2019-2020学年高中物理新课标版必修2:5.2平抛运动 达标作业(解析版)

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名称 2019-2020学年高中物理新课标版必修2:5.2平抛运动 达标作业(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-02-08 00:12:42

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文档简介

2019-2020学年高中物理新课标版必修2:5.2平抛运动
达标作业(解析版)
1.如图所示,AB为一固定斜面,一物体自斜面的顶端以某一速度v1沿水平方向抛出后落在斜面上,物体与斜面接触时的速度方向与斜面的夹角为θ1.另一物体也自斜面的顶端以另一速度v2(v1<v2)沿水平方向抛出后也落在斜面上,该物体与斜面接触时的速度方向与斜面的夹角为2.空气阻力不计,则关于1与2之间的大小关系,下列正确的为(  )
A. B. C. D.
2.如图所示,将一篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A点,不计空气阻力。若抛射点B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A点,则可行的是(  )
A.增大抛射速度v,同时减小抛射角
B.减小抛射速度v,同时减小抛射角
C.增大抛射角,同时减小抛出速度v
D.增大抛射角,同时增大抛出速度v
3.如图所示,A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出,A在竖直平面内运动,落地点为P1;B沿光滑斜面运动,落地点为P2,P1和P2在同一水平面上,不计阻力,则下列说法正确的是( )
A.A、B的运动时间相同
B.A、B沿x轴方向的位移相同
C.A、B运动过程中的加速度大小相同
D.A、B落地时速度大小相同
4.从倾角为30°、长度为L的固定斜面顶端,将一小球以某一初速度水平抛出,小球恰好落到斜面底端。重力加速度大小为g,空气阻力不计。下列说法正确的是
A.小球被抛出时的初速度大小为
B.小球抛出后经时间,与斜面间的距离最大
C.小球落到斜面底端前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为60°
D.小球落到斜面底端前瞬间的动能是被抛出时动能的倍
5.如图所示,将小球以速度v沿与水平方向成角斜向上抛出,结果球刚好能垂直打在竖直墙面上,球反弹的瞬间速度方向水平,且速度大小为碰撞前瞬间速度大小的,已知,,空气阻力不计,则当反弹后小球的速度大小再次为v时,速度与水平方向夹角的正切值为( )
A. B. C. D.
6.从空间某点以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球,不计空气阻力。则它们的动能增大到初动能的2倍时的位置处于
A.同一直线上 B.同一圆上
C.同一椭圆上 D.同一抛物线上
7.消防队员进行灭火学习,着火点在大楼离地面高h处,消防队员站在地面上,用高压水枪向上喷水,水射到墙面时,刚好与墙面垂直.若水从水枪口喷出时的速度大小为v,消防队员离墙的距离为x,不计空气阻力,则下列图像中v与x的关系正确的是
A. B.
C. D.
8.如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为 ( )
A. B. C. D.
9.如图所示,一小球从半径为R的固定半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,关于小球的运动,以下说法正确的是(  )
A.小球自抛出至B点的水平射程为
B.抛出点与B点的距离为2R
C.小球抛出时的初速度为
D.小球自抛出至B点的过程中速度变化量为
10.如图甲所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向,紧贴斜面PQ无摩擦滑下,下图为物体沿x方向和y方向运动的位移-时间图象及速度-时间图象,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,一小球从平台上抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面并下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,重力加速度g=10 m/s2,(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(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=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到 达斜面底端.
12.如图甲所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从A点水平飞出,落到斜坡上的B点,AB两点间的竖直高度h(45m,斜坡与水平面的夹角((,不计空气阻力,取sin(0.6,cos(0.8,g(10m/s2,求
(1)运动员水平飞出时初速度v0的大小;
(2)运动员落到B点时瞬时速度v1的大小和方向;
(3)设运动员从A点以不同的水平速度v0飞出,落到斜坡上时速度大小为v,请通过计算确定v与v0的关系式,并在图乙中画出v-v0的关系图像。
13.如图所示是乒乓球发射器示意图,发射口距桌面高度为0.45 m,假定乒乓球水平射出,落在桌面上与发射口水平距离为2.4 m的P点,飞行过程中未触网,不计空气阻力,g取10 m/s2,则球从发射口到桌面的时间为______s.球从发射口射出的速率为______ m/s
14.从某一高度将石子以1m/s的初速度沿水平方向抛出,经2s石子落至水平地面。忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2,则石子在运动过程中下落的高度为_____m,石子在运动过程中的水平位移为______m。
15.如图所示,斜面高5m,倾角,在斜面的顶点A以速度v0水平抛出一小球,小球刚好落于斜面底部B点,不计空气阻力g取10m/s2,则小球抛出的速度v0=_____m/s,小球从抛出到离斜面最远的时间为t=______s。
参考答案
1.A
【解析】
【详解】
设斜面的倾角为,物体落在斜面上,速度与水平方向的夹角为,有
因为小球落在斜面上位移与水平方向的夹角相同,则速度与水平方向的夹角相同,物体速度方向与斜面的夹角为,知.
A.,与结论相符,选项A正确;
B.,与结论不相符,选项B错误;
C.,与结论不相符,选项C错误;
D.,与结论不相符,选项D错误;
故选A.
2.C
【解析】
【详解】
由于篮球垂直击中A点,其逆过程是平抛运动,抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,由于平抛运动的高度不变,运动时间不变,水平位移减小,初速度减小。
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,同时减小抛出速度,才能仍垂直打到篮板上。C正确,A、B、D错误。
3.D
【解析】
对于A球,根据h=gta2得:ta=;对于B球,设斜面坡角为θ,在沿斜面向下方向上有:;解得:,可知tb>ta.故A错误.在x轴方向上,有x=v0t,知b沿x轴的位移大于a沿x轴的位移.故B错误.根据动能定理得,因为只有重力做功,且重力做功和初动能相等,则末动能相等,所以a、b落地时的速度大小相等,速度方向显然不平行(不共面).故C D正确.故选CD.
点睛: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.对于D选项,也可以通过动能定理进行分析.
4.B
【解析】
【详解】
A.由平抛运动公式可知
可得速度大小为,A错误;
B.当小球的速度方向和斜面平行时,小球距离斜面最远,此时小球合速度的方向和竖直方向的速度的夹角为30°,则有
可得,B正确;
C.小球落到斜面底端前瞬间,根据速度夹角的正切值等于位移夹角正切值得2倍,可知
则小球落到斜面底端前瞬间的速度方向与水平方向的夹角不为60°,C错误;
D.小球落到斜面底端的竖直方向速度为
小球落到斜面底端的动能为
小球开始的动能为
D错误。
故选B。
5.B
【解析】
采用逆向思维,小球做斜抛运动看成是平抛运动的逆运动,将抛出速度沿水平和竖直方向分解,有:vx=vcosθ=v?cos37°=0.8v,vY=v?sin37°=0.6V 球撞墙前瞬间的速度等于0.8v,反弹速度大小为:;反弹后小球做平抛运动,当小球的速度大小再次为v时,竖直速度为:速度方向与水平方向的正切值为:,故B正确,ACD错误;故选B.
6.A
【解析】
【详解】
动能增大到射出时的2倍,根据公式,速度增加为初速度的倍;
速度偏转角度余弦为:

故速度偏转角度为45°,故:
vy=v0tan45°=v
故运动时间为:

根据平抛运动的分位移公式,有:
x=v0t ②

联立①②③解得:
在同一直线上。
A. 同一直线上。与上述结论相符,故A正确;
B. 同一圆上。与上述结论不符,故B错误;
C. 同一椭圆上。与上述结论不符,故C错误;
D. 同一抛物线上。与上述结论不符,故D错误。
故选:A
7.D
【解析】
【详解】
由题意可知
vy2=2gh
vx=
h=
解得
v2=vx2 +vy2=x2+2gh。
A.该图与结论不相符,选项A错误;
B.该图与结论不相符,选项B错误;
C.该图与结论不相符,选项C错误;
D.该图与结论相符,选项D正确;
故选D。
8.A
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,抓住两球的水平位移不变,结合初速度的变化得出两球从抛出到相遇经过的时间。
【详解】
两球同时抛出,竖直方向上做自由落体运动,相等时间内下降的高度相同,始终在同一水平面上,根据可知,当两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为,故A正确,BCD错误。
故选A。
【点睛】
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,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。
9.ACD
【解析】
A、由几何知识可得,小球自抛出至B点的水平射程为,故A正确;
B、小球飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,经过B点时速度与水平方向的夹角为,则,设位移与水平方向的夹角为,则:,可得竖直位移.
故抛出点与B点的距离,故B错误;.
C、根据得,,由,解得,故C正确;
D、速度变化量,故D正确;
点睛:由几何知识求解水平射程.根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍,求出竖直方向上的位移,从而求出竖直方向上的分速度,根据速度方向求出平抛运动的初速度.速度变化量由求解。
10.AD
【解析】
试题分析:设斜面的倾角为α,则水平抛出的物体在抵达斜面之前其水平向做匀速直线运动,故其水平速度vx=v0,而抵达斜面后物体的加速度a=gsinθ,故水平向速度vx=v0+(gsinθcosθ)t,即在水平方向做匀加速运动.故B错误.在抵达斜面之前物体在水平方向的位移x0=v0t0,而抵达斜面后物体在水平方向的位移x=x0+v0△t+gsinθcosθ△t2,故A正确.在物体抵达斜面之前,物体在竖直方向做自由落体运动,故竖直方向的速度vy=gt,抵达斜面后物体在竖直方向的加速度ay=gsinθsinθ=g(sinθ)2,故vy=gt0+g(sinθ)2t,故D正确.在抵达斜面前物体在竖直方向的位移y=gt2,抵达斜面后y=gt02+gt0△t+g(sinθ)2(△t)2,故C错误.故选AD.
考点:平抛运动
【名师点睛】本题是图象类题目中最难的,也是近年高考的热点和难点,但此类题目解决途径是根据运动情况写出因变量随自变量的表达式,然后根据数学知识进行判断,即可顺利解出.
11.(1)3 m/s (2)1.2 m (3)1.4 s
【解析】
(1)由于刚好沿斜面下滑 vy2=2gh
解得v0=3m/s
(2)h=gt12 s=v0t1
联立解得:s=1.2m t1=0.4s
(3)



联立解得:t2=1s
t总=t1+t2=1.4s
点睛:本题考查了牛顿第二定律和平抛运动的综合,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解。
12.(1)20m/s(2),(3),
【解析】
【详解】
(1)A到B竖直方向,由得
水平方向
则有
(2)竖直方向
所以
与水平方向夹角正切
(3)竖直方向位移,水平方向位移,则有
解得
则有
根据平行四边形定则得
作图如图
13. 0.3 s 8 m/s
【解析】乒乓球水平射出后做平抛运动,其加速度等于重力加速度g,始终保持不变,由h=gt2,得;由x=v0t,解得
点睛: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,抓住等时性进行分析求解.
14.20 2
【解析】
【详解】
[1].石子在竖直方向做自由落体运动,则运动过程中下落的高度为

[2].石子水平方向做匀速运动,则在运动过程中的水平位移为

15. 0.5
【解析】
【详解】
[1]小球落到点,下落高度为,则由题意有,小球在竖直方向上则有
可得,
小球在水平方向上则有

所以小球平抛运动的初速度

[2]将小球的运动分解为沿斜面和垂直于斜面两个分运动,当垂直斜面方向速度降为零时,小球的速度方向沿斜面平行,此时小球与斜面的距离达最大,因此由已知小球经过时间后落在点,则有

而当小球从点到距离斜面最远处所经历的时间,则有

解得