向夹角为，如图所示，根据平抛运动规律可得，，，联立解得，则垂直撞击到半圆环是不可能的，所以选项D正确，C错误。
5.答案：C
解析：平抛物体的水平分位移，竖直分位移，当两者相等时，即，可得，此时物体的位移，故A、D说法正确；水平分速度，竖直分速度，故C说法错误；瞬时速度，故B说法正确。
6.答案：B
解析：腾空过程中离地面的最大高度为L，从最高点到落地过程中，做平抛运动，根据平抛运动规律得，解得，水平方向的分速度为，运动员落到地面时的竖直分速度为，运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为，故B正确，ACD错误。
7.答案：A
解析：因为战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，所以先后释放两颗炸弹的轨迹是相同的抛物线，现作出轨迹图如图所示，从图中可以看出，而，所以有，综上所述，选项A正确。
8.答案：C
解析：设飞行时间为t，小球的水平位移，竖直方向下落的高度，由于斜面与水平面之间的夹角为45°，作出小球大致的运动轨迹如图所示：
由几何关系可知
又，所以有，解得，故C正确。
9.答案：ACD
解析：落于C点的小球的速度方向垂直，分解速度如图，，水平位移，故选项C正确；因为两小球下落高度相同，所以飞行时间都为t，有，则，故选项A正确，B错误；设C点距水平面高度为h，由几何关系知，则，故A距水平面的高度，故选项D正确。
10.答案：A
解析：设小球恰好落在斜面底端时，初速度大小为v，由题意可知，此时小球在水平方向与竖直方向发生的位移均为5 m，根据平抛运动规律可得小球的运动时间为，则初速度大小为。，可知小球会落在斜面上，小球落在斜面上时，位移方向与水平方向的夹角为45°，设运动时间为，有，得；，可知小球会落在地面上，则小球下落的高度为，设运动时间为，有，代入数据可得，故A正确。
11.答案：BC
解析：小球做平抛运动，，则时间，选项A错误，B正确；在水平方向上有，则，选项C正确，D错误。
12.答案：（1）0.6 s
（2）2.4 m
（3）
解析：（1）设运动员从高台边缘水平跳出的速度为，匀加速运动的位移为l，由匀变速直线运动的速度-位移公式得
代入数据解得
运动员恰好垂直落在一倾角为53°的斜面中点位置，由运动的合成与分解规律得
解得运动员从高台边缘跳出到落到斜面上所用的时间为
（2）设高台边缘距斜面中点的水平距离为x，有
运动员竖直下落的高度
则斜面中点距地面的竖直距离为
斜面中点距斜面底端的水平距离为
故斜面底端与高台边缘间的水平距离为
（3）运动员水平蹬出斜面后做平抛运动，其落在地面上所用的时间为：
运动员能落到地面上，水平位移的范围为
可解得运动员的蹬出速度范围为
1.如图所示，两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )
A.t B. C. D.
2.2020年12月20日，攀枝花市第三十四届网球比赛在攀枝花学院网球场圆满结束。比赛时，运动员发球时以某一速度将球水平击出，网球运动轨迹如图所示，为曲线上的三点，为两点连线，为曲线在P点的切线，网球可视为质点，其运动可看作平抛运动，则下列说法正确的是( )
A.网球的运动是变加速运动，在P点的速度沿方向
B.网球的运动是变加速运动，在P点的速度沿方向
C.网球的运动是匀变速运动，在P点的速度沿方向
D.网球的运动是匀变速运动，在P点的速度沿方向
3.有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示。一个质量为m的小球以速度v从井口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁做多次弹性碰撞（碰撞前后小球水平方向的速度大小不变、方向反向，小球竖直方向的速度大小和方向都不变），不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球下落时间与小球的质量m有关
B.小球下落时间与小球的初速度v有关
C.小球下落时间与水井井口的直径d有关
D.小球下落时间与水井井口到水面的高度差h有关
4.如图所示，为半圆环的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。一个小球从A点沿以速度抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A.越大，小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长
B.即使取值不同，小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同
C.若取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环
D.无论取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
5.平抛物体的初速度为，当水平方向的分位移与竖直方向的分位移相等时，下列说法不正确的是( )
A.运动的时间 B.瞬时速度
C.水平分速度与竖直分速度大小相等 D.位移大小等于
6.如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有( )
A. B. C. D.
7.如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放两颗炸弹，分别击中山坡上的M点和N点。释放两颗炸弹的时间间隔为，此过程中飞机飞行的距离为，击中的时间间隔为，两点间的水平距离为，不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A点正上方高度为8.4 m处的O点，以1 m/s的速度水平抛出一个小球，小球飞行一段时间后撞在斜面上，飞行所用的时间为（不计空气阻力，g取）( )
A.0.1 s B.1.5 s C.1.2 s D.2 s
9.如图所示，固定斜面与水平面间的夹角均为45°，现由A点分别以水平速度先后抛出两个小球（可视为质点），不计空气阻力，其中以水平速度抛出的小球恰能垂直于落于C点，飞行时间为t，以水平速度抛出的小球落在斜面上的B点，在同一水平面上，则( )
A.落于B点的小球的飞行时间为t B.落于B点的小球的水平速度为
C.落于C点的小球的水平位移为 D.A点距水平面的高度为
10.如图所示，在一倾角为45°的斜面顶端水平抛出一小球，斜面顶端高出水平地面5 m，水平地面足够长，球落地不计反弹，不计空气阻力，g取。当分别以4 m/s和8 m/s的初速度抛出时，小球在空中飞行的时间分别是( )
A.0.8 s，1.0 s B.0.8 s，1.6 s C.1.0 s，1.6 s D.1.6 s，2.0 s
11.如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点，将一个小球以水平速度沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，不计空气阻力，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得连线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，那么小球完成段飞行的时间是( )
A. B. C. D.
12.跑酷是时下风靡全球的时尚极限运动，一跑酷运动员在一次训练中的运动可简化为以下运动：运动员首先在平直高台上以的加速度从静止开始匀加速运动，运动8 m的位移后，在距地面高为5 m的高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在一倾角为53°的斜面中点位置，此后运动员迅速调整姿势沿水平方向蹬出。假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，求：
（1）运动员从高台边缘跳出到落到斜面上所用的时间t；
（2）该斜面底端与高台边缘间的水平距离s；
（3）若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，求运动员的蹬出速度范围。
答案以及解析
1.答案：C
解析：设两球间的水平距离为L，第一次抛出的速度分别为，由于小球抛出后在水平方向上做匀速直线运动，则从抛出到相遇经过的时间，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则从抛出到相遇经过的时间为，C项正确。
2.答案：D
解析：网球被水平击出，仅受重力，做平抛运动，加速度保持不变，故网球做匀变速曲线运动；在P点的速度方向沿轨迹在该点的切线方向，即方向，故D正确，A、B、C错误。
3.答案：D
解析：因为小球与井壁碰撞前后小球在水平方向的速度大小不变、方向反向，则将小球的运动轨迹拼接起来就是一条做平抛的抛物线，可知小球在竖直方向做自由落体运动，由可得下落时间，即下落时间与小球的质量m、小球的初速度v以及井口的直径d均无关，只与井口到水面的高度差h有关，选项D正确。
4.答案：D
解析：小球落在环上的最低点C时所用时间最长，所以选项A错误；由平抛运动规律可知，小球的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，取值不同，小球落到环上时的位移与水平方向的夹角不同，则速度方向和水平方向之间的夹角不相同，选项B错误；小球平抛运动的末速度斜向右下方，不可能垂直撞击半圆环左半部分，要使小球垂直撞击半圆环右半部分，设小球落点与圆心O的连线与水平方向夹角为，如图所示，根据平抛运动规律可得，，，联立解得，则垂直撞击到半圆环是不可能的，所以选项D正确，C错误。
5.答案：C
解析：平抛物体的水平分位移，竖直分位移，当两者相等时，即，可得，此时物体的位移，故A、D说法正确；水平分速度，竖直分速度，故C说法错误；瞬时速度，故B说法正确。
6.答案：B
解析：腾空过程中离地面的最大高度为L，从最高点到落地过程中，做平抛运动，根据平抛运动规律得，解得，水平方向的分速度为，运动员落到地面时的竖直分速度为，运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为，故B正确，ACD错误。
7.答案：A
解析：因为战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，所以先后释放两颗炸弹的轨迹是相同的抛物线，现作出轨迹图如图所示，从图中可以看出，而，所以有，综上所述，选项A正确。
8.答案：C
解析：设飞行时间为t，小球的水平位移，竖直方向下落的高度，由于斜面与水平面之间的夹角为45°，作出小球大致的运动轨迹如图所示：
由几何关系可知
又，所以有，解得，故C正确。
9.答案：ACD
解析：落于C点的小球的速度方向垂直，分解速度如图，，水平位移，故选项C正确；因为两小球下落高度相同，所以飞行时间都为t，有，则，故选项A正确，B错误；设C点距水平面高度为h，由几何关系知，则，故A距水平面的高度，故选项D正确。
10.答案：A
解析：设小球恰好落在斜面底端时，初速度大小为v，由题意可知，此时小球在水平方向与竖直方向发生的位移均为5 m，根据平抛运动规律可得小球的运动时间为，则初速度大小为。，可知小球会落在斜面上，小球落在斜面上时，位移方向与水平方向的夹角为45°，设运动时间为，有，得；，可知小球会落在地面上，则小球下落的高度为，设运动时间为，有，代入数据可得，故A正确。
11.答案：BC
解析：小球做平抛运动，，则时间，选项A错误，B正确；在水平方向上有，则，选项C正确，D错误。
12.答案：（1）0.6 s
（2）2.4 m
（3）
解析：（1）设运动员从高台边缘水平跳出的速度为，匀加速运动的位移为l，由匀变速直线运动的速度-位移公式得
代入数据解得
运动员恰好垂直落在一倾角为53°的斜面中点位置，由运动的合成与分解规律得
解得运动员从高台边缘跳出到落到斜面上所用的时间为
（2）设高台边缘距斜面中点的水平距离为x，有
运动员竖直下落的高度
则斜面中点距地面的竖直距离为
斜面中点距斜面底端的水平距离为
故斜面底端与高台边缘间的水平距离为
（3）运动员水平蹬出斜面后做平抛运动，其落在地面上所用的时间为：
运动员能落到地面上，水平位移的范围为
可解得运动员的蹬出速度范围为