2024-2025學年新教材高中物理第五章拋體運動第4節(jié)第1課時拋體運動的特點及其運動規(guī)律訓練含解析新人教版必修2

PAGE9-拋體運動的規(guī)律第1課時拋體運動的特點及其運動規(guī)律學問點一拋體運動1.(多選)關于平拋運動，下列說法中正確的是()A．水平拋出的運動就是平拋運動B．平拋運動是勻變速曲線運動C．平拋運動的初速度越大，物體下落得越快D．平拋運動的速度方向始終在變更2．人站在平臺上平拋一小球，球離手的速度為v1，落地時速度為v2，不計空氣阻力，下圖中能表示出速度矢量的演化過程的是()學問點二拋體運動的規(guī)律3.關于平拋運動的下列論述中，正確的是()A．從同一高度以不同速度同時水平拋出兩個物體，它們落地的時間肯定相同B．從同一高度以不同速度同時水平拋出兩個物體，它們落地時的水平距離肯定相同C．從不同高度以相同速度同時水平拋出兩個物體，它們落地的時間肯定相同D．從不同高度以相同速度同時水平拋出兩個物體，它們落地時的水平距離肯定相同4．(多選)如圖所示，某同學分別在同始終線上的A、B、C三個位置投擲籃球，結果都擊中籃筐，若籃球出手時高度相同，擊中籃筐時籃球的速度方向均沿水平方向，大小分別vA、vB、vC，拋出時速度的方向與水平方向的夾角分別是θA、θB、θC，籃球的運動時間分別為tA、tB、tC，則下列關系正確的是()A．vA＝vB＝vCB．vA<vB<vCC．tA＝tB＝tCD．θA<θB<θC關鍵實力綜合練進階訓練其次層一、單選題1．“套圈圈”是老少皆宜的嬉戲，如圖，大人和小孩在同一豎直線上的不同高度處分別以水平速度v1、v2拋出鐵絲圈，都能套中地面上同一目標．設鐵絲圈在空中運動的時間分別為t1、t2，則()A．v1＝v2B．v1>v2C．t1＝t2D．t1>t22．如圖所示，A、B兩點在同一豎直面內，A點比B點高h，兩點間的水平距離為s.現在從A、B兩點同時相向拋出兩個小球，不計空氣阻力，則()A．若只調整h，兩球根本不行能在空中相遇B．若只調整s，兩球有可能在空中相遇C．若只調整h，兩球有可能在空中相遇D．若只調整兩球拋出的速度大小，兩球有可能在空中相遇3．一階梯如圖所示，其中每級臺階的高度和寬度都是0.4m，一小球以水平速度v飛出，欲打在第4級臺階上，g取10m/s2，則v的取值范圍是()A.eq\r(6)m/s<v≤2eq\r(2)m/sB．2eq\r(2)m/s<v≤3.5m/sC.eq\r(2)m/s<v<eq\r(6)m/sD．2eq\r(2)m/s<v<2eq\r(6)m/s4．如圖所示，將小球從空中的A點以速度v0水平向右拋出，不計空氣阻力，小球剛好擦過豎直擋板落在地面上的B點．若使小球仍剛好擦過豎直擋板且落在地面上B點的右側，下列方法可行的是()A．在A點將小球以大于v0的速度水平拋出B．在A點將小球以小于v0的速度水平拋出C．在A點正上方某位置將小球以小于v0的速度水平拋出D．在A點正下方某位置將小球以大于v0的速度水平拋出二、多選題5．如圖所示，在豎直面內的直角坐標系中，x坐標軸在水平地面上，A、B、C三個小球沿圖示方向做平拋運動，下列表述正確的是()A．若A、B、C同時拋出，只需滿意vc>vB>vA，就恰好能同時在地面相遇B．若A、B能在地面相遇，則A、B在空中運動的時間之比為2︰1C．若A、C在(x0,0)相遇，則肯定滿意vA＝vcD．若B、C同時起先做平拋運動，二者絕不行能在空中相遇6．如圖所示，某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個質量為m的高爾夫球，由于恒定的水平風力的作用，高爾夫球豎直地落入距擊球點水平距離為L的A穴，則()A．該球從被擊出到落入A穴所用時間為eq\r(\f(g,2h))B．該球從被擊出到落入A穴所用時間為eq\r(\f(2h,g))C．球被擊出時的初速度大小為Leq\r(\f(2g,h))D．球被擊出時的初速度大小為Leq\r(\f(g,2h))三、計算題7．將某一物體以肯定的初速度水平拋出，在某1s內其速度方向與水平方向的夾角由37°變成53°，則此物體的初速度大小是多少？此物體在這1s內下落的高度是多少？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，結果保留兩位有效數字)學科素養(yǎng)升級練進階訓練第三層1．一帶有乒乓球放射機的乒乓球臺如圖所示．水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網高度為h.放射機安裝于臺面左側邊緣的中點，能以不同速率向右側不同方向水平放射乒乓球，放射點距臺面高度為3h.不計空氣的作用，重力加速度大小為g.若乒乓球的放射速率v在某范圍內，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網右側臺面上，則v的最大取值范圍是()A.eq\f(L1,2)eq\r(\f(g,6h))<v<L1eq\r(\f(g,6h))B.eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h))<v<eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))C.eq\f(L1,2)eq\r(\f(g,6h))<v<eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))D.eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h))<v<eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h))2．(多選)如圖所示，一位網球運動員以拍擊球，使網球沿水平方向飛出．第一只球飛出時的初速度為v1，落在自己一方場地上后，彈跳起來，剛好擦網而過，落在對方場地的A點處．其次只球飛出時的初速度為v2，干脆擦網而過，也落在A點處．設球與地面碰撞時沒有能量損失，且不計空氣阻力，則()A．兩球飛出時的初速度之比v1︰v2＝1︰3B．兩球飛出時的初速度之比v1︰v2＝1︰2C．運動員擊球點的高度H與網高h之比H︰h＝4︰3D．運動員擊球點的高度H與網高h之比H︰h＝3︰23．如圖所示，一裝甲車在水平地面上以速度v0＝20m/s沿直線前進，車上機槍的槍管水平，距地面高為h＝1.8m．在車正前方豎直放置一塊高為兩米的長方形靶，其底邊與地面接觸．槍口與靶距離為L時，機槍手正對靶射出第一發(fā)子彈，子彈相對于槍口的初速度為v＝800m/s.在子彈射出的同時，裝甲車起先勻減速運動，行進s＝90m后停下．裝甲車停下后，機槍手以相同方式射出其次發(fā)子彈．(不計空氣阻力，子彈看成質點，重力加速度g取10m/s2)(1)求裝甲車勻減速運動時的加速度大小．(2)當L＝410m時，求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度，并計算靶上兩個彈孔之間的距離．(3)若靶上只有一個彈孔，求L的范圍．第4節(jié)拋體運動的規(guī)律第1課時拋體運動的特點及其運動規(guī)律必備學問基礎練1．答案：BD解析：水平拋出的物體，若只受重力作用，其運動才是平拋運動，故A錯誤；平拋運動的加速度恒為g，則平拋運動是勻變速曲線運動，故B正確；平拋運動的加速度恒為g，物體下落的快慢程度相同，故C錯誤；平拋運動的速度方向始終在變更，故D正確．2．答案：C解析：小球做的是平拋運動，任何時刻在水平方向的速度大小都是不變的，即任何時刻速度的水平重量都是一樣的，在豎直方向上是自由落體運動，豎直方向上的速度在勻稱增大，故C正確．3．答案：A解析：依據h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，高度相同，所以落地時間相同，故A正確．飛行時間t＝eq\r(\f(2h,g))，水平距離x＝v0t，因為高度相同但初速度不同，所以水平距離不同，故B錯誤．依據h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，高度不同，所以落地時間不同，故C錯誤．飛行時間t＝eq\r(\f(2h,g))，水平距離x＝v0t，因為高度不同，雖然初速度相同，但水平距離不同，故D錯誤．4．答案：CD解析：因為擊中籃筐時籃球的速度方向均沿水平方向，所以豎直方向：0－veq\o\al(2,y)＝－2gh,0－vy＝－gt，所以運動時間相同，豎直初速度相同；但水平方向x＝vt，所以vA>vB>vC，故A、B錯誤，C正確．夾角的正切值tanθ＝eq\f(vy,v)，依據以上分析得出θA<θB<θC，故D正確．關鍵實力綜合練1．答案：D解析：鐵絲圈做平拋運動，豎直分運動是自由落體運動，依據h＝eq\f(1,2)gt2，有：t＝eq\r(\f(2h,g))，故t1>t2，故C錯誤，D正確；水平分位移相同，由于t1>t2，依據x＝v0t，有v1<v2，故A、B均錯誤．2．答案：C解析：由于平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，若將h調整到零，即拋出高度相同，兩球同時拋出，故兩個球始終在同一高度，落地前有可能相遇，故A錯誤，C正確；若只調整s或拋出速度，則兩球不會在同一高度，因此不會相遇，故B、D均錯誤．3．答案：A解析：若小球打在第4級臺階的邊緣上，高度h＝4d，依據h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(8d,g))＝eq\r(\f(8×0.4,10))s＝eq\r(0.32)s，水平位移x1＝4d，則平拋的最大初速度v1＝eq\f(x1,t1)＝eq\f(1.6,\r(0.32))m/s＝2eq\r(2)m/s.若小球打在第3級臺階的邊緣上，高度h′＝3d，依據h′＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(6d,g))＝eq\r(\f(6×0.4,10))s＝eq\r(0.24)s，水平位移x2＝3d，則平拋運動的最小初速度v2＝eq\f(x2,t2)＝eq\f(1.2,\r(0.24))m/s＝eq\r(6)m/s.所以速度范圍為eq\r(6)m/s<v≤2eq\r(2)m/s.4．答案：D解析：A、B錯：在A點將小球水平拋出，落地時平拋運動的時間相等，當時速度大于v0時，小球運動到擋板正上方所用時間變短，下落的高度變小，將從擋板正上方越過；當時速度小于v0時，小球運動到擋板時所用時間變短，下落的高度變大，將撞在擋板上．C錯，D對：依據h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，水平位移x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，豎直分速度vy＝gt.則知在A點正上方某位置將小球以小于v0的速度水平拋出時，小球剛好擦過豎直擋板時所用時間變長，豎直分速度變大，能使小球落在擋板和B點之間；在A點正下方某位置將小球以大于v0的速度水平拋出時，小球剛好擦過豎直擋板時所用時間變短，豎直分速度變小，能使小球落在地面上的B點右側，可行的方法只有D.5．答案：CD解析：若A、B、C三球同時拋出，因A、C兩球的豎直高度與B球不同，豎直分運動均是自由落體運動，所以A、C兩球不行能與B球相遇，故A錯誤；若A、B兩球能在地面相遇，依據h＝eq\f(1,2)gt2可知，兩個球運動時間之比為eq\r(2)︰1，故B錯誤；若A、C兩球在(x0,0)點相遇，由于水平分運動是勻速直線運動，水平分位移相等，時間也相等，故水平分速度相等，即初速度相等，肯定滿意vA＝vC，故C正確；平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，若B、C兩球同時起先做平拋運動，二者不行能在空中相遇，故D正確．6．答案：BC解析：因為風力沿水平方向，所以高爾夫球在豎直方向上只受到重力作用而做自由落體運動，由h＝eq\f(1,2)gt2得該球被擊出到落入A穴所用的時間為t＝eq\r(\f(2h,g))，故A錯誤，B正確；水平方向上高爾夫球受到恒定風力作用做勻減速運動，高爾夫球豎直落入A穴，說明通過L的距離時水平速度恰好減小到零，故在水平方向上有L＝eq\f(v0＋0,2)t，解得v0＝Leq\r(\f(2g,h))，故C正確，D錯誤．7．答案：17m/s18m解析：做平拋運動的物體，其水平方向的分運動是勻速直線運動，故物體在某1s初、末時刻水平方向的分速度相等，利用三角函數關系將豎直方向的分速度大小用水平方向的分速度大小表示出來，再依據豎直方向的分運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動的規(guī)律進行求解．解法1：(基本規(guī)律法)物體的運動軌跡如圖所示，設其1s初經過A點時vA與水平方向的夾角為37°，此秒未經過B點時vB與水平方向的夾角為53°，從初始位置到A點經驗的時間為t，則到B點共經驗t＋1s.vyA＝gt＝v0tan37°vyB＝g(t＋1s)＝v0tan53°由以上兩式聯立解得初速度v0≈17m/s，t＝eq\f(9,7)s物體在這1s內下落的高度Δh＝yB－yA＝eq\f(1,2)g(t＋1)2－eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×(eq\f(9,7)＋1)2m－eq\f(1,2)×10×(eq\f(9,7))2m≈18m.解法2：(矢量圖解法)如圖所示，Δv＝v0tan53°－v0tan37°又因為Δv＝gΔt，Δt＝1s解得v0＝eq\f(gΔt,tan53°－tan37°)≈17m/sΔh＝eq\f(v\o\al(2,yB)－v\o\al(2,yA),2g)＝eq\f(v0tan53°2－v0tan37°2,2g)≈18m.學科素養(yǎng)升級練1．答案：D解析：設以速率v1放射乒乓球，經過時間t1剛好落到球網正中間．則豎直方向上有3h－h(huán)＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)①，水平方向上有eq\f(L1,2)＝v1t1②.由①②兩式可得v1＝eq\f(L1,4)eq\r(\f(g,h)).設以速率v2放射乒乓球，經過時間t2剛好落到球網右側臺面的兩角處，在豎直方向有3h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)③，在水平方向有eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,2)))2＋L\o\al(2,1))＝v2t2④.由③④兩式可得v2＝eq\f(1,2)eq\r(\f(4L\o\al(2,1)＋L\o\al(2,2)g,6h)).則v的最大取值范圍為v1<v<v2.故D正確．2．答案：AC解析：兩球被擊中后均做平拋運動，依據平拋運動的規(guī)律可知，兩球從被擊至各自第一次落地時間相等．由題圖可知，兩球從擊出至第一次落地的水平射程之比為x1︰x2＝1︰3，則兩球飛出時的初速度之比為v1︰v