2024-2025學年高中物理第五章第2節(jié)平拋運動練習含解析新人教版必修2

PAGE8-平拋運動[隨堂檢測]1．關于平拋運動，下列說法不正確的是()A．平拋運動是一種在恒力作用下的曲線運動B．平拋運動的速度方向與恒力方向的夾角保持不變C．平拋運動的速度大小是時刻變更的D．平拋運動的速度方向與加速度方向的夾角肯定越來越小解析：選B.平拋運動的物體只受重力作用，故A正確；平拋運動是曲線運動，速度時刻變更，由v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋g2t2)知，合速度v在增大，故C正確；對平拋物體的速度方向與加速度方向的夾角，有tanθ＝eq\f(v0,vy)＝eq\f(v0,gt)，因t始終增大，所以tanθ變小，θ變小，故D正確，B錯誤．2．(多選)人在距地面高h、離靶面距離L處，將質(zhì)量為m的飛鏢以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如圖所示．只變更h、L、m、v0四個量中的一個，可使飛鏢投中靶心的是()A．適當減小v0 B．適當提高hC．適當減小m D．適當減小L解析：選BD.若不計空氣阻力，飛鏢做平拋運動，水平方向上：L＝v0t，豎直方向上：y＝eq\f(gt2,2)，解得：y＝eq\f(gL2,2veq\o\al(2,0))，若讓飛鏢打在靶心，則y應當減小，即增大v0，或減小人和靶面間的距離L，v0、L不變時，也可以增大飛鏢投出的高度h，A錯誤，B、D正確；由y＝eq\f(gL2,2veq\o\al(2,0))可知y與m無關，C錯誤．3．發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽視空氣的影響)．速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其緣由是()A．速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B．速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D．速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大解析：選C.發(fā)球機從同一高度水平射出兩個速度不同的乒乓球，依據(jù)平拋運動規(guī)律，豎直方向上，h＝eq\f(1,2)gt2，可知兩球下落相同距離h所用的時間是相同的，選項A錯誤；由veq\o\al(2,y)＝2gh可知，兩球下落相同距離h時在豎直方向上的速度vy相同，選項B錯誤；由平拋運動規(guī)律，水平方向上，x＝vt，可知速度較大的球通過同一水平距離所用的時間t較少，選項C正確；由于做平拋運動的球在豎直方向的運動為自由落體運動，兩球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離相同，選項D錯誤．4．有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍．現(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計空氣阻力．圖中①為A的運動軌跡，則B的運動軌跡是()A．① B．②C．③ D．④解析：選A.由于不計空氣阻力，因此小球以相同的速率沿相同的方向拋出，在豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向的初速度相同，加速度為重力加速度，水平方向的初速度相同，因此兩小球的運動狀況相同，即B球的運動軌跡與A球的一樣，A項正確．5．如圖所示，B點位于斜面底端M點的正上方，并與斜面頂端A點等高，且高度為h，在A、B兩點分別以速度va和vb沿水平方向拋出兩個小球a、b(可視為質(zhì)點)，若a球落到M點的同時，b球恰好落到斜面的中點N，不計空氣阻力，重力加速度為g，則()A．va＝vbB．va＝eq\r(2)vbC．a(chǎn)、b兩球同時拋出D．a(chǎn)球比b球提前拋出的時間為(eq\r(2)－1)eq\r(\f(2h,g))解析：選B.據(jù)題意，由于a球落到斜面底端M點時b球落到斜面中點，則可知a球的水平位移和豎直位移都是b球的兩倍，即xa＝2xb，ha＝2hb，由h＝eq\f(1,2)gt2和x＝vt得v＝xeq\r(\f(g,2h))，故eq\f(va,vb)＝eq\f(2,\r(2))，va＝eq\r(2)vb，故選項A錯誤，選項B正確；由于拋出時兩球所在的高度相同，下落高度不同，假如同時拋出，b球應當先到達斜面中點，故選項C錯誤；a球的運動時間為：ta＝eq\r(\f(2h,g))，b球的運動時間為：tb＝eq\r(\f(h,g))，a球先運動，Δt＝ta－tb＝(eq\r(2)－1)eq\r(\f(h,g))，故選項D錯誤．6．平拋一小球，當拋出1s后它的速度方向與水平方向的夾角為45°，落地時速度方向與水平方向成60°角，g＝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．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)設初速度為v0，則tanα＝eq\f(vy1,v0)＝1，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－veq\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．答案：(1)10m/s(2)20m/s(3)15m[課時作業(yè)]一、單項選擇題1．關于平拋運動，下列說法正確的是()A．平拋運動是勻速運動B．平拋運動是勻變速曲線運動C．平拋運動是非勻變速運動D．平拋運動的落地速度可能是豎直向下的解析：選B.做平拋運動的物體只受重力，其運動性質(zhì)是勻變速曲線運動，加速度是重力加速度．故A、C、D錯誤，B正確．2．一個物體從某一確定的高度以初速度v0水平拋出，已知它落地時的速度大小為v，那么它的運動時間是()A．eq\f(v－v0,g) B．eq\f(v－v0,2g)C．eq\f(v2－veq\o\al(2,0),2g) D．eq\f(\r(v2－veq\o\al(2,0)),g)解析：選D.可依據(jù)速度的分解求取豎直方向上的落地速度，從而據(jù)豎直方向上的自由落體運動規(guī)律求運動時間．因為vy＝gt，又vy＝eq\r(v2－veq\o\al(2,0))，故t＝eq\f(\r(v2－veq\o\al(2,0)),g)，故選項D正確．3．距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點相距2m，在B點用細線懸掛一小球，離地高度為h，如圖．小車始終以4m/s的速度沿軌道勻速運動，經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至B點時細線被軋斷，最終兩球同時落地．不計空氣阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2．可求得h等于()A．1．25m B．2．25mC．3．75m D．4．75m解析：選A.依據(jù)兩球同時落地可得eq\r(\f(2H,g))＝eq\f(dAB,v)＋eq\r(\f(2h,g))，代入數(shù)據(jù)得h＝1.25m，選項A正確．4．如圖所示，在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0運動，同時刻在它的正上方有一小球b也以初速度v0被水平拋出，并落于c點，則()A．小球a先到達c點 B．小球b先到達c點C．兩球同時到達c點 D．不能確定解析：選C.平拋的小球和地面上的小球在水平方向上均做速度為v0的勻速直線運動，因此肯定同時到達c點，C正確．5．如圖所示，空中懸掛一串五彩圓環(huán)，圓環(huán)面垂直于屏面，一支玩具手槍的槍管與綠環(huán)的圓心在同一條直線上，管口與綠環(huán)的距離為L，綠環(huán)的圓心離地面的高度為H，現(xiàn)使手槍射出一顆子彈，同時自由釋放這串五彩圓環(huán)，子彈可能擊中()A．紅環(huán) B．藍環(huán)C．黃環(huán) D．綠環(huán)解析：選D.子彈從槍管射出后做平拋運動，同時五彩圓環(huán)自由下落，子彈與五彩圓環(huán)在豎直方向上的運動狀態(tài)相同，又因為子彈與綠環(huán)的圓心在同始終線上，以綠環(huán)為參照物看子彈是沿直線飛來的，故能擊中綠環(huán)．6．如圖所示為足球球門，球門寬為L．一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點)．球員頂球點的高度為h．足球做平拋運動(足球可看成質(zhì)點，忽視空氣阻力)，則()A．足球位移的大小x＝eq\r(\f(L2,4)＋s2)B．足球初速度的大小v0＝eq\r(\f(g,2h)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,4)＋s2)))C．足球末速度的大小v＝eq\r(\f(g,2h)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,4)＋s2))＋4gh)D．足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tanθ＝eq\f(L,2s)解析：選B.足球做平拋運動，豎直方向的位移為h，水平方向的位移為d＝eq\r(s2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))\s\up12(2))，足球的位移大小為x＝eq\r(h2＋d2)，A項錯誤；足球運動的時間t＝eq\r(\f(2h,g))，足球的初速度大小為v0＝eq\f(d,t)＝eq\r(\f(g,2h)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,4)＋s2)))，B項正確；足球末速度的大小v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,y))＝eq\r(\f(g,2h)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L2,4)＋s2))＋2gh)，C項錯誤；足球初速度的方向與球門線夾角的正切值為tanθ＝eq\f(s,\f(L,2))＝eq\f(2s,L)，D項錯誤．7．如圖所示，M、N是兩塊擋板，擋板M高h′＝10m，其上邊緣與擋板N的下邊緣在同一水平面．從高h＝15m的A點以速度v0水平拋出一小球，A點與兩擋板的水平距離分別為d1＝10m，d2＝20m．N板的上邊緣高于A點，若能使小球干脆進入擋板M的右邊區(qū)域，則小球水平拋出的初速度v0的大小是下列給出數(shù)據(jù)中的哪個()A．v0＝8m/s B．v0＝4m/sC．v0＝15m/s D．v0＝21m/s解析：選C.要讓小球落到擋板M的右邊區(qū)域，下落的高度為兩高度之差，由t＝eq\r(\f(2Δh,g))得t＝1s，由d1＝v01t，d2＝v02t得v0的范圍為10m/s≤v0≤20m/s，故選C.二、多項選擇題8．在警匪片中常常出現(xiàn)追緝鏡頭，如圖所示，一名警察追緝逃犯時，打算跑過一個屋頂，他水平地跳動離開屋頂，并落在另一棟建筑物的屋頂上．假如他在屋頂跑動的最大速度是4．5m/s，下列關于他能否平安跳過去的說法中正確的是(g取10m/s2)()A．他平安跳過去是可能的B．他平安跳過去是不行能的C．假如要平安跳過去，他在屋頂水平跳動速度應大于6．2m/sD．假如要平安跳過去，他在屋頂水平跳動速度應小于4．5m/s解析：選BC.警察水平地跳動離開屋頂，可視為平拋運動．豎直方向上，由h＝eq\f(1,2)gt2可得t＝1s，故水平方向上x＝v0t＝4.5m，所以他不能平安跳過去，選項A錯誤，選項B正確．因為兩棟房屋的水平間距為6.2m，由x＝v0t得，假如要平安跳過去，他在屋頂水平跳動速度應大于6.2m/s，選項C正確，選項D錯誤．9．如圖，x軸在水平地面內(nèi)，y軸沿豎直方向．圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的．不計空氣阻力，則()A．a(chǎn)的飛行時間比b的長 B．b和c的飛行時間相同C．a(chǎn)的水平速度比b的小 D．b的初速度比c的大解析：選BD.小球做平拋運動，在豎直方向上滿意h＝eq\f(1,2)gt2，得t＝eq\r(\f(2h,g))，可知A錯誤，B正確．在水平方向上x＝v0t即v0＝x·eq\r(\f(g,2h))，且由題圖可知hb＝hc>ha，xa>xb>xc，則D正確，C錯誤．10．以相同的初速率、不同的拋射角同時拋出三個小球A、B、C；A、B、C三球的拋射角分別為θA、θB、θC，它們在空中的運動軌跡如圖所示，下列說法中正確的是()A．A、B、C三球在運動過程中，加速度都相同B．B球的射程最遠，所以最遲落地C．A球的射高最大，所以最遲落地D．A、C兩球的射程相等，則兩球的拋射角互為余角，即θA＋θC＝90°解析：選ACD.A、B、C三球在運動過程中，只受到重力作用，故具有相同的加速度g，A正確；斜上拋運動可以分成上升和下落兩個過程，下落過程就是平拋運動，依據(jù)做平拋運動的物體在空中運動的時間只由拋出點的高度確定可知，A球從拋物線頂點落至地面所需的時間最長，再由對稱性可知，斜上拋物體上升和下落時間是相等的，所以A球最遲落地，B錯誤，C正確；由于A、C兩球的射程相等，依據(jù)射程x＝eq\f(veq\o\al(2,0)sin2θ,g)可知，sin2θA＝sin2θC，在θA≠θC且兩角都為銳角的狀況下，必有θA＋θC＝90°，才能使等式成立，故D正確．三、非選擇題11．如圖所示，用6m長的輕繩將A、B兩球相連，兩球相隔0．8s先后從C點以4．5m/s的初速度水平拋出．那么，將A球拋出后經(jīng)多長時間，A、B間的輕繩剛好被拉直？解析：要抓住A、B兩小球平拋的軌跡是重合的這一關鍵點．設A下落時間t后，繩被拉直，則此時A、B間的距離為l＝6m，Δx＝v0Δt＝4.5×0.8m＝3.6m，Δy＝y(tǒng)A－yB＝eq\f(1,2)gt2－eq\f(1,2)g(t－Δt)2＝－3．2＋8t，且有(Δx)2＋(Δy)2＝l2，解得t＝1s．答案：1s12．如圖所示，排球場的長為18m，球網(wǎng)的高度為2m．運動員站在離網(wǎng)3m遠的線上，正對球網(wǎng)豎