5.2 平抛运动 同步练习Word版含解析

课时提升作业 二
平抛运动
(40分钟　100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分)
1.重力加速度已知,决定平抛物体落地点与抛出点间水平距离的因素是(　　)
A.初速度
B.抛出时物体的高度
C.抛出时物体的高度和初速度
D.物体的质量和初速度
【解析】选C。物体做平抛运动,水平方向上:x=v0t;竖直方向上:h=gt2;由以上两式可以求得x=v0,所以落地点与抛出点间水平距离与抛出时物体的高度和初速度有关。
2.做斜上抛运动的物体,下列说法正确的是　(　　)
A.速度不断减小
B.加速度不变
C.经过最高点时,瞬时速度为零
D.初速度越大,所能达到的最大高度一定越大
【解析】选B。斜上抛抛出的物体的速度先减小后增大,A错;任何做抛体运动的物体的加速度都是自由落体加速度g,B对;斜上抛抛出的物体经过最高点时,竖直速度瞬时为零,水平速度不为零,C错;做斜上抛运动的物体所能达到的最大高度不只与初速度大小有关,还与初速度的方向有关,D错。
3.(多选)如图所示,一物体从距水平地面一定高度处,沿水平方向飞出。除重力外,物体还受到与初速度同向的恒力作用。不计空气阻力,下列对物体运动情况的描述,正确的是　(　　)
A.在竖直方向上,物体做匀速直线运动
B.在竖直方向上,物体做自由落体运动
C.在水平方向上,物体做匀加速直线运动
D.在水平方向上,物体做匀速直线运动
【解题指南】求解该题要注意以下三个方面:
(1)分运动具有独立性,它们之间互不影响。
(2)物体做自由落体运动的条件是竖直方向上初速度为零且只受重力。
(3)物体在某方向上做匀加速运动的条件是受力恒定且与速度方向相同。
【解析】选B、C。竖直方向初速度为零,只受重力作用,做自由落体运动,故A错误,B正确;物体水平方向受恒力作用,且所受恒力与速度方向相同,所以水平方向做匀加速直线运动,故C正确,D错误。
4. (2016·江苏高考)有A、B两小球,B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向抛出,不计空气阻力。图中①为A的运动轨迹,则B的运动轨迹
是　(　　)
A.①　　　B.②　　　C.③　　　D.④
【解题指南】抛体运动的处理方法是利用运动的合成和分解思想。即沿重力方向分解和垂直重力方向分解。
【解析】选A。斜抛运动是做匀加速曲线运动,其加速度都为重力加速度,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做竖直上抛运动,两球初速度相同,所以运动轨迹相同,与质量大小无关。
5.物体做平抛运动,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ随时间t变化的图象是图中的　(　　)
【解题指南】解答本题的关键是先求出速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ随时间t变化的关系式。
【解析】选B。由平抛运动的规律可得tanθ==t,因为为定值,则tanθ与t成正比。
6.(2017·吉林高一检测)如图,窗子上、下沿间的高度H=1.6m,墙的厚度d=0.4m,某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿高h=0.2m处的P点,将可视为质点的小物体以速度v垂直于墙壁水平抛出,小物体直接穿过窗口并落在水平地面上,g取10m/s2,则v的取值范围是　(　　)
4120
A.v>7m/s　　　　　　　 B.v>2.3m/s
C.3m/s【解析】选C。小物体做平抛运动,恰好擦着窗口上沿右侧穿过时v最大。此时有L=vmaxt,h=gt2;代入数值解得vmax=7m/s;恰好擦着窗口下沿左侧穿过时速度v最小,则有L+d=vmint′,H+h=gt′2,解得vmin=3m/s,故v的取值范围是3m/s7.(2017·中山高一检测)刀削面是西北人喜欢的面食之一,因其风味独特,驰名中外。刀削面全凭刀削,因此得名。如图所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片儿便飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m,最近的水平距离为0.5m,锅的半径为0.5m。要想使削出的面片儿落入锅中,则面片儿的水平速度不符合条件的是(g取10m/s2)　(　　)
A.1.5m/s　 B.2.5m/s　 C.3.5m/s　 D.4.5m/s
【解析】选D。由h=gt2得t=0.4s,v1==1.25m/s,v2==3.75m/s,所以1.25m/s8.(多选)(2017·南岸区高一检测)在2016年的夏季奥运会上,中国女排在困境中凭借精湛技术、顽强毅力和团结拼搏的精神战胜对手夺得冠军。在近网扣球中,排球的运动可视为平抛运动,若扣球点离地面的高度为h,排球的初速度为v0,重力加速度为g,则该排球在平抛运动的过程中　(　　)
A.飞行的时间为
B.飞行的时间为
C.飞行的水平位移为v0
D.飞行的水平位移为v0
【解析】选A、C。排球做平抛运动时,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,两者时间相等。排球做自由落体运动的时间为t,则有h=gt2,解得t=,A正确,B错误;排球飞行的水平位移x=v0t=v0,C正确,D错误。
二、计算题(本题共2小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
9.(22分)从高为H=80m的楼顶以某水平速度抛出一个石块,落地点距楼的水平距离为120m,(g取10m/s2)求:
(1)石块的初速度大小。
(2)石块着地时的速度v。
【解析】(1)石块的运动时间t==s=4s
石块的初速度v0==m/s=30m/s
(2)石块着地时竖直方向的速度vy=gt=40m/s
石块着地时的速度大小v==50m/s
着地时的速度与水平方向的夹角满足tanθ==,则θ=53°。
答案:(1)30m/s
(2)50m/s,速度方向与水平方向的夹角为53°
10.(22分)(2017·威海高一检测)小明将铅球以初速度v0水平抛出,铅球落地时的速度方向与水平方向成θ角,如图所示。不计空气阻力,重力加速度为g。求:　 4121
(1)铅球的抛出点离地面的高度。
(2)铅球的水平位移。
【解析】(1)根据几何关系,tanθ=
解得vy=v0tanθ
由t==
则抛出点离地面的高度h=gt2=
(2)水平位移x=v0t=
答案:(1)　(2)
【能力挑战区】
1.(多选)如图所示,固定斜面PO、QO与水平面MN的夹角均为45°,现由A点分别以v1、v2先后沿水平方向抛出两个小球(可视为质点),不计空气阻力,其中以v1抛出的小球恰能垂直于QO落于C点,飞行时间为t,以v2抛出的小球落在PO斜面上的B点,且B、C在同一水平面上,则 4122(　　)
A.落于B点的小球飞行时间为t
B.v2=gt
C.落于C点的小球的水平位移为gt2
D.A点距水平面MN的高度为gt2
【解析】选A、C、D。落于C点的小球强调了速度垂直QO,则分解速度,如图,则v1=gt,水平位移x=v1t=gt2,故C正确。落于B点的小球强调了落点位置,则分解位移,其中BC在同一平面,故飞行时间都为t,有:tan45°==,所以v2=,故A正确,B错误。设C点距地面为h,由几何关系知x=2h+v2t,所以h=gt2,故A点距水平面高度H=h+gt2=gt2,故D正确。
2.如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:　 4123
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(3)若斜面顶端高H=19.2m,且小球离开平台后刚好落在斜面底端,那么小球离开平台时的速度多大?
【解题指南】(1)“刚好沿斜面下滑”表明小球此时的速度方向恰好与斜面平行,即速度与水平方向夹角为53°。
(2)“恰好落到斜面底端”表明小球此时的水平位移、竖直位移是确定的。
【解析】(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,如图所示。
所以vy=v0tan53°,=2gh
代入数据,得vy=4m/s,v0=3m/s
(2)由vy=gt1得t1=0.4s
s=v0t1=3×0.4m=1.2m
(3)设小球离开平台后落在斜面底端的时间是t2,落点到平台的水平距离为x。
则x=s+Htan37°=15.6m,
H+h=g,x=v′0t2,
代入数据求得v′0=7.8m/s
答案:(1)3m/s　(2)1.2m　(3)7.8m/s