【物理】2020届一轮复习人教版　平抛运动的规律及应用课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版　平抛运动的规律及应用课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　平抛运动的规律及应用 课时作业 ‎1．如图所示是一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹，最后运动员以速度v沿竖直方向入水。则在轨迹的a、b、c、d四个位置中，头部的速度方向也沿竖直方向的是(　　)‎ A．a位置　　 B．b位置　‎ C．c位置　　　 D．d位置 解析　因做曲线运动物体的速度方向是轨迹上过该点的切线方向，故D项正确。‎ 答案　D　‎ ‎2．如图所示，在长约‎1.0 m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个大小适当的圆柱形的红蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后，小车运动到虚线表示的B位置。按照装置图建立坐标系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是(　　)‎ 解析　红蜡块在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上做匀速直线运动，其合力方向水平向右，指向轨迹的凹侧，故C项正确，A、B、D项均错误。‎ 答案　C　‎ ‎3．(多选)一质量为‎2 kg的物体在5个共点力作用下做匀速直线运动。现同时撤去其中大小分别为10 N和15 N的两个力，其余的力保持不变。下列关于此后该物体运动的说法，正确的是(　　)‎ A．可能做匀减速直线运动，加速度大小为‎10 m/s2‎ B．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小为‎5 m/s2‎ C．可能做匀变速曲线运动，加速度大小可能为‎5 m/s2‎ D．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能为‎10 m/s2‎ 解析　物体在5个共点力作用下处于平衡状态，合力为零，当撤去10 N和15 N的两个力时，剩余3个力的合力与这两个力的合力等大反向，即撤去力后物体所受的合力为5 N≤F合≤25 N，加速度大小‎2.5 m/s2≤a合≤‎12.5 m/s2，由于剩余3个力的合力方向与原速度方向不一定在一条直线上，所以可能做匀变速曲线运动，也可能做匀变速直线运动，A、C项正确。‎ 答案　AC　‎ ‎4．(多选)如图所示，三个小球从同一高度处的O处分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O′是O在水平面上的射影点，且 O′A∶O′B∶O′C＝1∶3∶5。若不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　)‎ A．v1∶v2∶v3＝1∶3∶5‎ B．三个小球下落的时间相同 C．三个小球落地的速度相同 D．三个小球落地的位移相同 解析　三个小球的高度相等，则根据h＝gt2知，平抛运动的时间相等，水平位移之比为1∶3∶5，则根据x＝v0t得，初速度之比为1∶3∶5，故A、B项正确；小球落地时的竖直方向上的分速度相等，落地时的速度v＝，初速度不等，则落地的速度不等，故C项错误；小球落地时的位移s＝，水平位移不等，竖直位移相等，则小球通过的位移不等，故D项错误。‎ 答案　AB　‎ ‎5．以v0的速度水平抛出一物体，当其水平分位移与竖直分位移相等时，下列说法错误的是(　　)‎ A．瞬时速度的大小是v0‎ B．运动时间是 C．竖直分速度大小等于水平分速度大小 D．运动的位移是 解析　根据平抛运动规律有，竖直方向：h＝gt2，水平方向：x＝v0t，当其水平分位移与竖直分位移相等时，即x＝h，解得t＝，所以B项正确；平抛运动竖直方向上的速度为vy＝gt＝g·＝2v0，与水平方向上的速度v0不相等，C项错误；此时合速度的大小为v0，A项正确；由于此时的水平分位移与竖直分位移相等，所以x＝h＝v0t＝，所以此时运动的合位移的大小为，所以D项正确。‎ 答案　C　‎ ‎6．(多选)假设某滑雪者从山上M点以水平速度v0飞出，经t0时间落在山坡上N 点时速度方向刚好沿斜坡向下，接着从N点沿斜坡下滑，又经t0时间到达坡底P处。已知斜坡NP与水平面夹角为60°，不计摩擦阻力和空气阻力，则(　　)‎ A．滑雪者到达N点的速度大小为2v0‎ B．M、N两点之间的距离为2v0t0‎ C．滑雪者沿斜坡NP下滑的加速度大小为 D．M、P之间的高度差为v0t0‎ 解析　滑雪者到达N点时的竖直分速度为vy＝gt0＝v0tan60°，得g＝，到达N点时的速度大小为v＝＝2v0，A项正确；M、N两点之间的水平位移为x＝v0t0，竖直高度差为y＝gt＝v0t0，M、N两点之间的距离为s＝＝v0t0，B项错误；由mgsin60°＝ma，解得滑雪者沿斜坡NP下滑的加速度大小为a＝gsin60°＝，C项错误；N、P之间的距离为s′＝vt0＋at＝v0t0，N、P两点之间的高度差为s′sin60°＝v0t0，M、P之间的高度差为h＝y＋s′sin60°＝v0t0，D项正确。‎ 答案　AD　‎ ‎7.军事演习中，M点的正上方离地H高处的蓝军飞机以水平速度v1投掷一颗炸弹攻击地面目标，反应灵敏的红军的地面高炮系统同时在M点右方地面上N点以速度v2斜向左上方发射拦截炮弹，两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇爆炸，不计空气阻力，则发射后至相遇过程(　　)‎ A．两弹飞行的轨迹重合 B．初速度大小关系为v1＝v2‎ C．拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动 D．两弹相遇点一定在距离地面高度处 解析　两弹在M、N连线的中点正上方相遇，只能说明末位置相同，不能说明运动轨迹重合，故A项错误；由于两弹恰在M、N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相同，即v2cosθ＝v1，所以v2>v1，故B项错误；两弹都只受到重力，都做匀变速运动，加速度相同，所以拦截弹相对攻击弹做匀速直线运动，故C项正确；根据题意只能求出两弹运动时间相同，但不知道拦截炮弹竖直方向初速度的具体值，所以不能判断两弹相遇点距离地面的高度，所以D项错误，故选C项。‎ 答案　C　‎ ‎8．如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，正确的是(　　)‎ A．过网时球1的速度小于球2的速度 B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间 C．球1的速度变化率小于球2的速度变化率 D．落台时，球1的重力功率等于球2的重力功率 解析　球1和球2平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，故A项错误，B项错误；因为平抛运动的加速度不变，都为g，可知球1和球2的速度变化率相等，故C项错误；落台时，由于时间相等，则竖直分速度相等，根据P＝mgvy知，重力的瞬时功率相等，故D项正确。‎ 答案　D　‎ B组·能力提升题 ‎9.如图所示，小球从楼梯上以2 m/s的速度水平抛出，所有台阶的高度和宽度均为0.25 m，取g＝10 m/s2，小球抛出后首先落到的台阶是(　　)‎ A．第一级台阶 B．第二级台阶 C．第三级台阶 D．第四级台阶 解析　设小球落到过台阶棱角的斜线上的时间为t，水平：x＝v0t；‎ 竖直：y＝gt2，‎ 则＝＝1，代入数据解得t＝0.4 s；相应的水平距离x＝2×0.4 m＝0.8 m；台阶数n＝＝3.2，知小球抛出后首先落到的台阶为第四级台阶，故D项正确。‎ 答案　D　‎ ‎10．[2017·河南洛阳统考]如图所示，一个质量为0.4 kg的小物块从高h＝0.05 m的坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y＝x2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1 m/s B．小物块从O点运动到P点的时间为1 s C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5‎ D．小物块刚到P点时速度的大小为10 m/s 答案　AB 解析　设小物块从O点抛出的速度为v0，由mgh＝mv得v0＝1 m/s，故A正确；平抛的水平位移x＝v0t，竖直位移y＝－gt2，将x，y代入方程y＝x2－6，解得t＝1 s，故B正确；P点竖直分速度vy＝gt＝10 m/s，P点速度与水平方向夹角正切tanα＝＝10，故C错误；P点速度v＝＝ m/s，故D错误。‎ 二、非选择题(本题共2小题，共30分)‎ ‎11．[2017·重庆江北区联考](12分)如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。(小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取9.8 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：‎ ‎(1)抛出点O离斜面底端的高度；‎ ‎(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。‎ 答案　(1)1.7 m　(2)0.125‎ 解析　(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy ‎，如图所示，由几何关系得＝tan37°。‎ 设小球下落的时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得vy＝gt，y＝gt2，x＝v0t，设抛出点到斜面底端的高度为h，由几何关系得h＝y＋xtan37°，联立解得h＝1.7 m。‎ ‎(2)设在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得s＝l－，设滑块的加速度为a，由运动学公式得s＝at2，对滑块，由牛顿第二定律得mgsin37°－μmgcos37°＝ma，联立解得μ＝0.125。‎ ‎12．[2015·重庆高考](18分)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H。N板上固定有三个圆环。将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；‎ ‎(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向。‎ 答案　(1)H ‎(2)L　mg，方向竖直向下 解析　(1)由平抛运动的规律，L＝vt①‎ H＝gt2②‎ 又＝vt1，③‎ H1＝gt④‎ 由①②③④联立解得H1＝ 所以距Q水平距离为的圆环中心离底板的高度 ΔH＝H－H1＝H。‎ ‎(2)由平抛运动的规律解得：‎ v＝＝L 在Q点由牛顿第二定律，有FN－mg＝ 解得：FN＝mg 由牛顿第三定律，小球在Q点对轨道的压力F′＝FN＝mg，方向竖直向下。‎