廣西專(zhuān)版2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章拋體運(yùn)動(dòng)習(xí)題課一拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊(cè)

習(xí)題課一拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用課后·訓(xùn)練提升合格考過(guò)關(guān)檢驗(yàn)一、選擇題(第1~5題為單選題,第6~7題為多選題)1.如圖所示,橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起,固定在水平面上,它們的豎直邊長(zhǎng)都是各自底邊長(zhǎng)的一半?，F(xiàn)有三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右水平拋出,最終落在斜面上。其落點(diǎn)分別是a、b、c,其中a點(diǎn)位置最低,c點(diǎn)位置最高。下列說(shuō)法正確的是()A.三個(gè)小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度變更最大B.三個(gè)小球比較,落在c點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度變更最快C.三個(gè)小球比較,落在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短D.無(wú)論小球拋出時(shí)初速度多大,落到兩個(gè)斜面上的瞬時(shí)速度都不行能與斜面垂直答案:D解析:依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),速度變更大小可由豎直方向速度變更來(lái)衡量,落在a點(diǎn)的小球下落高度最大,依據(jù)t=2hg和Δvy=gt可知落在a點(diǎn)小球速度變更最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。速度變更快慢即加速度,三者加速度均為重力加速度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。飛行時(shí)間由豎直高度確定,故落在2.如圖所示,在水平放置的半徑為R的圓柱體的正上方的P點(diǎn),將一小球以水平速度v0沿垂直于圓柱體的軸線(xiàn)方向水平拋出,小球飛行一段時(shí)間后恰好從圓柱體的Q點(diǎn)沿切線(xiàn)飛過(guò),測(cè)得O、Q連線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ,那么小球完成這段飛行的時(shí)間是()A.v0gtanC.Rsinθ答案:C解析:依據(jù)幾何關(guān)系可知,水平速度與末速度的夾角為θ,則有tanθ=v解得vy=v0tanθ依據(jù)vy=gt,解得t=v選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。在水平方向有Rsinθ=v0t解得t=R選項(xiàng)D錯(cuò)誤,C正確。3.如圖所示,科考隊(duì)員(示意圖)站在半徑為10m的半圓形隕石坑(直徑水平)邊,沿水平方向向坑中拋出一石子(視為質(zhì)點(diǎn)),石子在坑中的落點(diǎn)P與圓心O的連線(xiàn)與水平方向的夾角為37°,已知石子的拋出點(diǎn)在半圓形隕石坑左端的正上方,且到半圓形隕石坑左端的高度為1.2m。sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。則石子拋出時(shí)的速度大小為()A.9m/s B.12m/sC.15m/s D.18m/s答案:C解析:由題意可知,小石子豎直方向的位移為h=h1+Rsin37°依據(jù)公式可得h=12gt代入數(shù)據(jù),解得t=1.2s小石子水平方向的位移為x=R+Rcos37°又x=v0t代入數(shù)據(jù),可得石子拋出時(shí)的速度大小為v0=15m/s選項(xiàng)C正確。4.如圖所示,排球競(jìng)賽中,某隊(duì)員(示意圖)在距網(wǎng)水平距離為4.8m、距地面3.2m高處將排球沿垂直網(wǎng)的方向以16m/s的速度水平擊出。已知網(wǎng)高2.24m,排球場(chǎng)地長(zhǎng)18m,重力加速度g取10m/s2,可將排球視為質(zhì)點(diǎn),下列推斷正確的是()A.球不能過(guò)網(wǎng)B.球落在對(duì)方場(chǎng)地內(nèi)C.球落在對(duì)方場(chǎng)地底線(xiàn)上D.球落在對(duì)方場(chǎng)地底線(xiàn)之外答案:B解析:由題意可得,排球到達(dá)網(wǎng)正上方的時(shí)間為t=xv此時(shí)間內(nèi)排球下降的高度為h=12gt2=0.因?yàn)棣=3.2m-2.24m=0.96m>0.45m所以球越過(guò)了網(wǎng),且落地時(shí)間為t'=2h則落地的水平位移為x'=vt'=16×0.8m=12.8m因?yàn)閾羟螯c(diǎn)到對(duì)方底線(xiàn)的距離為x″=4.8m+9m=13.8m>12.8m所以球落在對(duì)方場(chǎng)地內(nèi)。選項(xiàng)B正確。5.如圖所示,鋼球從斜槽軌道末端以v0的水平速度飛出,經(jīng)過(guò)時(shí)間t落在斜靠的擋板AB中點(diǎn)。若鋼球以2v0的速度水平飛出,則()A.下落時(shí)間仍為tB.下落時(shí)間為2tC.下落時(shí)間為2tD.落在擋板底端B點(diǎn)答案:C解析:設(shè)AB擋板長(zhǎng)為2l,鋼球以v0飛出后落在擋板中點(diǎn),假設(shè)擋板與水平地面的夾角為θ,鋼球做平拋運(yùn)動(dòng),分解位移,得lcosθ=v0tlsinθ=12gt解得v0=gl若鋼球恰好落在B點(diǎn),則2lcosθ=v1t12lsinθ=1解得v1=2·gl又因?yàn)?v0>v1,所以鋼球以2v0拋出,落在地面上B點(diǎn)右側(cè),落地時(shí)間與落在B點(diǎn)時(shí)間相同。綜合上述分析可知落地時(shí)間t1=2·選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。6.如圖所示,一光滑寬敞的斜面,傾角為θ,高為h,現(xiàn)有一小球在A處以水平速度v0射出,最終從B處離開(kāi)斜面,下列說(shuō)法正確的是()A.小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線(xiàn)B.小球的加速度為gsinθC.小球從A處到達(dá)B處所用的時(shí)間為1D.小球到達(dá)B處的水平方向位移大小s=v02答案:ABC解析:小球受重力和支持力兩個(gè)力作用,合力沿斜面對(duì)下,與初速度方向垂直,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線(xiàn),選項(xiàng)A正確。依據(jù)牛頓其次定律知,小球的加速度a=mgsinθm=gsinθ,選項(xiàng)B正確。小球在沿加速度方向上的位移為hsinθ,依據(jù)hsinθ=12at2,解得t=1sinθ2hg,選項(xiàng)C正確。小球在沿初速度方向的位移x=v07.將一小球以水平速度v0=10m/s從O點(diǎn)向右拋出,經(jīng)3s小球恰好垂直落到斜面上的A點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,B點(diǎn)是小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)在斜面上的落點(diǎn),如圖所示,以下推斷正確的是()A.斜面的傾角是30°B.小球的拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度約是15mC.若將小球以水平速度v0'=5m/s向右拋出,它確定落在AB的中點(diǎn)P的上方D.若將小球以水平速度v0'=5m/s向右拋出,它確定落在AB的中點(diǎn)P處答案:AC解析:作出小球的運(yùn)動(dòng)圖示,如圖所示。設(shè)斜面傾角為θ,對(duì)小球在A點(diǎn)的速度進(jìn)行分解,vy=gt=103m/s,tanθ=v0vy=10103=33,解得θ=30°,選項(xiàng)A正確。小球到A點(diǎn)的豎直距離為h=12gt2=12×10×(3)2m=15m,所以小球的拋出點(diǎn)距斜面的豎直高度確定大于15m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若小球的初速度為v0'=5m/s,過(guò)二、計(jì)算題8.光滑水平面上,一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從靜止起先運(yùn)動(dòng),在前5s受到一個(gè)沿正東方向、大小為4N的水平恒力作用;從第5s末起先改為沿正北方向、大小為2N的水平恒力作用,作用了10s,求物體在15s末的速度及方向。答案:102m/s方向?yàn)闁|偏北45°解析:物體在前5s內(nèi)向東做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度a1=F1m=42m/s2=2m/s2,5s末的速度v1=a1t1=從第5s末起先,物體參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),一是向東做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng);二是向正北方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),物體做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。沿正北方向其加速度a2=F2m=22m/s2=1m/s2,經(jīng)10s運(yùn)動(dòng)的速度v2=a2t2=1×10m/s=10m/s,所以15s末的速度為v=等級(jí)考素養(yǎng)提升一、選擇題(第1~6題為單選題,第7~8題為多選題)1.如圖所示,飛鏢扎氣球是民間消遣嬉戲項(xiàng)目。靶面豎直固定,O點(diǎn)為鏢靶中心,OP水平,OQ豎直。若每次都在空中同一位置M點(diǎn)水平射出飛鏢,且M、O、Q三點(diǎn)在同一豎直平面,忽視空氣阻力。關(guān)于射中靶面O、P、Q三點(diǎn)位置,下列說(shuō)法正確的是()A.射中O點(diǎn)的飛鏢射出時(shí)的速度最小B.射中P點(diǎn)的飛鏢射出時(shí)的速度最大C.射中Q點(diǎn)的飛鏢空中飛行時(shí)間最短D.射中O、P兩點(diǎn)的飛鏢空中飛行時(shí)間不相等答案:B解析:依據(jù)h=12gt2得t=2hg,可知物體下落高度越大,飛鏢飛行時(shí)間越長(zhǎng),所以射中Q點(diǎn)的飛鏢空中飛行時(shí)間最長(zhǎng),射中O、P兩點(diǎn)的飛鏢空中飛行時(shí)間相等,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。依據(jù)v0=xt可知,在x相同的狀況下,下落高度越大,飛行時(shí)間越長(zhǎng),水平速度越小,所以射中Q點(diǎn)的飛鏢射出時(shí)的速度小于射中O點(diǎn)的飛鏢射出時(shí)的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。射中O、P兩點(diǎn)的飛鏢空中飛行時(shí)間相等,但到達(dá)2.在與水平面成θ=30°角的山坡下向坡上拋擲質(zhì)量為0.2kg的石塊,石塊的初速度為v0=10m/s,且與水平方向成60°角,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是()A.石塊在坡上飛行的距離為5mB.石塊落到坡上時(shí)的速度大小為103C.石塊落到坡上的時(shí)間為33D.石塊飛行過(guò)程中距地面的最大高度為10m答案:B解析:石塊在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),初始時(shí)刻,豎直分速度vy0=v0sin60°=10×32m/s=53m/s,水平分速度vx=v0cos60°=10×12m/s=5m/s。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t落在坡上,有tan30°=vy0t-12gt2vxt,代入數(shù)據(jù)解得t=233s,則石塊在坡上飛行的距離s=vxtcos30°=103332m=2033.如圖所示,水平地面固定半徑為5m的四分之一圓弧,O為圓心。在圓心O右側(cè)同一水平線(xiàn)上某點(diǎn)水平向左拋出一個(gè)小球,可視為質(zhì)點(diǎn),恰好垂直擊中圓弧上的D點(diǎn),D點(diǎn)到水平地面的高度為2m,g取10m/s2,則小球拋出時(shí)的速度大小是()A.352C.8153答案:C解析:小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),則豎直分速度vy=2ghED=2垂直擊中D點(diǎn),速度反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)圓心,如圖所示。依據(jù)幾何關(guān)系,有sinθ=h解得θ=37°則在D點(diǎn),分解速度可得v0=vy選項(xiàng)C正確。4.如圖甲所示,拋球嬉戲是小摯友們最喜愛(ài)的項(xiàng)目之一,小摯友站立在水平地面上雙手將皮球水平拋出,皮球進(jìn)入水平籃筐且不擦到籃筐就能獲得小紅旗一枚。如圖乙所示,籃筐的半徑為R,皮球的半徑為r,籃筐中心和出手處皮球的中心高度分別為h1和h2,兩中心在水平地面上的投影點(diǎn)O1、O2之間的距離為d。忽視空氣的阻力,已知重力加速度為g。設(shè)水平投籃出手速度為v,要使皮球能入筐,下列說(shuō)法正確的是()A.皮球出手速度越大,皮球進(jìn)筐前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)B.皮球從出手到入筐運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2C.皮球出手速度v的最大值為(d+R-r)gD.皮球出手速度v的最小值為(d-R+r)2答案:C解析:平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落的高度確定,則進(jìn)筐的皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。皮球沿O2O1連線(xiàn)的方向投出,并能進(jìn)筐的圖示如圖所示,作出皮球中心的運(yùn)動(dòng)軌跡,下落的高度為h2-h1,由h=12gt2得t=2(h2-vmax=d+R-r2最小速度為vmin=d-R+r2選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。5.如圖所示,傾角為θ的斜面體固定在水平面上,小球從斜面上方的A點(diǎn)以初速度v0水平向右拋出,落在斜面上的C點(diǎn),AC連線(xiàn)與斜面垂直。若小球從斜面上的B點(diǎn)以初速度v0水平向左拋出,則小球落在斜面上的D點(diǎn),A、B在同一水平線(xiàn)上,則下列說(shuō)法正確的是()A.D點(diǎn)確定在斜面上C點(diǎn)下方B.D點(diǎn)確定在斜面上C點(diǎn)上方C.D點(diǎn)與C點(diǎn)可能重合D.D點(diǎn)與C點(diǎn)確定重合答案:C解析:設(shè)小球從A點(diǎn)平拋落到斜面上的時(shí)間為t1,依據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=x解得t1=2設(shè)小球從B點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,依據(jù)幾何關(guān)系有tanθ=y解得t2=2所以t2t1=明顯,當(dāng)θ=45°時(shí),兩個(gè)時(shí)間相等,下落高度相同,兩球落點(diǎn)重合;假如θ>45°,則D點(diǎn)在斜面上C點(diǎn)下方;若θ<45°,則D點(diǎn)在斜面上C點(diǎn)上方,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確。6.如圖所示,在豎直的平面直角坐標(biāo)系xOy中,一無(wú)阻擋的拋物線(xiàn)邊界y=x2把平面分為兩部分,在y軸上A處有一質(zhì)點(diǎn)小球以v0=25m/s的初速度垂直于y軸射出,已知lOA=5m,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則()A.小球到達(dá)邊界的時(shí)間為55B.小球到達(dá)邊界的位置為(-2m,2m)C.小球到達(dá)x軸時(shí)速度方向與x軸負(fù)方向成30°D.經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,小球速度方向可能和y軸平行答案:A解析:小球做平拋運(yùn)動(dòng),則其坐標(biāo)分別為x=-v0ty=y0-12gt其中y0=5m聯(lián)立得y=-14x2+聯(lián)立y=x2可得x=-2m,y=4m故與邊界交點(diǎn)坐標(biāo)為(-2m,4m),故達(dá)到邊界的時(shí)間為t=|x|v選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。小球下落OA高度時(shí),豎直方向的速度大小為vy=2gl到達(dá)x軸時(shí)速度方向與水平方向的夾角的正切值為tanθ=v即θ不為30°,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。依據(jù)tanθ=gtv0,可知由于有初速度,小球速度不行能與7.如圖所示,兩個(gè)傾角分別為30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上,兩斜面間距大于小球直徑,斜面高度相等。有三個(gè)完全相同的小球a、b、c,起先均靜止于同一高度處,其中b小球在兩斜面之間,a、c兩小球在斜面頂端。若同時(shí)釋放,小球a、b、c到達(dá)該水平面的時(shí)間分別為t1、t2、t3,若同時(shí)沿水平方向拋出,初速度方向如圖所示,小球a、b、c到達(dá)該水平面的時(shí)間分別為t1'、t2'、t3',下列關(guān)于時(shí)間的關(guān)系不正確的是()A.t1>t3>t2 B.t1=t1'、t2=t2'、t3=t3'C.t1'>t3'>t2' D.t1<t1'、t2<t2'、t3<t3'答案:ABC解析:第一種狀況:b球做自由落體運(yùn)動(dòng),a、c做勻加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)斜面的高度為h,則對(duì)a球:hsin30°=對(duì)b球:h=1對(duì)c球:hsin45°=由數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)得t1>t3>t2其次種狀況:a、b、c三球都沿水平方向有初速度,而水平方向不受力,故做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);a、c小球沿斜面對(duì)下方向分運(yùn)動(dòng)不變,b球豎直方向分運(yùn)動(dòng)也不變,故t1=t1',t2=t2',t3=t3'。選項(xiàng)A、B、C正確,D錯(cuò)誤。8.2024年2月20日,第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在北京圓滿(mǎn)閉幕,中國(guó)代表隊(duì)取得了我國(guó)參與冬奧會(huì)的歷史最好成果。跳臺(tái)滑雪是冬奧會(huì)的競(jìng)賽項(xiàng)目之一,其簡(jiǎn)化示意圖如圖所示,一運(yùn)動(dòng)員穿著專(zhuān)用滑雪板,在助滑道上獲得確定速度后從坡頂A點(diǎn)以速度v0水平飛出,在空中飛行一段距離后,在斜坡(視作斜面)上B點(diǎn)著陸。若不考慮空氣阻力,下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的說(shuō)法正確的是()A.飛行過(guò)程中確定有某一時(shí)刻離坡面距離最大B.飛行過(guò)程中確定有某一時(shí)刻瞬時(shí)速度方向與坡面平行C.若變更初速度v0的大小,則運(yùn)動(dòng)員空中飛行時(shí)間不變D.若變更初速度v0的大小,則運(yùn)動(dòng)員落到坡面上時(shí)的瞬時(shí)速度方向都相同答案:ABD解析:如圖甲所示,v0可以在垂直于坡面對(duì)上和沿坡面對(duì)下兩個(gè)方向分解,而g可以在垂直于坡面對(duì)下和沿坡面對(duì)下兩個(gè)方向分解,當(dāng)v0在垂直于坡面對(duì)上的分速度減小至零時(shí),運(yùn)動(dòng)員的瞬時(shí)速度方向與坡面平行,此刻離坡面距離最大,選項(xiàng)A、B正確。若變更初速度v0的大小,運(yùn)動(dòng)員經(jīng)t時(shí)間落在坡