2019-2020学年高中物理沪科版必修2：1.2研究平抛运动的规律 课时作业1（含解析）

1.2研究平抛运动的规律
课时作业（含解析)
1．斜面上有P、R、S、T四个点，如图所示，PT=TS=SR，从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体，物体落于T点，若从Q点以速度2v水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的(　　)
A．S与R间的某一点
B．S点
C．T与S间某一点
D．T点
2．如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是
A．将竖直向上做匀速运动
B．将处于失重状态
C．将处于超重状态
D．将竖直向上先加速后减速
3．物体A做平抛运动，以抛出点O为坐标原点，以初速度v0的方向为x轴的正方向、竖直向下的方向为y轴的正方向，建立平面直角坐标系。如图所示，两束光分别沿着与坐标轴平行的方向照射物体A，在坐标轴上留下两个“影子”，则两个“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物体在x、y两个方向上的运动。若从物体自O点抛出时开始计时，下列图像中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．某小船在河宽为d，水速恒定为v的河中渡河，第一次用最短时间从渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v1，所用时间为t1；第二次用最短航程渡河从同一渡口向对岸开去，此时小船在静水中航行的速度为v2，所用时间为t2，结果两次恰好抵达对岸的同一地点，则
A．第一次所用时间t1=
B．第二次所用时间t2=
C．两次渡河的位移大小为
D．两次渡河所用时间之比
5．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，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8
m，最近的水平距离为0.5
m，锅的半径为0.5
m．要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度不符合条件的是(g取10
m/s2)(　　)
A．1.5m/s
B．2.5m/s
C．3.5m/s
D．4.5m/s
6．如图所示，一根长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2．则v1、v2的关系是(　　
)
A．v1＝v2
B．v1＝v2cos
θ
C．v1＝v2tanθ
D．v1＝v2sinθ
7．如图所示，某人由A点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，小船在静水中的速度恒定，则（　　）
A．小船能到达对岸的位置是正对岸的B点
B．小船能到达对岸的位置是正对岸的B点的左侧
C．水流加快，过河的时间将变短
D．小船到达对岸的时间与水流速无关
8．如图所示，将一小球以10
m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10
m/s2，则（　　）
A．小球抛出点离地面的高度5m
B．小球抛出点离地面的高度10m
C．小球飞行的水平距离10m
D．小球飞行的位移为125m
9．2018年世界排球锦标赛上，中国女排姑娘们的顽强拼搏精神与完美配合给人留下了深刻的印象。某次比赛中，球员甲接队友的一个传球，在网前L＝3.60
m处起跳，在离地面高H＝3.20
m处将球以v0＝12
m/s的速度正对球网水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立和起跳拦网高度分别为h1＝2.50
m和h2＝2.95
m，g取10
m/s2.下列情景中，球员乙可能拦网成功的是（　　）
A．乙在网前直立不动
B．乙在甲击球时同时起跳离地
C．乙在甲击球后0.18
s起跳离地
D．乙在甲击球前0.3
s起跳离地
10．如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上的B点。若在A点将此小球以速度水平抛出，经落到斜面上的C点，则以下判断正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
11．采用如图所示的装置做“研究平抛运动”的实验。
(1)实验时需要下列哪个器材________。
A．弹簧秤
B．重锤线
C．打点计时器
(2)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是________。
A．每次必须由同一位置静止释放小球
B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D．记录的点应适当多一些
(3)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s。(g=9.8m/s2)
(4)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为________m/s。(g=10m/s2)
12．(1)在做“研究平抛运动”的实验时，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．调节斜槽使其末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的铅笔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
(2)一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得Δs＝0.2
m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝0.1
m，h2＝0.2
m，利用这些数据，可求得：(g＝10
m/s2)
①物体抛出时的初速度为_______m/s
②物体经过B时速度为________m/s.
13．一个小球从倾角为θ的斜面上A点以水平速度v0抛出，不计空气阻力，求：
(1)自抛出至落到斜面需要的时间；
(2)落到斜面上的B点到抛出点A的距离。
14．将一个小球从5m高的地方以初速度水平抛出，忽略空气阻力，求：
（1）经历多少时间小球落到地面上？
（2）小球落地时的水平位移是多少？
（3）小球落地时的速度大小？
15．河宽60m，水流速度各处相同且恒定不变，均为6m/s，小船在静水中的速度为3m/s，则：
（1）此船渡河的最短时间是多少？
（2）调整航向，可使此船渡河的航程最短，最短航程是多少？
参考答案
1．C
【解析】
平抛运动的时间由下落的高度决定，下落的高度越高，运动时间越长。如果没有斜面，增加速度后物体下落至与T等高时恰位于S点的正下方，但实际当中斜面阻碍了物体的下落，物体会落在T与S点之间斜面上的某个位置，C项正确，ABD错误。
故选C。
2．C
【解析】
设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A处于超重状态，故ABD错误，C正确。
【点睛】
解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度．
3．B
【解析】
AC．“影子”在x轴方向做匀速运动，因此在
图象中是一条平行于x轴的直线，根据
可知在图象中是一条过坐标原点的直线，AC错误；
BD．物体在竖直方向上做自由落体运动，根据
可知在图象中是一条开口向上的抛物线，根据
可知在
图象是是一条开口向右的抛物理线，B正确，D错误。
故选B。
4．D
【解析】
A.
第一次所用时间t1=，选项A错误；
B.第二次渡河时船头方向与合速度方向垂直，即船速方向不是指向河对岸，则渡河的时间不等于，选项B错误；
C.两船抵达的地点相同，位移相同，由第一次渡河可知，位移为，选项C错误；
D.两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直。如图。
两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比。则：，D正确.
5．D
【解析】
面片的运动如图所示：
在竖直方向，由自由落体运动可得：
解得面片下落的时间为
面片的水平位移范围为：
根据的，初速度的范围为：
由题目给出的速度值，A、B和C选项的速度在此范围，D选项的速度不在此范围，故符合条件的是D选项．
6．C
【解析】
试题分析：将A点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度为v1∥=v1cosθ，将B点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度v2∥=v2sinθ．由于v1∥=v2∥，所以v1=v2tanθ．故C正确，ABD错误．故选C．
考点：运动的分解
【名师点睛】此题是关于运动的分解问题；解决本题的关键将A、B两点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，以及知道沿杆子方向上的两个分速度大小相等．
7．D
【解析】
根据运动和合成与分解，将小船的速度分解为垂直河岸的速度与沿河岸的速度。
【详解】
AB．小船参与了两个运动，一个是船开向对岸，一个沿河顺水漂流，因此到达对岸时，一定到达B点的右则，AB错误；
CD．小船到达对岸的时间是由垂直于河岸方向的速度决定的，由于船头指向正对岸
，也就是小船在静水中的速度决定的，与水流的速度无关，C错误，D正确。
故选D。
8．AC
【解析】
AB．将落地点的速度进行分解，根据几何关系得
解得
vy=v0=10m/s
平抛运动在竖直方向做自由落体运动，则小球的运动时间为
小球抛出点离地面的高度为
故A正确，B错误。
CD．小球飞行的水平距离为
x=v0t=10m
飞行的位移
故C正确，D错误。
故选AC。
9．BC
【解析】
A．若乙在网前直立不动，则排球到达乙的位置的时间
排球下落的高度为
则不能拦网成功，选项A错误；
B．因为乙在空中上升的时间为
乙在甲击球时同时起跳离地，在球到达乙位置时，运动员乙刚好到达最高点，因2.95m>3.2m-0.45m=2.75m，则可以拦住，故B正确；
C．结合选项B的分析，乙在甲击球后0.18s起跳离地，初速度为
v=gt1=10×0.3=3m/s
上升时间t′=0.12s时球到达乙位置，上升的高度为
2.50m+0.288m=2.788m＞2.75m，可以拦网成功，故C正确；
D．乙在甲击球前0.3
s起跳离地，因为乙在空中的时间为0.6s；则当排球到达球网位置时，乙已经落地，则不能拦网成功，选项D错误。
故选BC。
10．BC
【解析】
AB．做平抛运动的物体两次都落在斜面上，因此
整理得
①
B正确，A错误；
CD．由于
②
③
由①②③联立得
C正确，D错误。
故选BC。
11．B
ACD
1.6
1.5
2.0
【解析】
(1)[1]做“研究平抛物体的运动”实验时，需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线，米尺的作用是能读出轨迹上某点的坐标；重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行，时间可以通过竖直方向做自由落体运动去求解，故不需要弹簧秤与打点计时器，故A、C错误，B正确；
故选B；
(2)[2]
A．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故A正确；
B．记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故B错误；
C．做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故C正确；
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；
故选ACD；
(3)[3]由于为抛出点，所以根据平抛运动规律有
将，代入解得
(4)[4]由图可知，物体由和由B→C所用的时间相等，且有
由图可知
代入解得
在水平方向则有
将代入解得
[5]竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有
12．ACE
2.0
2.5
【解析】
（1）[1]．A．为了保证小球初速度水平，需调节斜槽末端保持水平，选项A正确．
BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次将小球从斜槽的同一位置由静止释放，即释放位置必须相同，且由静止释放，选项C正确，B错误．
D．记录小球位置用的铅笔没必要每次必须严格地等距离下降，选项D错误；
E．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，选项E正确；
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，选项F错误；
故选ACE。
（2）[2][3]．在竖直方向上，根据得
物体的初速度为
．
B点的竖直分速度为
根据平行四边形法则知，B点的速度为
．
13．（1）；（2）
【解析】
（1）物体做平抛运动，则
①
②
③
由①②③式，联立求得
（2）落点B到抛出点A的距离
14．（1）1s；（2）10m；（3）
【解析】
根据平抛运动规律
则飞行时间为
水平位移为
(3)落地时竖直方向速度为
所以合速度为
15．(1)
20s
(2)120m
【解析】
(1)当船头和水流方向垂直时，渡河的时间最短为
(2)因为不能垂直渡河，所以当合速度的方向与静水速的方向垂直，渡河位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为，，最小渡河距离为
【点睛】
解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性，以及知道静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．若静水速大于水流速，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短；若静水速小于水流速，则合速度方向与静水速方向垂直时，渡河位移最短。