粤教版（2019）高中物理 必修第二册 课时分层作业3　平抛运动word版含答案

课时分层作业(三)　平抛运动
(建议用时：25分钟)
◎考点一　探究平抛运动实验
1．(多选)某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验，关于这个实验，以下说法正确的是(　　)
A．小球释放的初始位置越高越好
B．每次小球要从同一高度由静止释放
C．实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D．小球的平抛运动要靠近但不接触木板
BCD　[为了保证抛出速度相同，所以每次小球必须从同一高度由静止释放，A错，B对；
平抛运动在竖直方向是自由落体运动，在一个竖直面上，所以坐标纸必须用重垂线检查是否竖直，C对；
小球的平抛运动靠近木板，但不能接触，如果接触，会受到摩擦力作用，使运动不再是平抛运动，D对。]
2．如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地或者在空中相碰。该实验现象说明了A球在离开轨道后(　　)
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
C　[A球做平抛运动，B球做自由落体运动。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地或相碰，说明在任意时刻两球均处于同一高度，即A球的竖直分运动与B球的运动完全相同，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。]
3．图是研究平抛运动的实验装置示意图，桌面上的小球经压缩状态的弹簧弹开后，飞出桌面做平抛运动。撞到带有白纸和复写纸的竖直长木板上，并留下痕迹A。重复实验，木板依次后退相同的水平距离x，小球撞在木板上，留下痕迹B、C，测量A、B、C点到同一点O的距离y1、y2、y3，其中O点与小球抛出时圆心位置等高。
关于此实验，以下说法正确的是(　　)
A．重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球
B．桌面必须保证严格水平
C．桌面必须尽量光滑，多次重复实验
D．一定会有y1：y2：y3＝1∶4∶9
AB　[重复实验时，必须将弹簧压缩到同一位置，再释放小球，以保证每次弹出的初速度都相同，A对；
桌面必须保证严格水平，以保证小球做平抛运动，B对；
桌面光滑与否与实验精度无关，只要弹出时速度相同即可，C错；
由于竖直长木板的初始位移与抛出点的距离不一定也是x，则O、A、B、C四点的时间间隔不一定相同，则不一定会有y1：y2：y3＝1∶4∶9，D错。]
◎考点二　平抛运动的理解及其基本规律
4．(多选)关于平抛运动，下列说法正确的是(　　)
A．加速度不断变化的曲线运动
B．匀变速曲线运动
C．匀速率曲线运动
D．在任意相等的时间内速度变化量都相同的曲线运动
BD　[平抛运动的加速度为重力加速度，它是一恒量，故平抛运动为匀变速曲线运动，A错，B对。平抛运动的速率逐渐增大，C错。任意相等时间Δt内，平抛运动的速度变化量Δv＝g·Δt，由此式可知，只要Δt相等，Δv就相同，D对。]
5．(多选)物体在平抛运动过程中，在相等的时间内，下列哪个量是相等的(　　)
A．速度的增量　　　 B．加速度
C．位移 D．平均速率
AB　[物体在平抛运动过程中，只受重力作用，物体的加速度为g保持不变；另外在相等的时间t内Δv也是恒量，故A、B正确；位移s＝ ，即s由v0和t共同决定，则在相等的时间t内位移大小不等、方向不同，故C错；同理，平抛运动轨迹为抛物线，平均速率不等，故D错。]
6．如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tan θ随时间t的变化图像正确的是(　　)
B　[如图，tan θ＝＝，可见tan θ与t成正比，选项B正确。]
7.(多选)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轴正方向抛出的三个小球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
BD　[平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，根据h＝gt2可知，ta＜tb＝tc，选项A错误、B正确；平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，由x＝v0t＝v0，得v0＝x，因xa＞xb，ha＜hb，所以水平速度v0a＞v0b，选项C错误；因xb＞xc，hb＝hc，所以水平速度v0b＞v0c，选项D正确。]
◎考点三　平抛运动的推论及综合应用
8．如图所示，以9.8 m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直撞在倾角θ为30°的斜面上，物体完成这段飞行需要的时间是(　　)
A．s B．s
C． s D．0.2 s
C　[分解物体末速度，如图所示。
由于物体水平方向是匀速运动，竖直方向是自由落体运动，末速度v的水平分速度仍为v0，竖直分速度为vy，则vy＝gt
由图可知＝tan 30°，所以t＝＝ s。]
9.如图所示，从倾角为θ的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出，小球均落到斜面上，当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α1，当抛出的速度为v2时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为α2，则(　　)
A．当v1＞v2时，α1＞α2
B．当v1＞v2时，α1＜α2
C．无论v1、v2大小如何，均有α1＝α2
D．3tan θ＝tan(α1＋θ)
C　[如图，由平抛中点结论得，2tan θ＝tan φ，φ＝θ＋α，无论v多大，θ不变，得出φ不变，α也不变，所以无论v多大，α1＝α2，故A、B、D错误，C正确。]
(建议用时：15分钟)
10.(多选)如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视做平抛运动，下列表述正确的是(　　)
A．球的速度v等于L
B．球从击出至落地所用时间为
C．球从击球点至落地点的位移等于L
D．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
AB　[由平抛运动规律知，在水平方向上有：L＝vt，在竖直方向上有：H＝gt2，联立解得t＝，v＝L，所以A、B正确；球从击球点至落地点的位移为s＝，C、D错误。]
11．(多选)如图所示，相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)，将A向B水平抛出的同时，B自由下落，A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反，不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则(　　)
A．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度
B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰
C．A、B不可能运动到最高处相碰
D．A、B一定能相碰
AD　[由平抛运动规律x＝vt，h＝gt2，得x＝v，若x≥l，则第1次落地前能相遇，所以A、B在第一次落地前能否相碰取决于A的初速度v，选项A正确。因为A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反，A、B两物体在竖直方向的运动完全相同，A相对于B水平向右运动，所以A碰地后还能与B相碰，故选项B、C错误，选项D正确。]
12．物体做平抛运动，在它落地前的1 s内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°，g取10 m/s2。求：
(1)平抛运动的初速度v0；
(2)平抛运动的时间；
(3)平抛时的高度。
[解析]　(1)假定轨迹上A、B两点是落地前1 s内的始、终点，画好轨迹图，如图所示。
对A点：tan 30°＝ ①
对B点：tan 60°＝ ②
t′＝t＋1 s ③
由①②③解得t＝ s，v0＝5 m/s。
(2)运动总时间t′＝t＋1 s＝1.5 s。
(3)高度h＝gt′2＝11.25 m。
[答案]　(1)5 m/s　(2)1.5 s　(3)11.25 m
13．如图所示，将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平射出(即v0的方向与EF平行)，小球沿斜面运动到B点，已知A点的高度为h，则小球到达B点时的速度大小是多少？
[解析]　小球在光滑斜面上做类平抛运动，沿斜面向下的加速度a＝gsin θ，设由A运动至B的时间为t，沿斜面向下的位移＝at2，
所以t＝＝。
小球到达B点的水平速度为v0，沿斜面向下的速度为
vy＝at＝gsin θ·＝，
故小球在B点的速度为v＝＝。
[答案]　
7/7