2019-2020学年鲁科版（2019）必修第二册 2.3科学探究：平抛运动的特点 达标作业（解析版)

2.3科学探究：平抛运动的特点
达标作业（解析版)
1．水平抛出的小球，某时刻的速度方向与水平方向的夹角为，再过秒速度方向与水平方向的夹角为，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，在水平放置的圆柱体轴线的正上方的P点，将一个小球以水平速度v0垂直圆柱体的轴线抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ，那么小球完成这段飞行的时间是（ ）
A． B． C． D．
3．为研究平抛物体的运动，可做如图所示的实验．用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动．在不同高度多次重复该实验，两球总是同时落到地面．该实验（ ）
A．只能说明水平方向的分运动是匀速直线运动
B．只能说明竖直方向的分运动是自由落体运动
C．不能说明A、B选项中的任何一条规律
D．能同时说明A、B选项中的两条规律
4．以速度v0水平抛出一小球，如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是（ ）
A．此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小
B．此时小球的速度大小为
C．小球的运动时间为v0/g
D．此时小球速度的方向与位移的方向相同
5．从离地面h高处投出A，B，C三个小球，A球自由下落，B球以速度v水平抛出，C球以速度2v水平抛出，则它们落地时间tA，tB，tC的关系是(　　)
A．tA＜tB＜tC B．tA＞tB＞tC
C．tA＜tB＝tC D．tA＝tB＝tC
6．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．
7．以初速度水平抛出一个物体，不计空气阻力，经过时间t速度的大小为，经过时间2t，速度大小的正确表达式应该是
A． B． C． D．
8．如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则
A．a的飞行时间比b的长
B．b和c的飞行时间相同
C．a的水平速度比b的小
D．b的初速度比c的大
9．一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示，则质点的速度（ ）
A．若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速
B．若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速
C．若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速
D．若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速
10．以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的( )
A．竖直分速度等于水平分速度
B．瞬时速度的大小为
C．运动时间为
D．运动的位移是
11．如图所示，一个小球从高h＝10m处以水平速度v0＝10m/s抛出，撞在倾角θ＝45°的斜面上的P点，已知AC＝5m，求：
(1)P、C之间的距离；
(2)小球撞击P点时速度的大小和方向．
12．如图中是一小球做平抛运动时被拍下的频闪照片的一部分，背景标尺每小格表示 5cm。g=10 m/s2。由这张照片可得：
（1）闪光周期为多大？
（2）小球做平抛运动的初速度多大?
（3）试在图中画出第四次拍照时小球的位置。
13．如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α．一小球以速度从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽．小球从P到A的运动时间为____________；直线PA与竖直方向的夹角β=_________．
14．如图，一带有乒乓球发射机的乒乓球台，发射机安装于台面左侧边缘且可沿边缘移动，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h．水平台面的长和宽分别为L1和L2 ， 中间球网高度为h．不计空气阻力，重力加速度为g．乒乓球能过网的最小发射速率v0min=________，乒乓球落到球网右侧台面上的最大发射速率v0max=________．
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
设小球初速度的大小为，速度方向与水平方向的夹角为和时的运动时间分别为和，根据题意有：
，；
又
，
联立各式，可解得
，
D正确，ABC错误。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
根据几何关系可知：水平速度与末速度的夹角为，则有：
解得：
根据得运动的时间为：
故选B。
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，掌握运动学公式，并能灵活运用．
3．B
【解析】
【详解】
在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，不能说明水平方向上的运动规律，故B正确，ACD错误．
故选B．
点睛：本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上的运动规律．
4．B
【解析】
【详解】
A．竖直方向
水平方向
x=vt
可见
A错；
B．合速度为v0，B对；
C．运动时间为，C错；
D．运动的位移与水平方向成a角，速度与水平方向夹角为θ且成，D错；
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
平抛运动运动在竖直方向上是自由落体运动，根据公式h=gt2，平抛运动的高度决定时间．
三球的高度相同，所以时间相等．即tC=tB=tA，故选D．
6．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。
7．CD
【解析】
【详解】
平抛运动竖直方向做自由落体运动，则，所以经过时间2t时竖直方向速度为：
水平方向做匀速运动，速度不变，所以
根据，解得
所以
故选CD．
8．BD
【解析】
【详解】
AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间．故A错误,B正确；
C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；
D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度．故D正确．
【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，知道平抛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．BD
【解析】
【详解】
AB、若x方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，则y方向的高度先增加的越来越慢，说明竖直速度在减小，后来y方向的高度后增加的越来越快，说明竖直速度增大，所以物体速度先减小后增大，故B正确，A错误；
CD、若y方向始终匀速，经过相同的时间竖直间距相同，则x方向的水平距离先增加的越来越快，说明水平速度在增大，后来x方向的水平间距后增加的越来越慢，说明水平速度减小，所以物体速度先增大后减小，故D正确，C错误；
故选BD．
10．BC
【解析】
【详解】
ABC．根据平抛运动规律和题意可得：
解得：
则竖直分速度：
即竖直分速度与水平分速度不相等，则瞬时速度大小为：
故B、C正确，A错误；
D．水平位移为：
根据平行四边形定则知，运动的位移：
故D错误；
故选BC。
11．（1） （2） ，垂直斜面向下
【解析】
（1）设P、C之间的距离为L，根据平抛运动规律，5+Lcos45°= v0t
h- Lsin45°=gt2，
联立解得L=5m，t=1s．
（2）小球撞击P点时的水平速度v∥= v0=10m/s，
竖直速度vy=gt=10m/s．
小球撞击P点时速度的大小为v==10m/s，
设小球的速度方向与水平方向的夹角为α，则tanα==1，α=45°，方向垂直于斜面向下．
所以小球垂直于斜面向下撞击P点．
12．（1）0.1s（2）1.5m/s（3）图见解析。
【解析】
【详解】
（1）竖直方向，根据解得
（2）小球做平抛运动的初速度
（3）小球在连续相等时间内的竖直位移之比为1:3:5，则第四次拍照时的位移如图；
13．；
【解析】
【详解】
[1][2]．根据题意，小球从P点抛出后做平抛运动，小球运动到A点时将速度分解，有
则小球运动到A点的时间为：
从P点到A点的位移关系有：
所以PA与竖直方向的夹角为：
．
【 考点定位】平抛运动
【方法技巧】
先分解小球到达A点的速度，通过计算小球运动到A点的时间，再分解平抛运动位移，根据，找出角度关系．
14．； ；
【解析】
【分析】
当乒乓球垂直底边水平射出，刚好过网时速率最小，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出最小初速度．当乒乓球水平位移最大时，速率最大，根据几何关系求出最大水平位移，结合高度求出平抛运动的时间，从而求出最大的发射速率．
【详解】
当乒乓球垂直底边水平射出，刚好过网时速率最小，根据3h?h＝gt12得：t1＝，则乒乓球过网的最小速率为：v0min=．当乒乓球水平位移最大时，速率最大，根据3h=gt22得：t2＝，乒乓球的最大水平位移为：xm＝，则最大发射速率为：v0max= ．
【点睛】
本题考查了平抛运动的临界问题，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．