第五章拋體運(yùn)動(dòng)-教師用卷

第五章拋體運(yùn)動(dòng)一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.圖甲所示是一種回旋鏢，將回旋鏢以某種方式從手中拋出，回旋鏢在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后就會(huì)返回到拋出者手中，如圖乙所示為回旋鏢從O點(diǎn)拋出后，再次返回到O點(diǎn)的軌跡圖。關(guān)于軌跡上的a、b、c、d四點(diǎn)給出的速度方向和受力方向，可能正確的是(

)

A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)【答案】C

【解析】【分析】曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力一定指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡的切線方向，明確這兩點(diǎn)即可解題。【解答】

由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，速度方向?yàn)榍€上這一點(diǎn)的切線方向，曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡向著受力一側(cè)彎曲，故C項(xiàng)正確。2.一生態(tài)公園的人造瀑布景觀如圖所示，水流以v=5m/s的速度從高h(yuǎn)=3.2m處的水平槽道流出，落入人行道邊的水池中，取重力加速度大小A.1m

B.2m

C.4m

D.8m【答案】C

【解析】根據(jù)h=12gt2，解得t=2hg=2×3.210s=0.83.紅軍為突破第五次反“圍剿”，需要用最短的時(shí)間渡過(guò)于都河。若渡河區(qū)域內(nèi)的河岸平直，水流速度方向處處與河岸平行，越靠近河中央，水流速度越大，設(shè)木船相對(duì)靜水的速度大小恒定。則木船在出發(fā)點(diǎn)P與登陸點(diǎn)Q之間可能的運(yùn)動(dòng)軌跡是(

)A. B.

C. D.【答案】D

【解析】以最短的時(shí)間過(guò)河，則木船的船頭垂直于河岸，木船渡河同時(shí)參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，垂直河岸的分運(yùn)動(dòng)和平行河岸的分運(yùn)動(dòng)，其中垂直河岸的分速度等于木船相對(duì)靜水的速度，保持不變；平行河岸的分速度等于水速，根據(jù)題意可知平行河岸的分速度先增大后減小，故木船的加速度先平行河岸向右，后平行河岸向左，木船做曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)加速度方向位于軌跡的凹側(cè)可知，D圖正確。故選D。4.如圖所示，跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩一端系著皮球(細(xì)繩延長(zhǎng)線過(guò)球心)、一端連在水平臺(tái)上的玩具小車(chē)上，車(chē)牽引著繩使球沿光滑豎直墻面從較低處以速度v勻速上升，某一時(shí)刻細(xì)繩與豎直方向夾角為θ，在球未離開(kāi)墻面的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(

)A.該時(shí)刻玩具小車(chē)的速度為vcosθ B.該過(guò)程玩具小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)

C.該過(guò)程球?qū)Φ膲毫χ饾u增大 【答案】C

【解析】A.設(shè)繩與豎直方向的夾角為θ，如圖所示將球的速度v分解，可知沿繩方向的分速度(即繩子的速度)為v即該時(shí)刻玩具小車(chē)的速度為vcosθ，故B.因球勻速上滑過(guò)程中θ角將增大，所以v繩將減小，故小車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；CD.球受三力作用處于平衡狀態(tài)，設(shè)球重為G，則繩對(duì)球的拉力大小T、球?qū)Φ膲毫Υ笮分別為T(mén)因球勻速上滑過(guò)程中θ角將增大，則T、N均增大，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示為河的橫截面示意圖。小明先后兩次用腳從河岸邊同一位置將石子水平踢出，石子兩次的初速度之比為1:2，分別落在A點(diǎn)和B點(diǎn)，則兩次石子在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比可能是(

)

A.1:1 B.1:2 C.【答案】C

【解析】【分析】

運(yùn)用假設(shè)法，假設(shè)河中沒(méi)有水，斜坡足夠長(zhǎng)，落在B點(diǎn)的石子落在斜坡上，由豎直位移和水平位移的關(guān)系得出落到斜坡上的時(shí)間之比，從而得出實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比大于該值。結(jié)合下降的高度關(guān)系得出時(shí)間關(guān)系，從而進(jìn)行判斷。

解決本題的關(guān)鍵是知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，知道平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定，初速度和時(shí)間共同決定水平位移。

【解析】

假設(shè)河中沒(méi)有水，斜坡足夠長(zhǎng)，可知落在B點(diǎn)的石子將落在斜坡上，下落的高度更大，

根據(jù)tanθ=12gt2v0t得，t=2v0tanθg，初速度之比為1：2，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比為1：2，由于落在B點(diǎn)的石子下降的高度沒(méi)有這么大，可知運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比大于1：2。

因?yàn)槁湓贏6.如圖所示，工人站在第一級(jí)臺(tái)階上，手持水管水平向左噴出水柱沖洗操場(chǎng)看臺(tái)的臺(tái)階，出水口在第一級(jí)臺(tái)階左邊緣正上方0.9m的位置，每一級(jí)臺(tái)階的高度為0.3m，寬度為0.5m，要使水直接清洗到第四級(jí)臺(tái)階上表面，不計(jì)空氣阻力，則水管口的出水速度可能為(30A.3.0m/s B.2.8m/s【答案】C

【解析】先求最大初速度，豎直方向3h0+0.9=12gt12，解得t1=0.6故選C。7.如圖所示，ABC三個(gè)球(可視為質(zhì)點(diǎn))初速度大小均相同，以四種不同方式同時(shí)拋出(地面水平長(zhǎng)度足夠)，不計(jì)任何阻力，乙圖中B球與地面相比無(wú)高度。假定任意球與地面碰撞后都立即消失。則有關(guān)碰撞可能性分析中，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.甲圖中A、B不可能碰撞，B、C不可能碰撞，A、C可能碰撞

B.乙圖中A、B一定碰撞，B、C可能碰撞，A、C可能碰撞

C.丙圖中A、B可能碰撞，B、C可能碰撞，A、C可能碰撞

D.丁圖中A、B可能碰撞，B、C不可能碰撞，A、C不可能碰撞【答案】A

【解析】A.A、B球豎直方向同時(shí)自由落體，任意時(shí)刻，A高度比B高，因此不可能在空中相撞;B、C同理;A、C任意時(shí)刻高度相同，且水平方向有可能相遇，因此A、C可能相撞，故A正確;

B.A與B球水平方向一起勻速直線，A永遠(yuǎn)與B在一條豎直線上，而A自由落體高度會(huì)越來(lái)越低，因此A、B一定碰撞;B、C由于水平方向可能碰撞，因此總體可能碰撞;A、C因自由落體存在高度差，因此不可能碰撞，故B錯(cuò)誤;

C.A、B球水平方向的初速度不同，導(dǎo)致A永遠(yuǎn)在B球右側(cè)，因此不可能碰撞;BC球水平方向和豎直方向都可能碰撞，因此總體可能碰撞;A球在豎直方向是有初速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C在豎直方向是自由落體，因此，A的高度會(huì)比C低，故不可能碰撞，故C錯(cuò)誤;

D.A、B球水平運(yùn)動(dòng)都是勻速直線，A將保持在B的正上方，而豎直方向存在碰撞可能，因此A、B可能碰撞;BC球水平方向和豎直方向都可能碰撞，因此總體可能碰撞;A球在豎直方向是有初速度的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C在豎直方向是自由落體，因此，A的高度會(huì)比二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.如圖所示，在一個(gè)立方體空間內(nèi)將一個(gè)小球以某一初速度從立方體左側(cè)垂直O(jiān)yz平面進(jìn)入該空間，不計(jì)阻力，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)軌跡在不同坐標(biāo)平面的投影中，可能正確的是(

)

A. B.

C. D.【答案】ACD

【解析】AB.小球初速度垂直于Oyz平面，故小球的初速度水平向右，且僅受重力作用，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，其在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故在水平面Oxy的投影是一條水平直線，A正確，C.小球以初速度水平向右做平拋運(yùn)動(dòng)，故其在主視圖Oxz平面的投影是一條拋物線，C正確；D.小球以初速度水平向右做平拋運(yùn)動(dòng)，其在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故在豎直平面Oyz的投影是一條豎直直線，D正確。故選ACD。9.如圖所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中，從A點(diǎn)以水平速度v0向左拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球拋出后所受空氣作用力沿水平方向，其大小為F，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)正下方的B點(diǎn)處，重力加速度為g，在此過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是(

)

A.A到B所用時(shí)間是v0g B.小球的最大速率為v0

C.小球離AB連線的最遠(yuǎn)距離為mv022【答案】CD

【解析】A.將小球的運(yùn)動(dòng)沿水平方向向左先減速，然后向右加速回到虛線位置；豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)；水平方向F=m聯(lián)立解得t故A錯(cuò)誤；B.小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)水平速度為v0，為最大；豎直速度也為最大，則此時(shí)的速度最大，最大速率大于v0，故B錯(cuò)誤；

C.解得x故C正確；D.A、B兩點(diǎn)間的距離H故D正確。故選CD。10.如圖，傾角為30°的斜面體固定在水平面上，斜面足夠長(zhǎng)，一個(gè)小球在斜面底端以一定的初速度斜向上拋出，小球落到斜面上時(shí)，速度與水平方向的夾角剛好為30°，速度大小為v，若保持小球在底端拋出的速度方向不變，將小球拋出的初速度增大一倍，sin30°=12，A.速度與水平方向夾角小于30° B.速度與水平方向夾角等于30°

C.速度大小等于2v D.速度大小大于【答案】BC

【解析】AB.將小球的運(yùn)動(dòng)沿斜面和垂直斜面分解，設(shè)開(kāi)始時(shí)初速度與斜面的夾角為θ，初速度大小為v0，垂直斜面方向的分速度為v0sinθ

，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間有t=2t1=2有上述分析可知，θ角是一定值，與初速度無(wú)關(guān)，所以將小球拋出的初速度增大一倍，小球落到斜面上時(shí)速度與水平方向夾角仍等于30°，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.由上述分析可知，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

t=2t1=2v0sinθgcosθ由之前的分析，沿斜面方向有v沿=三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。在一塊豎直放置的背景板上固定兩個(gè)弧形軌道A、B，用于釋放小鐵球，斜槽末端切線均水平，板上還裝有三個(gè)電磁鐵C、D、E，其中電磁鐵C、D可分別沿軌道A、B移動(dòng)。在軌道A出口處有一個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)S，用以控制電磁鐵E的電源通斷，電磁鐵E可以沿水平桿MN移動(dòng)，當(dāng)它吸上小鐵球時(shí)，該小鐵球中心與從軌道A射出的小鐵球中心在同一水平線上。調(diào)節(jié)球3的位置多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)球1和球3總是在空中相碰，則說(shuō)明球1

；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D到斜槽末端等高的不同位置，發(fā)現(xiàn)球1和球2總能相碰，則說(shuō)明球1

。A.豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.C.水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】

BD

【解析】調(diào)節(jié)球3的位置多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)球1和球3總是在空中相碰，則說(shuō)明兩球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)完全相同，則球1在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，故選B；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D到斜槽末端等高的不同位置，發(fā)現(xiàn)球1和球2總能相碰，則說(shuō)明兩球在水平方向的運(yùn)動(dòng)相同，則球1水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選D。12.某同學(xué)利用手機(jī)的頻閃照相研究平拋運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：(a)用刻度尺測(cè)出每塊磚的厚度d(b)將小球平行于豎直墻面水平向右彈出，利用照相功能記錄其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，洗出照片后，用平滑的曲線連接小球所在的位置，得到小球的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。不計(jì)小球所受阻力，重力加速度為(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇的小球?yàn)?/p>

(單選，填選項(xiàng)序號(hào)A.空心鐵球B.實(shí)心鐵球C.實(shí)心木球(2)圖中的O點(diǎn)

(填“是”或“不是”(3)頻閃照片的照相時(shí)間間隔為(4)小球拋出的初速度大小為

【答案】B不是L

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中，為減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇體積小、密度大的實(shí)心鐵球。

(2)由于豎直方向相等時(shí)間的位移比為1:2:3，不是1:3:5，因此O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。

(3)設(shè)頻閃照片的照相時(shí)間間隔為T(mén)四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。13.福建艦是我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦。2024年5月，借助配重小車(chē)進(jìn)行彈射測(cè)試，若測(cè)試時(shí)，福建艦始終靜止，配重小車(chē)在甲板上由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5s落到海平面。小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，甲板距海平面高度為20m，小車(chē)的落水點(diǎn)到航空母艦前端水平距離為132m。不計(jì)空氣阻力，小車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/(1(2)【答案】(1)設(shè)小車(chē)離開(kāi)甲板后做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t1豎直方向上有h解得t1(2)解得d=

【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見(jiàn)【答案】14.在xOy平面直角坐標(biāo)系中，質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在x方向的位移時(shí)間圖像與y方向的速度時(shí)間圖像分別如圖甲、乙所示。求：(1)求(2

【答案】(1)根據(jù)圖甲可知，質(zhì)點(diǎn)x根據(jù)圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)y方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為a根據(jù)速度公式有v則1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度v解得v(2)結(jié)合上述有x=v解得軌跡方程為y

【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見(jiàn)【答案】15.如圖所示，CPD為一半徑R的豎直半圓形槽，CD為直徑，O點(diǎn)為半圓的圓心，O′位于O點(diǎn)正下方。在距CD上方為h處有一以v0=6m/s的速度順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶，B端恰好在C的正上方，傳送帶滑輪的半徑很小(大小可忽略)，兩端點(diǎn)A、B間的距離L=3m，現(xiàn)將與傳送帶間摩擦因數(shù)μ=0.5的小物塊輕放