2023春新教材高中物理第5章拋體運動4拋體運動的規(guī)律課后提能訓練新人教版

第五章4A組·水平過關1．(2022年深圳名校期末)如圖所示，某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔廢球，結果恰好從桶的右側(cè)邊緣飛到地面，不計空氣阻力．為了能把廢球扔進垃圾桶中，則此人水平拋球時，可以做出的調(diào)整為()A．初速度不變，拋出點在原位置正上方B．初速度不變，拋出點在原位置正右側(cè)C．減小初速度，拋出點在原位置正上方D．增大初速度，拋出點在原位置正上方【答案】C2．將一個物體以15m/s的速度從20m的高度水平拋出，落地時它的速度方向與地面夾角是(不計空氣阻力，g取10m/s2)()A．37° B．45°C．53° D．60°【答案】C【解析】物體做平拋運動，落地時在水平方向的分速度vx＝v0＝15m/s，豎直方向由勻變速運動規(guī)律知veq\o\al(2,y)－0＝2gh，由此得vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×20)m/s＝20m/s.若速度方向與地面的夾角用θ來表示，則tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(20,15)＝eq\f(4,3)，所以θ＝53°，故C正確．3．游樂場內(nèi)兩支玩具槍在同一位置先后沿水平方向各射出一顆子彈，打在遠處的同一個靶上，A為甲槍子彈留下的彈孔，B為乙槍子彈留下的彈孔，兩彈孔在豎直方向上相距高度為h，如圖所示，不計空氣阻力，關于兩槍射出的子彈初速度大小，下列判斷正確的是()A．甲槍射出的子彈初速度較大B．乙槍射出的子彈初速度較大C．甲、乙兩槍射出的子彈初速度一樣大D．無法比較甲、乙兩槍射出的子彈初速度的大小【答案】A【解析】豎直高度決定運動時間，因為甲槍子彈豎直高度小，所以運動時間短，水平方向做勻速直線運動，因為位移相同，可知甲槍射出的子彈初速度較大，故選A．4．如圖所示，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，則下列說法正確的是()A．落在A處的石塊初速度較大，運動時間較長B．落在B處的石塊初速度較大，運動時間較短C．落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角小D．兩石塊的末速度與水平方向的夾角相等【答案】B【解析】小球落在B處的高度低，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2知，運動時間短，但是水平位移大，則初速度大，故A錯誤，B正確；落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角tanθ＝eq\f(gt,v0)，落在A處的石塊運動時間長，但初速度小，所以落在A處的石塊的末速度與水平方向的夾角較大，故C、D錯誤．5．如圖所示，一小球以大小為v0的水平速度從一個傾角為37°的足夠長的固定斜面頂端向右拋出．不計空氣阻力，則小球距離斜面最遠時的速度大小為(已知sin37°＝0.6)()A．eq\f(5,4)v0 B．eq\f(5,3)v0C．eq\f(3,4)v0 D．eq\f(4,3)v0【答案】A【解析】當小球速度方向與斜面平行時離斜面最遠，速度的水平分量不變?nèi)詾関0，由幾何關系可知此時水平速度方向和合速度方向的夾角為37°，則有vcos37°＝v0，解得v＝eq\f(v0,cos37°)＝eq\f(5v0,4)，故A正確，B、C、D錯誤．6．如圖，以9.8m/s的速度水平拋出的物體飛行一段時間后，垂直撞在傾角θ＝30°的斜面上，可知物體完成這段飛行的時間為(g取9.8m/s2)()A．eq\r(3)s B．eq\f(2\r(3),3)sC．eq\f(\r(3),3)s D．2s【答案】A【解析】物體做平拋運動，當垂直撞在傾角為30°的斜面上時，速度與斜面垂直，把物體的速度分解，此時物體在豎直方向上的分速度大小為vy＝eq\f(v0,tanθ).由vy＝gt，可得運動的時間t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(v0,gtanθ)＝eq\r(3)s.7．如圖所示，位于同一高度的小球A、B分別以v1和v2的速度水平拋出，都落在了傾角為30°的斜面上的C點，小球B恰好垂直打到斜面上，則v1、v2之比為()A．1∶1 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2【答案】D【解析】小球A做平拋運動，根據(jù)分位移公式，有x＝v1t，豎直位移y＝eq\f(1,2)gt2.又有tan30°＝eq\f(y,x)，聯(lián)立可得v1＝eq\f(\r(3),2)gt.小球B恰好垂直打到斜面上，則有tan30°＝eq\f(v2,gt)，可得v2＝eq\f(\r(3),3)gt，所以有v1∶v2＝3∶2，D正確．8．平拋一小球，當拋出1s后它的速度方向與水平方向的夾角α＝45°，落地時速度方向與水平方向成β＝60°角，g取10m/s2，求：(1)初速度大??；(2)落地速度大小；(3)拋出點離地面的高度．【答案】(1)10m/s(2)20m/s(3)15m【解析】將平拋運動分解為水平和豎直兩個方向的分運動，由題意作出運動軌跡如圖所示．(1)初速度用v0表示，因為tanα＝eq\f(vy1,v0)＝1，又vy1＝gt，代入數(shù)據(jù)，得v0＝10m/s.(2)由圖可知cosβ＝eq\f(v0,v)，則v＝eq\f(v0,cosβ)＝eq\f(10,cos60°)m/s＝20m/s.(3)由veq\o\al(2,y2)＋veq\o\al(2,0)＝v2，得vy2＝eq\r(v2－v\o\al(2,0))＝eq\r(202－102)m/s＝10eq\r(3)m/s.在豎直方向上有veq\o\al(2,y2)＝2gh，代入數(shù)據(jù)，得h＝15m.9．(2021年韶關名校模擬)如圖所示，一同學分別在同一直線上的A、B、C三個位置投擲籃球，結果都垂直擊中籃筐，擊中時速度分別為v1、v2、v3.若籃球出手時高度相同，出手速度方向與水平方向夾角分別為θ1、θ2、θ3，下列說法正確的是()A．v1＜v2＜v3 B．v1＞v2＞v3C．θ1＞θ2＞θ3 D．θ1＝θ2＝θ3【答案】B【解析】三個籃球都垂直擊中籃筐，其逆過程是平拋運動，設任一籃球擊中籃筐的速度為v，上升的高度為h，水平位移為x.則有x＝vt，h＝eq\f(1,2)gt2，解得v＝xeq\r(\f(g,2h))，h相同，則v∝x，則得v1＞v2＞v3，故A錯誤，B正確．根據(jù)速度的分解有tanθ＝eq\f(gt,v)，t相同，v1＞v2＞v3，則得θ1＜θ2＜θ3，故C、D錯誤．10．如圖所示，輪滑運動員從較高的弧形坡面上滑到A處時，沿水平方向飛離坡面，在空中劃過一段拋物線后，再落到傾角為θ的斜坡上，若飛出時的速度大小為v0，則()A．運動員落到斜坡上時，速度方向與坡面平行B．運動員落回斜坡時的速度大小是eq\f(v0,cosθ)C．運動員在空中經(jīng)歷的時間是eq\f(v0tanθ,g)D．運動員的落點B與起飛點A的距離是eq\f(2v\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)【答案】D【解析】因為平拋運動某時刻的速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，可知運動員落在斜坡上時，速度方向與斜面不平行，故A錯誤；根據(jù)tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，得運動員飛行的時間為t＝eq\f(2v0tanθ,g)，則豎直分速度為vy＝gt＝2v0tanθ.根據(jù)平行四邊形定則可知，落回斜坡時的速度為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋4v\o\al(2,0)tan2θ)＝v0eq\r(1＋4tan2θ)，故B、C錯誤；AB間的距離為s＝eq\f(v0t,cosθ)＝eq\f(2v\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)，故D正確．B組·能力提升11．如圖所示的光滑斜面長為l，寬為b，傾角為θ，一物塊(可看成質(zhì)點)沿斜面左上方頂點P以初速度v0水平射入，恰好從底端Q點離開斜面，則()A．物塊由P點運動到Q點所用的時間t＝2eq\r(\f(2l,gsinθ))B．物塊由P點運動到Q點所用的時間t＝eq\r(\f(2l,g))C．初速度v0＝beq\r(\f(g,2l))D．初速度v0＝beq\r(\f(gsinθ,2l))【答案】D【解析】根據(jù)牛頓第二定律，得物體的加速度為a＝eq\f(G1,m)＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ.根據(jù)l＝eq\f(1,2)at2，有t＝eq\r(\f(2l,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθ))，故A、B錯誤；根據(jù)b＝v0t，有v0＝eq\f(b,t)＝eq\f(b,\r(\f(2l,gsinθ)))＝beq\r(\f(gsinθ,2l))，故C錯誤，D正確．12．如圖所示，一名運動員欲騎車越過寬度d＝2m的壕溝AB，現(xiàn)已知兩溝沿的高度差h＝0.4m．求車速至少多大才能安全越過壕溝．(g取10m/s2)【答案】5eq\r(2)m/s【解析】運動員騎車過壕溝的過程中，人和車做平拋運動，要安全越過壕溝，則須滿足豎直方向下落h時，水平位移s＝v0t≥d豎直方向h＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v0≥5eq\r(2)m/s，即車速至少為5eq\r(2)m/s才能安全越過壕溝．13．如圖所示，射擊槍水平放置，射擊槍與目標靶中心位于同一水平線上，槍口與目標靶之間的距離s＝100m，子彈從槍口水平射出擊中目標靶位置離靶中心高度h＝0.2m，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：(1)子彈從射出到擊中目標靶的時間；(2)子彈射出槍口時的速度大小．【答案】(1)0.2s(2)500m/s【解析】(1)根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，可得t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.2s.(2)水平方向s＝v0t，解得v0＝500m/s.14．如圖所示，在傾角為37°的斜面上從A點以6m/s的初速度水平拋出一個小球，小球落在B點．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小為g，求：(1)A、B兩點間的距離和小球在空中飛行的時間；(2)小球剛碰到斜面時的速度方向與水平方向夾角的正切值．【答案】(1)6.75m,0.9s(2)eq\f(3