2019-2020学年高中物理沪科版必修2：1.3研究斜抛运动 课时作业1（含解析）

1.3研究斜抛运动的规律
课时作业（含解析)
1．如图所示，斜面倾角为，且，现从斜面上O点与水平方向成角以速度，分别抛出小球1、2，小球1、2刚要落在斜面上A、B两点时的速度分别为，，设O、A间的距离为，O、B间的距离为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．，、方向相同
B．，、方向不同
C．，、方向相同
D．
2．疫情防控期间，某同学在家对着竖直墙壁练习打乒乓球。某次斜向上发球，球垂直撞在墙上后反弹落地，落地点正好在发球点正下方，球在空中运动的轨迹如图，不计空气阻力。关于球离开球拍到第一次落地的过程，下列说法正确的是（　　）
A．球撞击墙壁过程没有机械能损失
B．球在空中上升和下降过程时间相等
C．球落地时的速率一定比抛出时大
D．球落地时和抛出时的动能可能相等
3．2011年6月4日法国网球公开赛上演女单决赛，李娜以击败卫冕冠军斯齐亚沃尼，为中国赢得第一座大满贯女单冠军奖杯，网球由运动员击出后在空中飞行过程中，若不计空气阻力，它的运动将是　　
A．曲线运动，加速度大小和方向均不变，是匀变速曲线运动
B．曲线运动，加速度大小不变，方向改变，是非匀变速曲线运动
C．曲线运动，加速度大小和方向均改变，是非匀变速曲线运动
D．若水平抛出是匀变速曲线运动，斜向上抛出则不是匀变速曲线运动
4．小明玩飞镖游戏时，从同一位置先后以速度vA和vB将飞镖水平掷出，依次落在靶盘上的A、B两点，如图所示，飞镖在空中运动的时间分别tA和tB．不计空气阻力，则（
　　）
A．vA＜vB，tA＜tB
B．vA＜vB，tA＞tB
C．vA＞vB，tA＞tB
D．vA＞vB，tA＜tB
5．地面上足够高处有四个小球，在同一位置同时以相同的速率v向上、向下、向左、向右抛出四个小球，不计空气阻力，经过1s时四个小球在空中的位置构成的图形正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，小球B用细线悬挂静止，将小球A从图示位置斜向上抛出的同时将细线剪断，不计空气阻力，结果两个球在空中相遇，已知两球开始时的位置连线与水平方向的夹角为，小球A抛出时的初速度与水平方向的夹角为，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．小球抛出的初速度方向确定，大小可以不确定
D．小球抛出的初速度方向可以不确定，大小也可以不确定
7．ABC三球做斜抛运动的轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（
）
A．ABC三球做斜抛运动过程中，加速度都不相同
B．B球的射程最远，所以最迟落地
C．A球的射高最大，所以最迟落地
D．AC两球的水平位移相等，所以两球的水平速度分量相等
8．如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（　　）
A．B
的加速度与
A
的一样大
B．B
的飞行时间比A的大
C．B
在最高点的速度与
A
在最高点的一样大
D．B
落地时的速度比
A
落地时的大
9．运动员在同位置一分别沿与地面成30°和60°的方向踢出一只橄榄球，两次球落在同一地点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则橄榄球
A．两次运动位移相等
B．沿轨迹①运动时间长
C．在最高点时沿轨迹②运动速度小
D．两次最高点位置一定在同一直线上
10．如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N两点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（
）
A．A、B的飞行时间相等
B．A、B在空中不可能相遇
C．B在落地时的速度比A在落地时的大
D．B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
11．(1)斜抛运动的射高y=___________；
(2)斜抛运动的射程x=___________；
(3)自由落体运动h=___________；
(4)斜抛运动的飞行时间t=___________；
(5)平抛抛运动水平位移s=___________。
12．如图所示，篮球是深受青少年喜爱的体育运动，运动员一般都是通过把球打在篮板上，靠反弹进筐。一运动员将一篮球从B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的A点，A与B之间的竖直距离未知，篮球初速度为v0，与水平方向夹角为θ，则在不计空气阻力的情况下，点B与点A的竖直距离为_______，由B运动到A的时间t为_______
13．如图，篮球智能机器人在某次定点投篮中，出手点高度为2m，球在空中离地的最大高度为4.3m，并以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，篮筐离地高度为3.05m，g取l0m/s2，不计空气阻力，求在这次投篮中（计算结果保留1位小数）
(1)篮球从最高处运动至篮筐的时间；
(2)篮球在最高处的速度大小；
(3)篮球出手时的速度大小。
14．从某高处以6m/s的初速度、30°抛射角斜向上方抛出一石子，落地时石子的速度方向和水平线的夹角为60°，求石子在空中运动的时间和抛出点离地面的高度。（取10m/s2）
15．一在水平地面上的炮塔需将炮弹发射到距离炮口水平距离为的墙外，墙的最高点比炮口高，忽略空气阻力，求所需的最小初速度与对应的抛射角。
参考答案
1．A
【解析】
设抛出的速度为，则水平速度；竖直速度，则位移关系有
解得
则落点与抛出点的距离
由题意可知初速度分别为，，则
落到斜面上的速度方向与水平方向的夹角满足
即速度方向均为水平，，方向相同，则有
故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【解析】
A．小球反弹前的运动为斜抛运动，与墙壁撞击时速度与墙壁垂直，因此可以逆向思维看做平抛运动，反弹后的运动也为平抛运动，两次平抛的水平位移相同，但是第二次的竖直位移更大，因此第二次运动时间更长，因此反弹后的水平初速度小于与墙壁撞击之前的速度，即小球与墙壁撞击时有能量损失，故A错误；
B．由A中分析可知，下降时间大于上升时间，故B错误；
CD．由于与墙壁撞击时存在能量损失，小球从抛出到落体重力做了正功，由于不知道能量损失和重力做功的关系，因此落地时的速度与抛出时的速度有可能相等，故C错误，D正确；
故选D。
3．A
【解析】
网球在运动的过程中只受一个重力，大小和方向均不变，加速度大小和方向也都不变，刚抛出时速度方向和重力的方向不在同一条直线上，故做匀变速曲线运动．斜向上抛出仍只受重力，是匀变速曲线运动，故A正确BCD错误．
故选A。
4．D
【解析】
根据知，B飞镖下降的高度大，则，根据知，两飞镖的水平位移相等，A的时间短，则，，故ABC错误，D正确；
故选D。
【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。
5．A
【解析】
每个小球的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动；假设同时有个小球从同一位置自由落体，则这4个球相对与该球都是匀速直线运动，故以四个小球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形，故选项A正确，B、C、D错误。
6．C
【解析】
AB．设A、B两球开始的位置竖直方向相距h，水平距离为x，初速度大小为，由于两球相遇，则
联立解得
因此有
故AB错误；
CD．从以上分析可以看出，小球抛出初速度方向确定，大小可以不确定，故C正确，D错误。
故选C。
7．C
【解析】
A．斜抛运动是匀变速曲线运动，加速度为重力加速度g，故A错；
BC．落地时间取决于竖直方向上的运动，竖直方向上小球做竖直上抛运动，所以向上运动位移越大所需时间越长，由图可知A球竖直位移最大，所需时间最长，落地最晚，故B错误C正确；
D．水平位移取决于水平分速度和运动时间，AC两球水平位移相等，但时间不同，故水平分速度不相等，故D错误。
故选C。
8．AD
【解析】
A．不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。大小相等，故A正确；
B．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误。
C．两球运动时间相同，但是B球水平位移较大，则水平初速度较大，则在最高点时B球的速度较大，故C错误；
D．根据速度的合成可知，两球竖直初速度相等，B球水平初速度大，则B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大，故D正确。
故选AD。
9．ABD
【解析】
A.两次球从同一地点出发落在同一地点，则两次运动位移相等，故A正确。
B.两次球都做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，设下落的时间为t，最大高度为h，则有：
得：
可知球沿轨迹①下落的时间长，而上升与下落时间相等，所以沿轨迹①运动的总时间长，故B正确。
C.球水平方向做匀速直线运动，则有：
得水平分速度：
水平分位移x相等，球沿轨迹①运动时间长，则球沿轨迹①的水平分速度小，在最高点时的速度小，故C错误。
D.两次球都做斜抛运动，轨迹都抛物线，根据对称性知，两次最高点位置一定在同一竖直线上，故D正确。
10．ABC
【解析】
由运动的合成与分解规律可知，物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，两球的加速度相同，竖直高度相同，由运动学公式可分析运动时间，和水平速度。两球在最高点的速度等于水平速度，由速度合成可分析落地速度。
【详解】
A．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，根据
知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故A正确；
B．两物体水平方向为匀速直线运动，运动时间相等，故水平速度，B始终在A右侧，两物体不会相遇，故B正确；
C．两物体竖直速度相等，水平速度，故B在落地时的速度比A在落地时的大，故C正确；
D．水平速度，物体在最高点时速度为水平速度，B在最高点的速度大于A在最高点的速度，故D错误。
故选ABC。
11．
【解析】
(1)[1]斜抛运动竖直方向做竖直上抛运动，因此其射高。
(2)[2]斜抛运动的水平方向做匀速直线运动，因此其射程。
(3)[3]自由落体运动。
(4)[4]斜抛运动的竖直方向做竖直上抛运动，因此其飞行时间。
(5)[5]平抛抛运动水平位移。
12．
【解析】
[1][2]篮球运动的时间为
篮球竖直方向的距离为
13．(1)0.5s；(2)5m/s；(3)8.4m/s
【解析】
(1)篮球从最高处至进入篮筐做平抛运动，在竖直方向有
解得
(2)篮球入筐时竖直速度
vy=gt1=5m/s
或
篮球水平速度即为最高处的速度
(3)根据对称性，篮球从出手至最高点可视为平抛运动的逆过程。篮球出手时竖直速度满足
故篮球出手速度为
代入数据上式得v0=8.4m/s
14．1.2s，3.6m
【解析】
如图所示，石子落地时的速度方向和水平线的夹角为60°，则
即
取竖直向上为正方向，落地时竖直速度向下，则
得
竖直方向位移为
负号表示落地点比抛出点低
所以抛出点离地面的高度为3.6m
15．，
【解析】
将炮弹初速度以水平方向（记作）与竖直方向（记作）分解，由运动学方程
又因为
联立解得
那么当时
即当时，
联立解得此时