2024-2025學年新教材高中物理第五章拋體運動4拋體運動的規(guī)律課時練習含解析新人教版必修2

PAGE10-拋體運動的規(guī)律(30分鐘·70分)一、選擇題(本題共10小題,每題4分,共40分)1.關于平拋運動,下列說法正確的是 ()A.平拋運動是非勻變速運動B.平拋運動是勻速運動C.平拋運動是勻變速曲線運動D.平拋運動的物體落地時的速度可能是豎直向下的【解析】選C。做平拋運動的物體只受重力作用,產(chǎn)生恒定的加速度,是勻變速運動,其初速度與合外力不共線,是曲線運動,故平拋運動是勻變速曲線運動,A、B錯誤,C正確;平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,故落地時的速度是水平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度,其方向肯定與豎直方向(或水平方向)有夾角,D錯誤。2.物體做平拋運動時,它的速度方向與水平方向的夾角α的正切值tanα隨時間t改變的圖像是圖中的 ()【解析】選B。平拋運動水平方向上的速度v0不變,在豎直方向上的分速度為vy=gt,tanα==,g與v0為定值,所以tanθ與t成正比,故B正確。3.如圖,在同一豎直面內(nèi),小球a、b從高度不同的兩點,分別以初速度va和vb沿水平方向拋出,經(jīng)過時間ta和tb后落到與兩拋出點水平距離相等的P點。若不計空氣阻力,下列關系式正確的是 ()A.ta>tb,va<vb B.ta>tb,va>vbC.ta<tb,va<vb D.ta<tb,va>vb【解析】選A。由于小球b距地面的高度小,由h=gt2可知tb<ta,而小球a、b運動的水平距離相等,由x=v0t可知,va<vb,由此可知A正確。4.如圖,物體從斜面上某點以速度v0水平拋出,一段時間后落回到斜面上;若拋出速度改為,落到斜面上時改變量為原來一半的物理量是 ()A.豎直方向的速度B.豎直方向的位移C.水平方向的位移D.豎直方向速度與水平方向速度的比值【解析】選A。由平拋運動規(guī)律,x=v0t,y=gt2,設斜面傾角為θ,由幾何關系可知tanθ=,得t=可知,拋出時的速度變?yōu)楹?時間變?yōu)樵瓉淼囊话?由vy=gt可知,豎直方向的速度變?yōu)樵瓉淼囊话?故A正確;由h=gt2和x=v0t可知,豎直位移和水平位移都為原來的,故B、C錯誤;第一次豎直方向速度和水平方向速度的比值為=;其次次豎直方向和水平方向速度的比值為==,因此不變,D錯誤。5.(2024·和平區(qū)高一檢測)如圖,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處。不計空氣阻力,則落到B處的石塊()A.初速度大,運動時間長B.初速度大,運動時間短C.初速度小,運動時間短 D.初速度小,運動時間長【解析】選B。落到B處的石塊下落的高度較小,依據(jù)t=,知落在B處的石塊運動時間較短,依據(jù)初速度v0=知,落在B處的石塊水平位移大,時間短,則初速度較大,故B正確,A、C、D錯誤。6.將一小球從距地面h高處,以初速度v0水平拋出,小球落地時速度為v,它的豎直重量為vy,則下列各式中不能表示小球在空中飛行時間的是 ()A.B.C.D.【解析】選B。由h=gt2得t=,A項正確;由vy=gt得t==,故B錯誤,C正確;由勻變速直線運動的推論h=t得t=,D項正確。7.(2024·三亞高一檢測)兩個相同高度的斜面傾角分別為30°、60°,兩小球分別由斜面頂端以大小相同的水平速度v水平拋出,如圖所示,不計空氣阻力,假設兩球都能落在斜面上,則分別向左、右兩側(cè)拋出的小球下落高度之比為()A.1∶2B.3∶1C.1∶9D.9∶1【解析】選C。依據(jù)平拋運動的規(guī)律以及落在斜面上的特點可知,x=vt,y=gt2,tanθ=,分別將θ為30°、60°代入可得兩球平拋所經(jīng)驗的時間之比為1∶3,兩球下落高度之比為1∶9,C正確。8.(2024·濟寧高一檢測)如圖,某公園有噴水裝置,若水從小魚模型口中水平噴出,忽視空氣阻力及水之間的相互作用,則 ()A.噴水口高度肯定,噴水速度越大,水從噴出到落入池中的時間越長B.噴水口高度肯定,噴水速度越大,水從噴出到落入池中的時間越短C.噴水口高度肯定,噴水速度越大,水噴得越遠D.噴水口高度肯定,噴水速度越大,水噴得越近【解析】選C。據(jù)題可將水的運動看作平拋運動,豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動,則有:豎直方向有:h=gt2,t=,可知水從噴出到落入池中的時間由噴水口高度確定,與噴水速度無關,所以噴水口高度肯定,運動時間肯定,故A、B錯誤;水平方向有:x=v0t=v0,則知噴水口高度肯定,噴水速度越大,水噴得越遠,故C正確,D錯誤。9.(多選)如圖,節(jié)水澆灌中的噴嘴距地高0.8m,假定水從噴嘴水平噴出,噴灌半徑為4m,不計空氣阻力,取g=10m/s2,則 ()A.水下落的加速度為8m/s2B.水從噴嘴到地面的時間為0.4sC.水從噴嘴噴出后速度不變D.水從噴嘴噴出的速率為10m/s【解析】選B、D。水噴出后做平拋運動,下落的加速度為10m/s2,故A錯誤;依據(jù)h=gt2得t==s=0.4s,故B正確;水從噴嘴噴出后豎直分速度增大,水平分速度不變,速度增大,故C錯誤;水從噴嘴噴出的速率v0==m/s=10m/s,故D正確。10.(2024·金華高一檢測)如圖所示,水平地面上固定有一個斜面,斜面傾角為θ,從斜面頂端向右平拋一個小球(可視為質(zhì)點),當時速度為v0時,小球恰好落到斜面底端,平拋的飛行時間為t0?，F(xiàn)用不同的初速度v從該斜面頂端向右平拋這個小球,則平拋運動結(jié)束時,末速度方向與水平方向夾角的正切值tanα隨初速度v改變的圖像,以及平拋運動飛行時間t隨初速度v改變的圖像正確的是()【解析】選B。當小球落在斜面上時,有tanθ==,解得t=,t與速度v成正比;當小球落在水平面上時,依據(jù)h=gt2得t=,則小球落地用的時間不變,故t與v的關系圖線先是過原點的一條傾斜直線,然后是平行于橫軸的直線,故C、D項錯誤;當小球落在斜面上時,tanα==2tanθ,故tanα與v的關系圖線先是平行于橫軸的直線;當小球落在水平面上時,依據(jù)tanα==,故tanα與v的關系圖像是反比例函數(shù)的圖像,B正確,A錯誤。二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)11.(14分)如圖,滑雪訓練平臺高h=5m,一運動員以初速度v0從平臺邊緣水平飛出后做平拋運動,著地點距平臺邊緣水平距離x=10m。重力加速度取g=10m/s2。求運動員:(1)飛行時間t;(2)初速度v0的大小;(3)著地時速度方向與水平方向間的夾角θ?！窘馕觥?1)由豎直方向做自由落體運動,依據(jù)h=gt2,可得時間為:t==s=1s。(2)運動員水平方向做勻速直線運動,則可得初速度大小為:v0==m/s=10m/s。(3)運動員落地時,在豎直方向的分速度為:vy=gt=10×1m/s=10m/s。則有:tanθ===1,得:θ=45°,即著地時速度方向與水平方向間的夾角為45°。答案:(1)1s(2)10m/s(3)45°12.(16分)如圖所示,將某物體以肯定的速度水平拋出,A、B是其運動軌跡上的兩點,物體在A、B兩點時的速度方向與水平方向的夾角分別為θ1=37°、θ2=53°,且物體從A點運動到B點所經(jīng)驗的時間Δt=1s。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求該物體水平拋出時的速度大小v0。(2)求A、B兩點間的高度差Δh?！窘馕觥?1)設物體從拋出點運動到A點所經(jīng)驗的時間為t,由平拋運動規(guī)律有:tanθ1=tanθ2=其中:vyB=vyA+gΔt聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:v0=m/s,vyB=m/s(2)由速度位移公式有:2gΔh=-代入數(shù)據(jù)解得:Δh=17.9m答案:(1)m/s(2)17.9m(20分鐘·30分)13.(3分)(多選)對平拋運動的物體,若g已知,再給出下列哪組條件,可確定其初速度大小 ()A.水平位移 B.下落高度C.落地時速度大小和方向 D.落地時位移大小和方向【解析】選C、D。知道水平位移,依據(jù)公式x=v0t,時間未知,故v0不行求,A錯誤;知道下落高度,依據(jù)h=gt2,只能求解運動的時間,故B錯誤;知道落地時速度大小和方向,只要將落地時速度正交分解到水平方向和豎直方向,水平方向的分速度就等于初速度,故C正確;知道落地時位移大小和方向,則將落地時位移分解到水平方向和豎直方向,依據(jù)x=v0t、y=gt2就得到了初速度,故D正確。14.(3分)(多選)西班牙某小鎮(zhèn)實行了西紅柿狂歡節(jié),若一名兒童站在自家的平房頂上,向與他水平距離L的對面的豎直高墻上投擲西紅柿,第一次水平拋出的速度是v0,其次次水平拋出的速度是2v0,則比較前后兩次被拋出的西紅柿在遇到墻過程中,有(不計空氣阻力) ()A.運動時間之比是2∶1B.下落的高度之比是2∶1C.下落的高度之比是4∶1D.運動的加速度之比是1∶1【解析】選A、C、D。兩次拋出后都遇到了墻,所以水平位移相同,西紅柿的運動可分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動;水平位移相同,初速度之比為1∶2,依據(jù)t=可知,運動時間之比是2∶1,故A正確;下落的高度h=gt2,則下落高度之比為4∶1,故B錯誤,C正確;都做平拋運動,加速度都是重力加速度,即加速度之比是1∶1,故D正確。15.(3分)(多選)如圖甲是古代一種利用拋出的石塊打擊敵人的裝置,圖乙是其工作原理的簡化圖。將質(zhì)量為m=10kg的石塊裝在距離轉(zhuǎn)軸L=4.8m的長臂末端口袋中。放射前長臂與水平面的夾角α=30°。放射時對短臂施力使長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時馬上停止,石塊靠慣性被水平拋出。若石塊落地位置與拋出位置間的水平距離為s=19.2m。不計空氣阻力,g=10m/s2,則 ()A.石塊被拋出瞬間速度大小為12m/sB.石塊被拋出瞬間速度大小為16m/sC.石塊落地瞬間速度大小為20m/sD.石塊落地瞬間速度大小為16m/s【解析】選B、C。石塊平拋運動的高度:h=L+Lsin30°=7.2m,而h=gt2,解得:t==s=1.2s,則石塊拋出時的速度大小:v0==m/s=16m/s,故A錯誤,B正確;石塊落地時豎直方向上的分速度:vy==m/s=12m/s,則落地時的速度大小:v==m/s=20m/s,故C正確,D錯誤。16.(3分)(2024·寧波高一檢測)如圖是農(nóng)田自動澆灌噴射裝置截面示意圖,噴嘴的橫截面積為3.0cm2,離地的高度為0.8m。水泵啟動后,水從噴嘴沿水平方向噴出,水平射程可達4.0m。忽視水池中水泵與地面的高度差、水進入水泵時的速度以及空氣阻力,水的密度為1.0×103kg/m3。(g取10N/kg)下列說法正確的是 ()A.水從噴嘴噴出時的速度為5m/sB.每秒鐘噴嘴噴出水的質(zhì)量為2.4kgC.每秒鐘水泵對水做的功為150JD.每秒鐘水泵對水做的功為174J【解析】選D。由平拋運動學問可知,水從噴嘴噴出時的速度為v0=x=4×m/s=10m/s,選項A錯誤;每秒鐘噴嘴噴出水的質(zhì)量為m=ρSv0=103×3.0×10-4×10kg/s=3.0kg/s,選項B錯誤;每秒鐘水泵對水做的功為W=mgh+m=(3×10×0.8+×3×102)J=174J,選項C錯誤,D正確。17.(9分)以v0=20m/s的速度水平拋出一石子,石子落地時的速度方向與水平方向的夾角θ=37°,不計空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)石子落地時的速度大小;(2)石子在空中運動的時間;(3)題述過程中石子的位移方向與水平方向夾角的正切值tanα?！窘馕觥?1)石子落地時的速度大小v=解得:v=25m/s。(2)石子在豎直方向速度vy=v0tan37°=15m/s,石子在空中運動的時間t==1.5s。(3)石子水平方向上的位移x=v0t石子豎直方向上的位移y=gt2石子的位移方向與水平方向夾角的正切值tanα==0.375。答案:(1)25m/s(2)1.5s(3)0.37518.(9分)某同學將球從A點水平拋出擊中地面上的目標B。已知A點的高度H=1.25m,A點與目標B的水