人教版（2019）必修二5.4抛体运动的规律（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修二5.4抛体运动的规律（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 115.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-17 15:55:56 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修二5.4抛体运动的规律
一、单选题
1．如图所示，足够长的斜面上A点，以水平速度抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为；若将此球改用抛出，落到斜面上所用时间为，则为（ ）
A．1 : 1 B．1 : 2 C．1 : 3 D．1 : 4
2．如图，半圆形凹槽的半径为R，O点为其圆心。在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平同时相向抛出两个小球，已知v1∶v2=1∶3，两小球恰落在弧面上的P点。则以下说法中正确的是（ ）
A．∠AOP为45°
B．若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点，则应使v1、v2都增大
C．改变v1、v2，只要两小球落在弧面上的同一点，v1与v2之和就不变
D．若只增大v1，两小球可在空中相遇
3．蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠不能逃脱被击中厄运的是(设树枝足够高)( )
A．竖直上跳 B．静止不动
C．自由落下 D．沿树以小于g加速度加速下滑
4．在信宜市，某人在做游戏活动，他在竖直墙壁上悬挂一镖靶，他站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖 A、B 由同一位置水平掷出，两只飞镖插在靶上的状态如图，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．B 镖的运动时间比 A 镖的运动时间短
B．A，B 镖的速度变化方向可能不同
C．A 镖掷出时的初速度比B 镖掷出时的初速度大
D．A 镖的质量一定比B 镖的质量小
5．如图所示，小明同学将一枚飞镖从高于靶心的位置A点水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正上方。已知飞镖的质量为m，抛出时的初速度为v0，A点与靶心的竖直高度差为h，与靶盘的水平距离为x。若仅改变上述中的一个物理量，不计飞镖运动过程中所受的空气阻力，能使飞镖命中靶心的是（ ）
A．减小x B．增大h C．增大m D．减小v0
6．跳台滑雪是北京冬奥会非常有观赏性的雪上项目。质量m = 60kg的运动员从坡顶A点水平跃出后落到斜坡上，如图所示，落地点B与坡顶A的距离l = 75m，空中飞行时间t = 3.0s．忽略空气阻力，g取10m/s2．下列说法正确的是（ ）
A．斜坡AB与水平面的夹角θ = 30°
B．运动员从A点水平跃出的速度v0 = 20m/s
C．运动员到达B点时的速度v = 30m/s
D．从A点到B点，运动员的动量增量Δp =600kg·m/s
7．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体，如图所示．今给小物体一个水平初速度v0= ，则物体将（ ）
A．沿球面滑至M点
B．先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动
C．立即离开半圆球做平抛运动，且水平射程为 R
D．立即离开半圆球做平抛运动，且水平射程为2R
8．某跳伞运动员打开降落伞降落，在无风的时候落地速度为4m/s，现在有水平方向的风，风使他获得3m/s的水平速度，则运动员的落地速度为（ ）
A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．7m/s
二、多选题
9．将质量为m的小球以大小为 的水平速度抛出，落地时其速度大小为 ，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在空中运动的时间为
B．小球在空中运动的时间为
C．重力对小球做功的最大功率为
D．重力对小球做功的最大功率为
10．如图所示，O点处有一小球以v=8m/s的水平初速度做平抛运动，经过2s，小球到达M点（g取10 m/s2），则下列说法正确的有（ ）
A．O、M两点之间的水平距离为16 m
B．O、M两点之间的竖直距离为20 m
C．小球在M点水平分速度的大小为16 m/s
D．小球在M点的竖直分速度大小为10 m/s
11．在高h处以初速度v0将物体水平抛出，它们落地时与抛出点的水平距离为s，落地时速度为v1，则此物体从抛出到落地所经历的时间是（不计空气阻力）( )
A． B． C． D．
12．ABC三球做斜抛运动的轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．ABC三球做斜抛运动过程中，加速度都不相同
B．B球的射程最远，所以最迟落地
C．A球的射高最大，所以最迟落地
D．AC两球的水平位移相等，所以两球的水平速度分量相等
13．如图所示，在投球游戏中，某人将小球从P点以速度v水平抛向固定在水平地面上的塑料筐，小球恰好沿着筐的上沿入筐并打在筐的底角，若要让小球进入筐中并直接击中筐底正中间，下列说法不可行的是（ ）
A．在P点将小球以小于v的速度水平抛出
B．在P点将小球以大于v的速度水平抛出
C．在P点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
D．在P点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
三、解答题
14．如图所示，竖直面内有一个光滑的由两个半圆形组成的“S”形细管道，管道半径为R，直径AB、BC在同一竖直线上，圆心分别为O1、O2.现有一半径略小于管道内径的小球从C点进入管道。（已知重力加速度为g）
（1）若小球通过A点时与管道间没有作用力，求小球落地点与C点距离；
（2）要使小球离开A点后不与管道相碰，则离开A点时初速度至少为多少？
15．晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如题24图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为 ，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小v1，和球落地时的速度大小v2
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
16．用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块（可视为质点）置于粗糙水平面上的O点，O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。（保留两位有效数字）
17．如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成60°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h=3.2m．有一质量500克的带电小环套在直杆上，正以某一速度，沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过C端的正下方P点处．（g取10m/s2）求：
（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向．
（2）小环从C运动到P过程中的动能增量．
（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小v0．
参考答案
1．B
2．D
3．C
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．B,D
10．A,B
11．A,C,D
12．C
13．A,B,D
14．（1）解：小球在A点与管道无作用力，则重力提供向心力
得
若小球落在O2所在水平线，则需要的时间
则小球不会与BC相碰，会直接落在水平地面上
落地时间
则落地点与C点距离
（2）解：要使小球不与管道相碰，则小球做平抛运动的轨迹恰与BC相切时，小球在A点具有最小的初速度，设切点为D，O2D与水平方向夹角为θ，则
又水平方向有Rcosθ=v0t
竖直方向有2R+R（1-sinθ）=
联立解得
15．（1）解：设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有： ，所以 。根据机械能守恒定律则： ，所以
（2）解：设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为 ，根据圆周运动向心力公式 ，解得
（3）解：设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有
得
绳断后球做平抛运动，竖直位移为 ,水平位移为x，时间为 ，有
得 ，根据一元二次方程的特点，当 时，x有极大值，
16．解：根据牛顿第二定律，在OP段有
又
由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程
物块的竖直位移
由几何关系有
联立以上各式可以得到
解得
由题图乙知
代入数据解得
17．（1）解：由题设可知：小球在杆上的受力如图：
由平衡条件可知， ，
小球离开杆后，由于重力与电场力不变，加速度a= ．
加速度方向与水平方向的夹角为30°向右下方．
（2）解：从C点到P点，位移方向与电场力方向垂直，电场力不做功，只有重力做功，由动能定理：
△Ek=WG+0=mgh=16J．
（3）解：离开杆后，小球作类平抛运动，
以C为原点建立如图所示的坐标系．
x=v0t=hsinθ，
y= ，
a= ，
由以上三式可得： ，
代入时间解得 ．
一、单选题
1．如图所示，足够长的斜面上A点，以水平速度抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为；若将此球改用抛出，落到斜面上所用时间为，则为（ ）
A．1 : 1 B．1 : 2 C．1 : 3 D．1 : 4
2．如图，半圆形凹槽的半径为R，O点为其圆心。在与O点等高的边缘A、B两点分别以速度v1、v2水平同时相向抛出两个小球，已知v1∶v2=1∶3，两小球恰落在弧面上的P点。则以下说法中正确的是（ ）
A．∠AOP为45°
B．若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点，则应使v1、v2都增大
C．改变v1、v2，只要两小球落在弧面上的同一点，v1与v2之和就不变
D．若只增大v1，两小球可在空中相遇
3．蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠不能逃脱被击中厄运的是(设树枝足够高)( )
A．竖直上跳 B．静止不动
C．自由落下 D．沿树以小于g加速度加速下滑
4．在信宜市，某人在做游戏活动，他在竖直墙壁上悬挂一镖靶，他站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖 A、B 由同一位置水平掷出，两只飞镖插在靶上的状态如图，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．B 镖的运动时间比 A 镖的运动时间短
B．A，B 镖的速度变化方向可能不同
C．A 镖掷出时的初速度比B 镖掷出时的初速度大
D．A 镖的质量一定比B 镖的质量小
5．如图所示，小明同学将一枚飞镖从高于靶心的位置A点水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正上方。已知飞镖的质量为m，抛出时的初速度为v0，A点与靶心的竖直高度差为h，与靶盘的水平距离为x。若仅改变上述中的一个物理量，不计飞镖运动过程中所受的空气阻力，能使飞镖命中靶心的是（ ）
A．减小x B．增大h C．增大m D．减小v0
6．跳台滑雪是北京冬奥会非常有观赏性的雪上项目。质量m = 60kg的运动员从坡顶A点水平跃出后落到斜坡上，如图所示，落地点B与坡顶A的距离l = 75m，空中飞行时间t = 3.0s．忽略空气阻力，g取10m/s2．下列说法正确的是（ ）
A．斜坡AB与水平面的夹角θ = 30°
B．运动员从A点水平跃出的速度v0 = 20m/s
C．运动员到达B点时的速度v = 30m/s
D．从A点到B点，运动员的动量增量Δp =600kg·m/s
7．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体，如图所示．今给小物体一个水平初速度v0= ，则物体将（ ）
A．沿球面滑至M点
B．先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动
C．立即离开半圆球做平抛运动，且水平射程为 R
D．立即离开半圆球做平抛运动，且水平射程为2R
8．某跳伞运动员打开降落伞降落，在无风的时候落地速度为4m/s，现在有水平方向的风，风使他获得3m/s的水平速度，则运动员的落地速度为（ ）
A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．7m/s
二、多选题
9．将质量为m的小球以大小为 的水平速度抛出，落地时其速度大小为 ，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在空中运动的时间为
B．小球在空中运动的时间为
C．重力对小球做功的最大功率为
D．重力对小球做功的最大功率为
10．如图所示，O点处有一小球以v=8m/s的水平初速度做平抛运动，经过2s，小球到达M点（g取10 m/s2），则下列说法正确的有（ ）
A．O、M两点之间的水平距离为16 m
B．O、M两点之间的竖直距离为20 m
C．小球在M点水平分速度的大小为16 m/s
D．小球在M点的竖直分速度大小为10 m/s
11．在高h处以初速度v0将物体水平抛出，它们落地时与抛出点的水平距离为s，落地时速度为v1，则此物体从抛出到落地所经历的时间是（不计空气阻力）( )
A． B． C． D．
12．ABC三球做斜抛运动的轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．ABC三球做斜抛运动过程中，加速度都不相同
B．B球的射程最远，所以最迟落地
C．A球的射高最大，所以最迟落地
D．AC两球的水平位移相等，所以两球的水平速度分量相等
13．如图所示，在投球游戏中，某人将小球从P点以速度v水平抛向固定在水平地面上的塑料筐，小球恰好沿着筐的上沿入筐并打在筐的底角，若要让小球进入筐中并直接击中筐底正中间，下列说法不可行的是（ ）
A．在P点将小球以小于v的速度水平抛出
B．在P点将小球以大于v的速度水平抛出
C．在P点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
D．在P点正下方某位置将小球以小于v的速度水平抛出
三、解答题
14．如图所示，竖直面内有一个光滑的由两个半圆形组成的“S”形细管道，管道半径为R，直径AB、BC在同一竖直线上，圆心分别为O1、O2.现有一半径略小于管道内径的小球从C点进入管道。（已知重力加速度为g）
（1）若小球通过A点时与管道间没有作用力，求小球落地点与C点距离；
（2）要使小球离开A点后不与管道相碰，则离开A点时初速度至少为多少？
15．晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如题24图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为 ，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小v1，和球落地时的速度大小v2
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
16．用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块（可视为质点）置于粗糙水平面上的O点，O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。（保留两位有效数字）
17．如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成60°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h=3.2m．有一质量500克的带电小环套在直杆上，正以某一速度，沿杆匀速下滑，小环离杆后正好通过C端的正下方P点处．（g取10m/s2）求：
（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向．
（2）小环从C运动到P过程中的动能增量．
（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小v0．
参考答案
1．B
2．D
3．C
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．B,D
10．A,B
11．A,C,D
12．C
13．A,B,D
14．（1）解：小球在A点与管道无作用力，则重力提供向心力
得
若小球落在O2所在水平线，则需要的时间
则小球不会与BC相碰，会直接落在水平地面上
落地时间
则落地点与C点距离
（2）解：要使小球不与管道相碰，则小球做平抛运动的轨迹恰与BC相切时，小球在A点具有最小的初速度，设切点为D，O2D与水平方向夹角为θ，则
又水平方向有Rcosθ=v0t
竖直方向有2R+R（1-sinθ）=
联立解得
15．（1）解：设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有： ，所以 。根据机械能守恒定律则： ，所以
（2）解：设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为 ，根据圆周运动向心力公式 ，解得
（3）解：设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有
得
绳断后球做平抛运动，竖直位移为 ,水平位移为x，时间为 ，有
得 ，根据一元二次方程的特点，当 时，x有极大值，
16．解：根据牛顿第二定律，在OP段有
又
由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程
物块的竖直位移
由几何关系有
联立以上各式可以得到
解得
由题图乙知
代入数据解得
17．（1）解：由题设可知：小球在杆上的受力如图：
由平衡条件可知， ，
小球离开杆后，由于重力与电场力不变，加速度a= ．
加速度方向与水平方向的夹角为30°向右下方．
（2）解：从C点到P点，位移方向与电场力方向垂直，电场力不做功，只有重力做功，由动能定理：
△Ek=WG+0=mgh=16J．
（3）解：离开杆后，小球作类平抛运动，
以C为原点建立如图所示的坐标系．
x=v0t=hsinθ，
y= ，
a= ，
由以上三式可得： ，
代入时间解得 ．