人教版新教材必修二第五章类平抛专题(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,、两物体以相同的水平速度从坐标系原点沿轴正方向被抛出,在竖直平面内运动,落地点为;紧贴光滑的斜面运动,落地点为,和对应的坐标分别为和,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 落在点时恰好落在点 B. 先到达点
C. D.
如图,倾角的斜面体放在水平面上,斜面为边长为的正方形,在斜面左上角点沿方向水平抛出一个小球,小球做平抛运动,结果恰好落在斜面体的右下角点。不计空气阻力,重力加速度为,则小球水平抛出的初速度大小为( )
A. B. C. D.
如图所示,某同学在研究运动的合成时,左手推动刻度尺紧贴竖直黑板向上做初速度为零的匀加速运动,同时右手沿刻度尺向右匀速移动笔尖画线,运动过程中刻度尺保持水平.关于笔尖的运动,下列说法正确的是
A. 笔尖做匀变速直线运动 B. 笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小
C. 笔尖在任意两个连续相等时间内的位移相同 D. 笔尖在任意两个相等时间内的速度变化量相同
如图所示的实验叫做“吹球实验”:光滑水平桌面上固定一个圆筒,圆筒与桌边垂直,圆筒直径稍大于乒乓球直径,不计圆筒壁的厚度。乒乓球从斜面上滚落到水平桌面上后的速度方向与桌边平行,参加实验的同学就趴在桌面上正对乒乓球吹气,保证气流对乒乓球的作用力总是与桌边垂直且指向圆筒。关于乒乓球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球会沿抛物线被吹入管内 B. 乒乓球会沿圆弧被吹入管内
C. 乒乓球会沿折线被吹入管内 D. 乒乓球肯定不会被吹入管内
在运动的合成和分解的实验中,红蜡块在长的竖直放置的玻璃管中,在竖直方向能做匀速直线运动。现在某同学拿着玻璃管在水平方向上做匀加速直线运动,并每隔画出蜡块运动所到达的位置,描出轨迹,如图所示,若取轨迹上点作该曲线的切线图中虚线交轴于点,则的坐标为( )
A. B. C. D. 无法确定
如图所示,将一篮球从地面上方点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上点,不计空气阻力,若抛射点向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中点,则可行的是( )
A. 增大抛射速度,同时增大抛射角 B. 增大抛射速度,同时减小抛射角
C. 减小抛射速度,同时增大抛射角 D. 减小抛射速度,同时减小抛射角
如图所示,质量为的小球放在光滑水平面上的点,现给小球一个水平初速度,同时对小球施加一个垂直于初速度的水平恒力,小球运动后到达点,测得,间的距离为,、连线与初速度的夹角为,,,则初速度的大小和恒力的大小分别为
A. , B. , C. , D. ,
如图所示,、两物体以相同的水平速度从坐标系原点沿轴正方向被抛出,在竖直平面内运动,落地点为;紧贴光滑的斜面运动,落地点为,和对应的坐标分别为和,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 落在点时恰好落在点 B. 先到达点
C. D.
北京冬奥会上,某跳台滑雪运动员每次起跳时速度大小相等、方向水平,起跳后身体与滑板平行,最终落在斜坡上,如图所示.风对人和滑板的作用力垂直于滑板,逆风时较大,无风时较小,可以认为运动过程中滑板保持水平.则
A. 逆风时运动员落点比无风时近 B. 逆风时运动员飞行时间比无风时短
C. 逆风和无风时,运动员到达落点的速度大小相同 D. 逆风和无风时,运动员到达落点的速度方向不同
如图所示,热气球静止于距水平地面的高处,现将质量为的小球以相对地面的速度水平投出。已知投出小球后热气球的总质量为,所受浮力不变,重力加速度为,不计阻力,以下判断正确的是( )
A. 投出小球后气球所受合力大小为
B. 小球落地时热气球的速度大小为
C. 小球在落地之前,小球和热气球速度始终大小相等方向相反
D. 小球落地时二者的水平距离为
二、计算题(本大题共3小题,共40.0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。
如图所示,某滑板爱好者在距地面高度的平台上滑行,水平离开点后落在水平地面的点,其水平位移。由于着地时存在能量损失,着地后速度变为,并以此为初速度沿水平地面滑行后停止。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小;
人与滑板离开平台时的水平初速度。
如图所示,将质量为的小球从倾角为的光滑斜面上点以速度水平抛出即,小球运动到点,已知点的高度,求:
小球到达点时用的时间是多少?
小球到达点时的速度大小是多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
小球做平抛运动,小球做类平抛运动,根据牛顿第二定律求出在斜面上的加速度,结合下落的高度和沿斜面下落的位移,求出运动的时间,进行比较.通过初速度和运动的时间比较沿轴方向上的位移。
解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法,通过水平方向和沿斜面向下方向的规律进行分析求解。
【解答】
对于球,运动的时间为:,,
对于球,,根据,解得:,
可知,,.
沿轴方向上的位移为:,知故ABC错误,D正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道类平抛运动在沿方向和沿斜面体向下方向的运动规律,结合运动学公式灵活求解,根据沿斜面体向下方向求出平抛运动的时间,结合沿方向和时间求出小球的初速度。
【解答】
小球从点开始做类平抛运动到点,则,,解得,故A正确BCD错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查运动的合成和分解,笔尖参加了两个分运动,竖直方向水平向右匀加速直线移动,水平方向向上做匀速直线运动,将分运动的速度合成可以得到合运动速度大小和方向的变化规律,进一步判断轨迹.
【解答】
A.根据题意可知,笔尖做类平抛运动,加速度恒定,是匀变速曲线运动,故A错误;
B.由于竖直分速度逐渐增加,水平分速度不变,根据平行四边形定则,笔尖的合速度方向与水平方向夹角逐渐变大,故B错误;
C. 笔尖做类平抛运动,在单位时间内的位移逐渐变大,故C错误;
D. 笔尖的加速度不变,则在单位时间内的速度变化量也不变,故D正确;
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查类平抛运动,解决本题的关键在于根据运动的合成分析运动的类型,从而进行判断。
【解答】
因为到达桌面后的速度方向是与桌边平行,且桌面光滑,故这个方向始终是匀速运动。人吹球时的作用力垂直于球刚到桌面时的速度方向,所以小球将做类平抛运动,故轨迹是抛物线,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由于点是与纵坐标的交点,因此其轴的坐标为零,然后根据类平抛运动的规律以及推论可正确求出点在轴上的坐标。
类平抛运动的规律以及推论的应用是高考考查的热点,平时要注意加强理解和应用。
【解答】
点的横坐标为。
点的切线方向为速度的方向,根据类平抛运动的推论,可知,
点切线与轴的交点表示的位移大小等于点在轴方向上位移的一半,
故A点轴坐标为。即 ,故B正确,、、D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
据题篮球垂直打到篮板上,其逆运动是平抛运动,根据运动的分解,得出抛出速度与抛射角的关系,再进行分析。
本题考查平抛运动的应用,采用了逆向思维,降低了解决问题的难度,若仍沿题意角度思考,解题很烦同时容易出错。
【解答】
据题可知篮球的逆运动是平抛运动,根据平抛运动的规律知,当从同一高度平抛运动时水平速度越大时,抛出后落地速度越大,与水平面的夹角则越小,若水平速度减小,则落地速度变小,但与水平面的夹角变大,因此只有增大抛射角,同时减小抛射速度,才能仍垂直打到篮板上,故C正确,ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
通过分析小球的运动情况可知,小球在水平方向做匀速运动,在竖直方向上做匀加速运动,因此可以采用类平抛的处理方式解答。
本题主要考察类平抛运动的基本规律,把运动情况进行分解之后分别列式即可求解。
【解答】
由分析可知小球做类平抛运动,运动的加速度,小球沿初速度方向的位移,沿拉力方向的位移,又因为,,所以联立可解得,,故ABD错误,故C正确。
故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
小球做平抛运动,小球做类平抛运动,根据牛顿第二定律求出在斜面上的加速度,结合下落的高度和沿斜面下落的位移,求出运动的时间,进行比较.通过初速度和运动的时间比较沿轴方向上的位移。
解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法,通过水平方向和沿斜面向下方向的规律进行分析求解。
【解答】
对于球,运动的时间为:,,
对于球,,根据,解得:,
可知,,.
沿轴方向上的位移为:,知故ABC错误,D正确。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查类平抛运动与斜面结合问题,运用水平方向匀速,竖直方向做初速度为的匀加速规律即可求解。
【解答】
、水平方向,,
竖直方向,
逆风时与无风时比,运动员受较大,加速度小,故若下落相同高度,需时间较长,故下落的水平位移增加,落点比无风时远,故AB错误;
、设斜坡倾角为,
,,相同,则相同,落到斜面上的速度大小相同,故运动员到达落点的速度大小相同,方向相同,故C正确,D错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
抛出物资的瞬间,对小球和热气球,水平方向动量守恒,故热气球水平方向做匀速直线运动,由题意竖直方向做匀加速直线运动,合力不变,故投出小球后热气球类平抛运动,而小球做平抛运动,根据平抛运动的规律求出小球的落地时间,再根据匀变速直线运动的规律求出热气球的竖直速度,利用速度合成规律求出热气球的速度。根据平抛运动知识,分别求出二者的水平位移,即可求落地时物资与热气球的水平距离。
本题考查了动量守恒定律、平抛及类平抛的知识,注意抛出小球瞬间,小球和热气球水平方向动量守恒,是解决本题的关键。
【解答】
A.热气球从开始携带小球时处于静止状态,所以所受合外力为零,由于投出小球后所受浮力不变,则热气球所受合外力为,A错误;
B.热气球从开始携带小球时处于静止状态,所以所受合外力为零,初动量为零,水平投出重力为的小球瞬间,满足动量守恒定律 ,由上式可知热气球获得水平向左的速度,小球落地所需时间为,解得,热气球竖直方向上加速度为 ,解得,小球落地时,热气球竖直方向上的速度为,根据矢量法则,解得,B正确;
C.热气球所受合外力为,竖直向上,所以热气球做匀加速曲线运动,加速度为,而小球体积比较小又不计阻力则小球的加速度为,故小球和热气球速度不会始终大小相等方向相反,C错误;
D.热气球和小球在水平方向做匀速直线运动,,则二者的水平距离为 ,解得,D错误。
11.【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;
12.【答案】解:在从到的过程中,
根据,有,
因此,受到的平均阻力大小
从到,人与滑板做平抛运动,
则该过程经历的时间,
人与滑板离开平台时的水平初速度。
【解析】见答案
13.【答案】解:小球从点抛出后在斜面上做类平抛运动,
由牛顿第二定律得: , 得:,
小球沿水平方向做匀速直线运动,有: ,
小球在沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动,有: ,,
小球到达点时的速度大小为: ,
联立以上各式得: , 。
【解析】解决本题的关键掌握运动的合成和分解,知道分运动和合运动具有等时性,采用的方法与平抛运动类似。
小球所受的合力沿斜面向下,做类平抛运动,将小球的运动分解到沿斜面向下方向和平行于斜面底端方向,在平行斜面底端方向上做匀速直线运动,在沿斜面向下方向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度,由长度求出时间,并由速度公式求出沿斜面向下方向上的速度,根据平行四边形定则求出点的速度。
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