人教版必修二 第五章 第四节 抛体规律(含答案)

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名称 人教版必修二 第五章 第四节 抛体规律(含答案)
格式 zip
文件大小 836.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-11-20 08:47:50

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文档简介

人教版必修二第五章第四节抛体规律(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
如图所示,每一级台阶的高度,宽度,将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。重力加速度大小 取,不计空气阻力。若小球落在台阶上,则小球的初速度大小可能为( )
A. B. C. D.
在年女排世界杯比赛中,中国女排最终连赢三局,比击败最后一个对手阿根廷女排,以十一连胜的不败战绩卫冕世界杯冠军,给祖国华诞献上冠军奖杯如图所示,在对阵美国队的比赛中,中国女排主攻手朱婷从号位发起进攻,扣球高度高达,她的一记重扣,为中国队获得了关键的一分;若朱婷水平击球,重力加速度,不计空气阻力,请你估算朱婷的击球速度可能为( )
A. B. C. D.
如图所示,在斜面顶端先后水平抛出同一小球,第一次小球落到斜面中点,第二次小球落到斜面底端,从抛出到落至斜面上忽略空气阻力( )
A. 两次小球运动时间之比 B. 两次小球运动时间之比
C. 两次小球抛出时初速度之比 D. 两次小球抛出时初速度之比
如图所示,为放在竖直平面的半圆弧的直径,为圆心,小球带正电,以初速度沿直径水平抛出;甲图中只受重力作用,乙图中有竖直向下的匀强电场,丙图中有垂直纸面向里的匀强磁场,丁图中有垂直纸面向外的匀强磁场,小球能垂直落在圆弧弧面上的是( )
A. 甲和乙 B. 乙 C. 丙 D. 丁
从足够长的斜面顶端水平抛出一个小球,若小球落到斜面上时,竖直方向的分速度为水平方向分速度的倍,不计空气阻力,不考虑小球落在斜面以后的运动,则根据题给信息可以求出的物理量是
A. 小球的初速度大小 B. 小球做平抛运动的时间
C. 小球做平抛运动的位移 D. 斜面的倾角
如图所示,倾角的斜面固定在水平地面上,在底端正上方与等高的点水平向右抛出小球、同时在斜面顶端水平向左抛出小球,结果两小球同时落在斜面上的点,且小球垂直打在斜面上,则为已知,,不计空气阻力
A. B. C. D.
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,分别击中山坡上的点和点.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,、两点间水平距离为,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. , B. , C. , D. ,
如图,从高处的点先后平抛两个小球和,球刚好直接越过竖直挡板落到水平地面上点,球则与地面碰撞两次后,刚好越过竖直挡板,也落在点。设球每次与水平面碰撞都是弹性碰撞碰撞前后水平方向速度不变,竖直方方向速度等大反向,空气阻力忽略不计,则竖直挡板的高度是( )
A. B. C. D.
如图所示,半径为的半圆轨道直径边在水平地面上,为圆心,、在轨道上,是轨道最左端,与水平面夹角为在点正上方处将可视为质点的小球水平抛出,小球过点且与半圆轨道相切,重力加速度为,小球抛出时的初速度为( )
A. B. C. D.
如图所示是运动员将网球在边界处正上方点水平向右击出,恰好过网的上边沿落在点的示意图,不计空气阻力,已知,网高,,重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A. 落点距离网的水平距离为
B. 网球的初速度大小为
C. 若击球高度低于,无论球的初速度多大,球都不可能落在对方界内
D. 若保持击球高度不变,球的初速度只要不大于,一定落在对方界内
二、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
在做平抛运动实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求.将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:________.
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.用铅笔记录小球位置时,每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸或方格纸相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示物体的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,则:取;
小球平抛的初速度________,________
小球开始做平抛运动的位置坐标________,________。
三、计算题(本大题共2小题,共26.0分)
如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从点水平飞出,经落到斜坡上的点。已知点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角,运动员的质量。不计空气阻力。取求:

点与点的距离
运动员离开点时的速度大小。
某学校的排球场长为,球网高度为,如图所示。一同学站在离网的线上虚线所示正对网跳起,将球水平击出。若球飞行过程中不计阻力,取重力加速度。
设击球点在线正上方高度处,击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界?
若击球点在线正上方的高度小于某个值时,无论水平击球的速度有多大,球不是触网就是出界,试求这个高度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】当小球恰落到台阶的右边界时,由平抛运动规律可得:,,
联立解得:;
当小球恰落到台阶的右边界时,由平抛运动规律可得:,,
联立解得:,
故小球的初速度 满足时,才可能落在台阶上,
所以小球的初速度大小可能为,故选C。
2.【答案】
【解析】解:根据得下落得时间为:,
从号位击球,当球恰好沿对角线落在界内时,速度最大,此时水平方向的位移为:
则击球的最大初速度为:。
所以:故A正确,BCD错误
故选:。
根据击球点与网的高度差求出球平抛运动的时间,结合击球点与网之间的水平距离求出球的最小初速度,根据击球点的高度求出平抛运动的时间,结合击球点与底线的水平距离求出球的最大初速度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住临界情况,结合运动学公式灵活求解,难度不大。
3.【答案】
【解析】解:、根据得,,两小球下落的高度之比为:,则两次小球运动的时间之比为,故A、B错误。
C、根据知,两小球水平位移之比为:,时间之比为,则初速度之比为:,故C正确,D错误。
故选:。
根据下降的高度之比,结合位移时间公式求出运动的时间之比,结合水平位移和时间之比求出两次抛出小球的初速度之比.
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律,知道运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.
4.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
本题考查了平抛运动基本规律及推论得应用、类平抛运动、带电粒子在复合场中的运动;解题的关键是知道在平抛运动中,某时刻速度的反向延长线交于该段时间的水平位移的中点,结合各图的受力特点进行分析即可;值得注意的是抛体运动我们处理的方法一般是把运动分解为两个相互垂直的分运动。
【解答】
平抛运动中,某时刻速度的反向延长线交于该段时间的水平位移的中点,设该点为,甲图中,小球的水平位移一定小于直径,则点一定在圆心点的左侧,小球不能垂直落在圆弧弧面上;乙图中的小球做类平抛运动,同理,也不能垂直落在圆弧弧面上,AB错误;
C.假设小球依旧落在同一点,洛伦兹力不做功,因此小球落在圆弧面上的速度大小不变,要垂直落入圆弧面,说明速度和竖直方向的夹角变大,则竖直方向的速度变大,水平方向的速度减小,丙图中的小球所受的洛伦兹力向上,在水平方向加速,竖直方向减速,其速度的反向延长线与的交点一定在点左侧,一定不能垂直落在圆弧弧面上,C错误;
D.丁图中的小球所受的洛伦兹力向下,水平方向减速竖直方向加速,小球能垂直落在圆弧弧面上,D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
小球在空中做平抛运动,将运动分解后根据分运动公式分析求解,抓住平抛运动速度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倍,列式分析斜面倾角。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论进行求解,知道平抛运动速度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倍。
【解答】
由于不管初速度多大,小球落到斜面上时竖直方向的分速度均为水平分速度的倍,因此无法求出小球的初速度,同样无法求出平抛运动的时间及位移,故ABC错误;
D.设小球落到斜面时,速度与水平方向的夹角为,则有,又斜面倾角满足,因此可以求出斜面的倾角,故D正确。
故D正确。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查平抛运动和斜面相结合的问题;对于平抛运动,要熟练运用分解法研究,同时要抓住两个球之间的关系,如位移关系、时间关系等。
两个小球同时做平抛运动,又同时落在点,说明运动时间相同,特别注意小球垂直撞在斜面上,充分运用小球落在斜面上时两个分位移的关系。
【解答】
小球、竖直位移相同,所以运动时间和落到点的竖直分速度相同
小球垂直打到斜面上,将速度分解有y
小球落在斜面上,将速度分解有2
联立可得
运动时间相同,则水平位移之比也为,所以,故ABD错误,C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
抓住炸弹做平抛运动,在水平方向上的运动规律与飞机相同,炸弹落地前在飞机的正下方,判断击中、的时间间隔是否为零;运用假设法,假设落在同一水平面上时,根据时间间隔的关系,从而确定实际的时间间隔关系;再根据水平方向上的匀速运动规律确定水平位移关系。
解决本题的关键知道炸弹做平抛运动,在水平方向上的运动规律与飞机相同,注意炸弹未落地前,炸弹始终在飞机的正下方。
【解答】
释放的炸弹做平抛运动,若落地点在同一水平面上,落地的时间间隔与释放的时间间隔相等,由于在点的上方,则释放炸弹的时间间隔大于击中、的时间间隔,即,
因炸弹落地时间间隔小于飞机投弹时间间隔,所以飞机飞行的距离为大于间的水平距离,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据平抛运动规律知,运动时间由竖直高度决定,因此球从点飞到点时间是球从点飞到点的运动时间的倍,然后结合球从点飞到点与由飞到的时间相等,两点间的水平距离为列方程求解。
分析两小球的运动轨迹的特点,找出对称关系、几何关系以及等时关系式,列出式子是求解的关键。从以上的实例分析中我们看到,发现事物的对称性并利用运动的对称性去分析处理问题,可以大大地简化分析处理问题的过程。
【解答】
如图所示

设球的初速度为,球初速度为,,由几何关系和对称性可知。
球从点飞到点的运动时间为:
球从点飞到点在水平方向有:
由对称性可知,球从点飞到点时间是球从点飞点的运动时间的倍,
则两球在水平方向有:

故:由分运动的等时性可知:球从点飞到挡板点的时间与球从点飞到点的时间相等;
由对称性可知球从点飞到点与由飞到点的时间相等,两点间的水平距离为。
球从点飞到点与球由点飞到点水平方向有:,
解得:,故B正确,ACD错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】解答:
飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点,则知速度与水平方向的夹角为,则有:
又,则得:,
水平方向上小球做匀速直线运动,则有:
联立解得:,故选D.
分析:解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住速度方向,结合位移关系、速度关系进行求解
10.【答案】
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,抓住分运动与合运动具有等时性,先求出水平位移为和的时间比,从而知道下落和下落所用的时间比,根据自由落体运动的规律求出击球点高度与球网高度之间的关系;保持击球高度不变,要想球落在对方界内,要既不能出界,又不能触网,从而求出初速度的范围;当降低击球的高度,低于某一个高度,速度大会出界,速度小会触网。增加击球高度,只要速度合适,球能落在对方界内。
本题考查平抛运动的临界问题,关键掌握平抛运动的规律,抓住临界情况,运用运动学规律进行求解。
【解答】
A.因为,根据平抛运动的时间由竖直高度决定,则有:,,由水平方向上做匀速直线运动运动,可得:,,联立解得:,落点距离网的水平距离为,故A错误;
B.球从到,竖直方向上有:,水平方向上有:,联立解得:,故B错误;
C.任意降低击球高度仍大于,会有一临界情况,此时球刚好接触网又刚好压界,则有:,解得,若小于该临界高度,速度大会出界,速度小会触网,故C正确;
D.若保持击球高度不变,要想球落在对方界内,要既不能出界,又不能触网,根据,得,则平抛的最大速度,,得,平抛运动的最小速度,故D错误。
故选C。
11.【答案】Ⅰ;
Ⅱ;;
;。
【解析】
【分析】
Ⅰ根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤。
Ⅱ根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,从而得出闪光的频率.根据水平位移和时间间隔求出水平分速度,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度,结合平行四边形定则求出点的速度。
解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项,掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】
Ⅰ为了保证小球的初速度水平,斜槽末端应保持水平,故A正确;
为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等,应让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.用铅笔记录小球位置时,每次不需要严格地等距离下降,故D错误;
E.小球平抛运动在竖直平面内,不能与木板上的白纸接触,防止摩擦使运动轨迹发生变化,故E正确;
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑曲线连接,故F错误。
故选ACE。
Ⅱ由于小球从到和从到两过程水平位移相同,故两过程的时间相同,设为,竖直方向为自由落体运动,

可得,。
设在点竖直方向的分速度为,则。
设小球从抛出点运动到的时间为,则
在竖直方向投影点距抛出点的距离,
在水平方向投影点距抛出点的距离。
故抛出点的位置坐标:


故答案为:Ⅰ;Ⅱ;;;。

12.【答案】解:运动员在竖直方向做自由落体运动,有
则点与点的距离.
设运动员离开点时的速度大小为运动员在水平方向做匀速直线运动,即,
解得.
【解析】本题考查了平抛运动与斜面相结合的问题。
运动员做平抛运动,求出运动员的竖直分位移,然后求出;
求出运动员的水平位移,然后应用速度公式求出初速度;
13.【答案】解:如图所示,排球恰不触网时,其运动轨迹为Ⅰ,排球恰不出界时其运动轨迹为Ⅱ。
根据平抛运动的规律可得,当排球恰好触网时有
竖直方向:
水平方向:
由以上两式解得
当排球恰不出界时,有
竖直方向:
水平方向:
由以上两式解得
根据题意,球既不触网又不出界的条件是
设击球点的高度为,当较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,临界状态是球刚好擦网而过,落地时又恰压在底线上如图所示。
设球网的高度为,刚好不触网时有,即
,即
同理,当排球落在底线上时有,
可得击球点高度
故击球点在线正上方的高度时,球不是触网就是出界。
【解析】见答案
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