第五章 抛体运动 复习提升 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（Word版含答案）

第五章　抛体运动
本章复习提升
易混易错练
易错点1　对“物体做曲线运动的条件”不理解引起错解
1.(2020陕西西安中学高三上期中,)物体在恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去恒力F1,关于物体的运动情况,下列说法正确的是(　　)
A.一定做匀变速直线运动　　　　　　　　 B.可能做匀速直线运动
C.可能做曲线运动　　　　　　　　 D.速度大小一定增加
易错点2　盲目进行运动的合成与分解引起错解
2.(2021甘肃白银会宁第一中学高一下期中,)(多选)玻璃生产线上,宽12 m的成型玻璃板以v板=8 m/s的速度向前运动,在切割工序处,割刀速度为v刀=10 m/s,为了使割的玻璃板都成为边长为12 m的正方形(已知cos 37°=0.8),则下列说法正确的是 (　　)
A.切割一次的时间为1.5 s
B.切割一次的时间为2.0 s
C.割刀与玻璃运动方向的夹角为143°
D.割刀与玻璃运动方向的夹角为37°
3.()如图所示,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退,从地面上看,下列说法正确的是 (　　)
A.消防队员做匀加速直线运动
B.消防队员做匀变速曲线运动
C.消防队员做变加速曲线运动
D.消防队员水平方向的速度保持不变
易错点3　认错平抛运动的抛出点而出错
4.(2021北京昌平二中高一下月考,)在“研究平抛运动”的实验中,已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动轨迹中的一段,选取轨迹中的任意一点O为坐标原点,沿水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴。在x轴上取等距离的几个点A1、A2、A3,设OA1=A1A2=A2A3=l;向下作x轴的垂线,垂线与轨迹的交点记为M1、M2、M3;过M1、M2、M3作水平线,与y轴的交点分别为B1、B2、B3。把OB1的长度记为h1,B1B2=h2,B2B3=h3。整个实验过程忽略空气阻力的影响,下列判断正确的是(　　)
A.h1∶h2∶h3=1∶4∶9
B.h1∶h2∶h3=1∶3∶5
C.平抛运动的初速度大小为l
D.平抛运动的初速度大小为l
易错点4　不能正确理解运动效果引起错解
5.(2020江苏南京师大附中高一上期末,)某河流中河水的速度大小v1=5 m/s,小船相对于静水的速度大小为v2=3 m/s。小船船头正对河岸渡河时,恰好行驶到河对岸的B点。若小船船头偏向上游某方向渡河,则小船 (　　)
A.到达对岸时一定在B点的上游
B.可能到达正对岸的A'点
C.渡河的位移可能变短
D.渡河的时间可能变短
6.()某同学设计了一个用网球定点击鼓的游戏,如图是他表演时的场地示意图。图中甲、乙两鼓等高,丙、丁两鼓较低但也等高。若他各次发球时网球飞出位置不变且均做平抛运动,则 (　　)
A.击中甲、乙的两球初速度v甲=v乙
B.击中甲、乙的两球初速度v甲>v乙
C.假设某次发球能够击中甲鼓,用相同速度发球可能击中丁鼓
D.在击中四鼓的网球中,击中丙鼓的初速度最大
思想方法练
一、对称法
方法概述
所谓对称法,实际上是根据某些物理现象、物理规律、物理过程或几何图形的对称性进行解题的一种方法,也称为镜像法。利用此方法分析解决问题可以避免复杂的数学演算和推导,直接抓住问题的实质,可以达到出奇制胜之效。常见的应用有时间对称和空间对称等。
1.(2021广东广州天河高三二模,)(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则 (　　)
A.B的加速度与A的一样大
B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度与A在最高点的速度一样大
D.B落地时的速度比A落地时的速度大
二、逆向思维法
方法概述
逆向思维法是指把运动过程的“末态”当成“初态”来反向研究问题的方法。该方法一般用于末态已知的情况或末态很容易确定的情况。如匀减速直线运动可反向看成匀加速直线运动,竖直上抛运动的上升阶段可反向看成自由落体运动。
2.(2020北京高三模拟,)如图所示,足够长的斜面静止在水平地面上。将质量为m的小球从斜面底端以初速度v0抛出,初速度的方向与斜面间夹角为θ,小球恰好沿水平方向撞到斜面上。不计空气阻力。若仍将小球从斜面底端抛出,改变以下条件,仍能使小球水平撞到斜面上的是 (　　)
A.仅增大v0
B.仅适当增大θ
C.将m和θ都适当减小
D.将v0和θ都适当增大
三、结论法
方法概述
结论法是指利用已知的规律、定理或由它们推导出的一些正确结论进行解题的方法。利用结论法解题,可以避免繁琐的运算过程,快速得出正确答案。
3.(2021浙江新高考联盟高三联考,)一学生用两个颜色不同的篮球做斜拋运动游戏,如图所示,第一次出手,红色篮球的初速度方向与竖直方向的夹角为α=60°;第二次出手,橙色篮球的初速度方向与竖直方向的夹角为β=30°。两次出手的位置在同一竖直线上,结果两篮球正好到达相同的最高点C,则红色篮球、橙色篮球运动的高度之比为 (　　)
A.　　　　　B.　　　　　C.　　　　　D.
四、类比法
方法概述
所谓类比法,实际上是根据两个(或两类)对象或事物在某些属性上相同或相似而推出它们在另一些属性上也相同或相似的一种推理方法。遇到陌生的物理情景时,应用类比法,通常可将其与熟悉的物理情景联系起来,用已知的物理规律去对照、描述陌生的物理情景,可使题目难度大大降低。
4.(2019重庆一中高一下月考,)某物理小组的同学设计了一个研究类平抛运动的实验。如图,光滑斜面ABCD倾角为θ,P、Q分别为AD、BC的中点,长为l的轻绳一端固定在P点,另一端固定一个可视为质点的质量为m的小球,小球静止在M点。现突然给小球一个初速度,轻绳恰好被拉断,小球沿水平方向飞出,恰好落在B点,重力加速度为g,则:
(1)为求出小球在M点获得的初速度的大小,需要测量的物理量有　　　　、　　　　;
(2)小球在M点获得的初速度大小为v0=　　　　(用所测量的物理量的字母及已知量表示)。
答案全解全析
易混易错练
1.C　撤去F1,力F2、F3的合力与F1等大、反向、共线,物体不可能做匀速直线运动。若力F2、F3的合力方向与速度方向不共线,则物体做匀变速曲线运动;若合力方向与速度方向共线,则物体做匀变速直线运动。当力F2、F3的合力方向与速度方向间的夹角是钝角时,物体做减速运动。故C正确,A、B、D错误。
错解分析
本题易错选D。有些同学往往误认为只要有合力,物体的速度一定会增加。实际上,当合力是阻力时,物体的速度会减小。
2.BD　为了使被割的玻璃板都成为边长为12 m的正方形,割刀相对玻璃板的速度应与玻璃板垂直。如图所示:
设割刀运动方向与玻璃板运动方向的夹角为α,cos α===0.8,则α=37°,C错误,D正确;割刀相对玻璃板速度的大小v相== m/s=6 m/s,则切割一次的时间t==2.0 s,A错误,B正确。
错解分析
本题易错选C。误按以下方式进行运动的合成,得出割刀与玻璃运动方向的夹角为α=143°。遇到此类问题,要选定一个物体为研究对象,另一物体为参考系,进行运动的合成与分解。
3.B　根据运动的合成可知,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,但合加速度的方向和大小不变,所以消防队员做匀变速曲线运动,故A、C错误,B正确;将消防队员的运动沿水平方向和竖直方向分解,知水平方向上的速度为车匀速后退的速度和沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度的合速度,因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变,所以消防队员水平方向的速度在变,故D错误。
错解分析
本题易错选D。消防车匀速后退,就误认为消防队员水平方向的速度保持不变,造成错选。消防队员随消防车匀速后退的同时,沿斜向上的方向做匀加速直线运动,因此消防队员在水平方向和竖直方向的速度都要发生变化。
4.D　由题意可知,选取轨迹中的任意一点O为坐标原点,因此O点不一定是抛出点,那么h1∶h2∶h3≠1∶4∶9,也不一定等于1∶3∶5,故A、B错误;将平抛运动看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动,那么Δh=h2-h1=gT2,因此v0==l,故C错误,D正确。
错解分析
本题易错选B。由于O点是轨迹中的任意一点,不一定是抛出点,不能确定h1、h2、h3的比例关系。
5.C　使小船船头偏向上游某方向渡河时,合速度仍然可以沿AB方向,如图,小船仍然可能到达B点,故A错误。
因为水流速度大于船在静水中的速度,所以船不可能到达正对岸的A'点,故B错误。使小船船头偏向上游某方向渡河,合速度方向偏向AB左侧时,渡河位移变短,故C正确。渡河时间由河宽与船在垂直河岸方向的分速度决定,船头正对河岸渡河时,渡河时间最短,故D错误。
错解分析
在小船渡河问题中,某些同学会错误地认为小船一定能到达出发点的正对岸,从而错选B项。本题中水流速度为5 m/s,大于小船在静水中的速度3 m/s,合速度不可能垂直河岸,故小船不可能到达出发点的正对岸。
6.B　击中四鼓的网球在竖直方向的分位移关系为h甲=h乙x乙,由x=v0t可知v甲>v乙,故A错误,B正确。该同学、甲鼓与丁鼓不在同一竖直平面内,所以若某次发球能够击中甲鼓,用相同速度发球不可能击中丁鼓,故C错误。因为x丙错解分析
本题易错选C。很多同学仅考虑甲鼓位置高且在前,而丁鼓位置低且在后,就误选C,这是由于没有理解透“相同速度”是指速度大小和方向都相同。
思想方法练
1.AD　不计空气阻力,两球的加速度都为重力加速度g,大小相等,故A正确。两球都做斜抛运动,在竖直方向上的分运动是竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,两球上升和下落的时间相等,而对于下落过程,由t=知两球下落时间相等,则两球运动的时间相等,故B错误。两球运动时间相同,但是B球的水平位移较大,则其水平初速度较大,则在最高点时B球的速度较大,故C错误。由于两球竖直初速度相等,B球的水平初速度大,则B球的初速度大于A球的初速度,由对称性可知B球落地时的速度比A球落地时的速度大,故D正确。
方法点津
本题中,小球在斜抛运动中上升和下落的过程对称,利用对称性直接得出小球上升、下落所用时间相等,初速度和末速度大小相等,从而快速解决问题。
2.A　利用逆向思维,可知小球的逆运动为从斜面上水平抛出,然后落到斜面底端。根据平抛运动的推论 tan α=2 tan β(α为物体速度和水平方向的夹角,β为物体位移和水平方向的夹角),由于位移和水平方向的夹角β不变,所以速度和水平方向的夹角α也不变,即小球落到斜面底端时的速度方向不变,θ不变。所以,若保持θ不变,仅增大初速度v0,仍能使小球水平撞到斜面上。故A正确,B、C、D错误。
方法点津
斜抛运动比平抛运动要复杂得多,计算量也大。利用逆向思维,将末速度水平的斜抛运动反向看成平抛运动,按照平抛运动规律和方法进行分析,从而简化了分析过程。
3.B　两个不同颜色的篮球做斜抛运动,经过相同的最高点,可将它们的运动反向看成平拋运动,运动轨迹如图所示,两球平抛运动的水平位移相同,设为x,末速度的反向延长线均过水平位移的中点,设红、橙两球下落的高度分别为h1、h2,则tan α=,tan β=,解得==,选项B正确。
方法点津
将篮球的运动反向看成平抛运动,由平抛运动的推论:速度的反向延长线过水平位移的中点,结合几何知识,可快速解题。
4.答案　(1)MQ的长度　QB的长度　(2)x
解析　小球沿水平方向做匀速直线运动,沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度a=g sin θ。设MQ的长度为h,QB的长度为x,有h=g sin θ·t2,x=v0t,解得v0==x。因此需要测量MQ及QB的长度。
方法点津
小球做类平抛运动,类比平抛运动的分解方法。将小球的运动分解为沿斜面水平的匀速直线运动和沿斜面向下的匀加速直线运动,利用相关物理规律列方程求解。