5.4 抛体运动的规律 同步练习题(Word版含答案)

文档属性

名称 5.4 抛体运动的规律 同步练习题(Word版含答案)
格式 doc
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-09 08:01:26

图片预览

文档简介

5.4 抛体运动的规律
一、单选题
1.人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量为m的飞镖以速度v0水平投出,落在靶心正下方,如图所示。不考虑空气阻力,改变h、L、v0三个量中的一个,可能使飞镖投中靶心的是(  )
A.适当减小L B.适当减小h C.适当减小v0 D.适当增大m
2.一质点在平面上作匀变速曲线运动,在时间t=1s,t=2s,t=3s时,分别经过A、B、C三点,已知A、B之间的直线距离为4m,B、C之间的直线距离为3m,且直线AB与直线BC垂直,求质点加速度的大小(  )
A.3m/s2 B.m/s2 C.5m/s2 D.6m/s2
3.小球从A点以水平初速度v0做平抛运动落到水平地面上,当小球运动过程中水平位移和竖直位移相等时,小球的瞬时速度大小为(  )
A. B. C. D.
4.2021年9月13日,在美国网球公开赛女双决赛中,张帅/斯托瑟以2:1战胜美国组合高芙/麦克纳利,获得冠军。如图所示是比赛中的一个场景,网球刚好到达最高点且距离地面时张帅将球沿垂直球网方向水平击出。已知球网上沿距地面的高度为,击球位置与球网之间的水平距离为3m,与对面边界的水平距离取15m,g取,不计空气阻力。若球能落在对面场地内,则下列说法正确的是(  )
A.球击出时速度越大,飞行的时间越长,飞行的距离越大
B.球被击出时的最小速度为
C.以最小速度将球击出,落地时球的速度方向与水平地面的夹角为30°
D.球被击出时的最大速度为
5.如图所示,BC为半径等于m竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,小球能平滑地冲上粗糙斜面。(g=10m/s2)OA的距离为( )
A.0.5m B.0.6m C.1m D.1.2m
6.如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。某次球拍击球后,球斜向上飞出,并以速度垂直撞击竖直墙壁,球反向弹回后,正好回到击球点。已知球拍击球点离墙壁的水平距离为x,不计空气阻力,则(  )
A.乒乓球往返的时间为
B.乒乓球撞击墙壁前后速度变化量为0
C.球拍击球点与墙壁撞击点的高度差为
D.球离开球拍时速度方向与水平面的夹角满足
7.某同学在匀速向右运动的小车上,相对自身竖直向上抛出一小球,待小球落回时接住小球。另一同学在地面上且垂直于小车运动方向上用频闪相机记录下了该过程小球的位置,如图所示。已知图片背景方格的每一小格边长为10cm,重力加速度g=10m/s2,则小车匀速运动的速度为(  )
A.0.5m/s B.1.5m/s C.3.0m/s D.4.5m/s
二、多选题
8.水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可视为平抛运动,g取。若摩托车刚好可以安全落到壕沟对面,则关于摩托车落地时间及刚离开地面时的初速度为(  )
A.0.5s B.1s
C.10m/s D.20m/s
9.如图所示,直杆AB斜靠在墙角,∠ABO=53°,∠AOB=90°,AO=5m。现从距A点正下方1.8m的C点以初速度v0水平抛出一小球(可视为质点)。已知重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,空气阻力不计。若使小球不能碰到杆AB,则v0的值可能为(  )
A.4m/s B.4.4m/s C.5m/s D.6m/s
10.如图所示,A、B两个小球在同一竖直线上,离地高度分别为2h和h,将两球水平抛出后,不计空气阻力,两球落地时的水平位移分别为s和 2s。重力加速度为g,则下列说法正确的是 (  )
A.A、B两球的初速度大小之比为1∶4
B.A、B两球的初速度大小之比为1∶2
C.两小球运动轨迹交点的水平位移为
D.两小球运动轨迹交点的高度
11.从某一高度水平抛出质量为的小球,经过时间落在水平地面上,速度方向偏转角。若不计空气阻力,重力加速度为,则下列说法正确的是(  )
A.小球抛出的速度大小为
B.小球落地时速度大小
C.小球在时间内速度的变化量大小为
D.小球在时间内的位移为
12.如图所示为一张标准的乒乓球台。甲、乙两同学都非常喜欢乒乓球运动,他们在没有球台的情况下,用两张课桌拼成了一个40cm×120cm的简易球台,甲同学在一端短边的正中央放上一只15cm高的瓶子(上端有红色瓶盖),要求乙同学在另一端短边的正中央上方、距台面20cm处将乒乓球水平击出,并提出要求:乒乓球直接打中瓶盖得一分;乒乓球经一次落台反弹后击中瓶盖得两分,每人有5次击球机会,比比谁得分更多。若在本游戏中不考虑瓶子的大小,乒乓球视为质点,乒乓球在台面反弹前后的速度大小相等,方向关于台面对称,g取10m/s2,不计空气阻力。若要能在游戏中得分,则乒乓球被水平击出的速度大小应该为(  )
A.12m/s B.4m/s C.3m/s D.2.4m/s
三、填空题
13.从5m高处将小球沿水平方向抛出,小球落至水平地面,在此过程中小球的水平位移为5m,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则小球在空中的飞行时间为______s,小球平抛的初速度大小为______m/s。
14.某同学在离地高处以的水平速度抛出一个物体,不计空气阻力,则物体在空中运动的时间为_______s,物体落地点到抛出点的水平距离为_____m。(g取)
四、解答题
15.如图所示,小球A从斜面顶端以的初速度水平抛出,同时小球B以的初速度竖直向下抛出,后A球和B球刚好同时落到斜面底端,不计空气阻力,g取。求:
(1)B球开始运动时距斜面底端的距离;
(2)斜面的长度。
16.如图所示,某同学将篮球从O点斜向上抛出,篮球经过最高点M后落入P点处的篮框,N、Q与O点位于同一水平线上,且分别在M、P的正下方,已知O、N两点距离,N、Q两点距离,M、N两点距离,不计空气阻力,重力加速度,求:
(1)篮球从O到P的时间;
(2)篮球落入篮框时的速度。
17.小明进行铅球训练,在距地面高处,将铅球沿水平方向推出,推出时的速度大小。不计空气阻力,取重力加速度,求:
(1)铅球在空中运动的时间t;
(2)铅球在空中运动过程中,飞行的水平距离x。
18.北京冬奥会将于2022年2月4日至2月20日举行,跳台滑雪是冬奥会最受欢迎的比赛项目之一。现滑雪场地做如图所示简化:AB段是助滑坡,倾角,BC段是水平起跳台,AB段与BC段平滑相连,且BC段摩擦可忽略不计。CD段是着陆坡,倾角也为。滑雪运动员(可视为质点)在助滑坡上由静止开始下滑,通过起跳台从C点水平飞出,在着陆坡CD上着陆。助滑坡与滑雪板间的动摩擦因数为,运动员全程不使用雪杖助滑,空气阻力不计,,,。若某次滑雪运动员在空中飞行时间为,求:
(1)运动员在C点水平飞出的速度v的大小;
(2)运动员在助滑坡上滑行的长度S。
19.如图所示,一小滑块自平台上水平抛出,恰好落在一倾角为的固定斜面顶端,并刚好沿斜面下滑(与斜面无碰撞)。已知斜面顶端与平台的高度差,滑块与斜面间的动摩擦因数,重力加速度,,,求:
(1)滑块水平抛出的初速度的大小?
(2)若斜面顶端高,则滑块离开平台后经多长时间到达斜面底端?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
A.如图所示,人向左移动,抛物线向左平移,飞镖才能击中靶心,A正确;
B.适当增加抛出点的高度h,抛物线的向上平移,飞镖可以击中靶心,B错误;
C.适当增加初速度v0,抛物线由蓝色变为黑色,飞镖可以击中靶心,C错误;
D.适当增加质量不能改变飞镖运动的轨迹,不能击中靶心,D错误。
故选A。
2.C
【解析】
【详解】
这题同学们一上手就会想到抛体运动,通过两个过程的位置关系和时间关系,解出抛物线的方程,从而得到该题的答案,但这样显然解题的难度和计算量就大大增加了。这里其实不也是告诉我们位移和时间了吗?既然这样就能得到两个中间时刻的速度分别为3m/s和4m/s,因平均速度等于中间时刻的速度,而平均速度方向与位移方向相同,则这两个速度方向垂直,则1s内速度的变化量为
解出加速度为
故选C。
3.D
【解析】
【详解】
设小球平抛经时间t,水平位移和竖直位移相等,由平抛运动规律有
解得
此时竖直分速度为
则此时小球速度为
故ABC错误,D正确。
故选D。
4.C
【解析】
【详解】
A.球被击出后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,因为下落高度一定,因此球在空中飞行的时间是定值,与击出时的速度无关,A错误;
BC.球能落到对面场地内,首先球要过网,因此球刚好从网上沿飞过时对应的初速度为最小的击出速度,由
可得
球在水平方向做匀速直线运动,则
球落地时竖直方向的分速度为
设落地时速度方向与水平地面间的夹角为,则
即夹角为
B错误,C正确;
D.当以最大速度击出球时,由
可得
则球被击出时的最大速度为
D错误。
故选C。
5.B
【解析】
【详解】
小球从A运动到B为平抛运动,水平方向
在B点
解得
OA的距离为
故选B。
6.D
【解析】
【详解】
A.球反向弹回到击球点的运动是平抛运动,则水平方向有
则乒乓球往返的时间为
故A错误;
B.速度垂直撞击竖直墙壁,球反向弹回后,正好回到击球点,说明反向弹回时速度大小还是,但方向与撞前相反,故乒乓球撞击墙壁前后速度变化量为,故B错误;
C.由平抛运动规律可知
故C错误;
D.球离开球拍时,速度方向与水平面的夹角等于球弹回到球拍时速度方向与水平面的夹角,由平抛运动规律
联立可得
故D正确。
故选D。
7.B
【解析】
【详解】
小球运动轨迹对称,对称轴右侧可看作平抛运动。从图中读出:平抛过程水平方向位移约
x=0.7m
竖直方向位移约
y=1.0m
设水平方向速度为v,根据平抛公式
解得
故B正确;ACD错误;
故选B。
8.BD
【解析】
【详解】
AB.根据图所示, ,根据
落地时间
A错误B正确;
CD.水平位移 ,根据
解得初速度
C错误D正确。
故选BD。
9.AB
【解析】
【详解】
若小球刚与杆接触时的末速度与水平方向夹角为53°,设此时小球竖直方向下落高度为h,水平位移为x,则根据平抛运动相关推论有
由几何关系可得
联立解得

联立解得
CD错误,AB正确。
故选AB。
10.BD
【解析】
【详解】
AB.小球做平抛运动,竖直方向有
A球运动时间
B球运动时间
所以


结合两球落地时位移之比
可知A、B两球的初速度之比,
故A错误,B正确;
CD.两球相交时,,水平方向位移相同,因此有
B球下落高度
A球下落的高度
各式联立得
两小球运动轨迹交点的高度
两小球运动轨迹交点的水平位移
联立解得
故C错误D正确。
故选BD。
11.BC
【解析】
【详解】
AB.小球落地时竖直方向上的分速度
速度方向偏转角,根据平行四边形定则知,小落地时速度
平抛运动的初速度
A错误B正确;
C.平抛运动的加速度不变,则时间t内的速度变化量
C正确;
D.小球在竖直方向上的位移
因为位移与水平方向的夹角不等于θ,则位移
D错误。
故选BC。
12.ABD
【解析】
【详解】
若乒乓球直接打中瓶盖,设乒乓球运动时间为t1,由题意可得


联立①②解得

若乒乓球经一次落台反弹后击中瓶盖,从发球到反弹所经过的时间为

乒乓球反弹位置距离发球位置的水平距离为

由题意可知反弹后乒乓球的竖直分速度大小为

乒乓球从反弹到击中瓶盖所经历的时间为

在竖直方向上有

联立④~⑧式解得
或 ⑨
综上所述,ABD正确,C错误。
故选ABD。
13. 1 5
【解析】
【详解】




14. 1 5
【解析】
【详解】
依题意,物体做平抛运动,则有
求得物体在空中运动的时间为
物体落地点到抛出点的水平距离为
15.(1)0.4m;(2)
【解析】
【详解】
(1)B球以的初速度竖直向下抛出,后落到斜面底端,下落高度
解得
B球开始运动时距斜面底端的距离为0.4m。
(2)A球做平抛运动,水平位移为
竖直位移为
斜面的长度等于A的实际位移,即
16.(1)1.8s;(2),水平方向成37°
【解析】
【详解】
(1)设从O点运动到M点的时间为,则
解得
从O点到P点,在水平方向做速度为的匀速运动,设从M点运动到P点的时间为,则
解得
篮球从O到P的时间
(2)由
解得
在P点时的竖直分速度
篮球落入篮框时的速度大小
设速度方向与水平方向成角,则
解得
因此篮球落入篮框时的速度为10m/s,方向与水平方向成37°。
17.(1)0.50s;(2)4.0m
【解析】
【详解】
(1)根据
可得铅球在空中运动的时间
(2)铅球在空中运动过程中,飞行的水平距离
18.(1)30m/s;(2)90m
【解析】
【详解】
(1)设运动员从C点到着落点的距离为L,根据平抛运动特点可得
解得
(2)在助滑坡滑动时,对运动员进行受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式
解得
19.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)滑块做平抛运动,落在斜面顶端时的竖直分速度设为vy,则有
在斜面顶端,把滑块速度分解,则有
(2)滑块到达斜面顶端之前的运动时间设为t1,有
解得
根据分速度与合速度的关系,可得滑块在斜面顶端时,沿斜面下滑的初速度为
由牛顿第二定律,可得
解得
结合几何关系,由运动学公式可得
解得
离开平台后,到达斜面底端的总时间为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页