2023-2024学年高一物理人教版2019试题5.4抛体运动的规律（3-冲A提升练）-1

5.4抛体运动的规律（3冲A提升练）（解析版）一、单选题（本大题共12小题）1.关于平抛运动，下列说法正确的是(

)A.不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其水平位移一定越大

B.不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其飞行时间一定越长

C.不论抛出速度多大，抛出位置越高，其飞行时间一定越长

D.不论抛出速度多大，抛出位置越高，飞得一定越远【答案】C

【解析】此题考查平抛运动基本规律。

【解答】解：平抛运动的时间由高度决定，根据h=12gt2，高度越高，时间越长．根据x=vt知，初速度和时间共同决定水平位移．故C正确，A、B、D2.如图甲所示，两消防员在水平地面A、B两处使用相同口径的喷水枪对高楼着火点进行灭火。出水轨迹简化为如图乙，假设均能垂直击中竖直楼面上的同一位置点P。不计空气阻力，则(

)A.A处水枪喷出的水在空中运动的时间较长

B.B处水枪喷出的水击中墙面的速度较大

C.A处水枪喷口喷出水的初速度较大

D.B处水枪喷口每秒喷出水的体积较大【答案】C

【解析】本题考查平抛运动的规律。解决问题的关键是将水的运动过程看成反向的平抛运动，再利用平抛运动的规律分析判断。

【解答】

A.利用逆向思维，则两处的水从P点做平抛运动，根据

h=12gt2，所以落地时间只与高度有关，则从抛出到击中墙壁的时间相等，故A错误；

B.根据

x=v0t

可知，两处的水的水平方向位移不同，则在P点的速度为

vAP=xAt

，

vC.AB两处水枪喷出时的速度分别为vA=vAP2+(gt)23.质点做平抛运动的初速度为v1，3s末时的速度为v2。下列四个图中能够正确反映抛出时刻、1s末、2s末、3s末速度矢量的示意图是(

)A. B.

C. D.【答案】D

【解析】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，会通过矢量图表示平抛运动的速度，以及速度的变化。平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住平抛运动的水平分速度不变，确定正确的矢量图。【解答】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，可知水平分速度不变，则v1、v2、v3的矢量末端在同一竖直线上，竖直分速度之差△v=g△t4.在电视剧里，我们经常看到这样的画面：屋外刺客向屋里投来两支飞镖，落在墙上，如图所示.现设飞镖是从同一位置做平抛运动射出来的，飞镖A与竖直墙壁成53°角，飞镖B与竖直墙壁成37°角，两落点相距为1.4m，则刺客与墙壁的距离为(已知tan37∘A.4.8m B.2.4m C.5.2m D.6.3m【答案】A

【解析】两只飞镖水平射出，都做平抛运动，水平方向的分运动是匀速直线运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，根据速度的分解，用竖直方向的分速度分别表示出两个飞镖的初速度，由水平距离与初速度之比表示两个飞镖运动的时间、两个飞镖竖直距离之差等于d，即可求解刺客离墙壁。

解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和几何关系灵活求解。

【解答】

设刺客离墙壁为s，镖的初速度为v0，竖直分速度为vy，

则vy=v0cotθ=gt

v0=st

联立解得t25.如图所示，篮球在1.6m的高度掷出，在2.5m的高度垂直击中篮板，反弹后恰好落在掷出点的正下方不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。则该篮球击中篮板前后的速度之比为(

)A.5:3 B.3:5 C.5:4 D.4:5【答案】A

【解析】本题考查了斜抛运动、平抛运动的规律；解决问题的关键是将抛出到击中篮板的运动过程等效为逆向的平抛运动，根据平抛运动的规律结合动能的表达式即可分析判断。

将掷出到击中篮板的运动过程等效为逆向的平抛运动，根据水平方向分运动的规律求平抛运动的初速度，从而得到篮球击中篮板前后的速度之比。

【解答】将抛出到击中篮板的运动过程等效为逆向的平抛运动，设篮球质量为m，平抛运动的初速度为v；

则水平方向做匀速直线运动，位移为x=vt；

竖直方向：h=12gt2；

解得：v=x·g2h；6.如图所示，固定斜面倾角为θ，在斜面上方的O点将一个可视为质点的小球以不同大小的初速度水平向右朝斜面抛出，当初速度的大小为v0时，小球运动到斜面上的过程中位移最小，重力加速度为g。则小球在空中的运动时间为(

)

A.v0gtanθ B.2【答案】B

【解析】本题考查平抛运动规律的应用。其中通过几何关系确立位移最小的情景是解题的关键。由xy=tanθ结合平抛运动规律求解。

【解答】过抛出点作斜面的垂线，如图所示。当质点落在斜面上的B点时，位移最小。

设运动的时间为t，则水平方向有：x=v0t，竖直方向有：y=17.如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行高层灭火，消防水炮离地的最大高度H=40m，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，着火点在高h=20m的楼层，水水平射出的初速度在7.5m/s≤v0≤20m/s之间，可进行调节，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2A.如果要有效灭火，出水口与着火点间的水平距离x最大为15m

B.如果要有效灭火，出水口与着火点间的水平距离x最小为40m

C.如果出水口与着火点的水平距离x不能小于20m，则水水平射出的初速度最小为10m/s

D.若该着火点高度为40m，该消防车仍能有效灭火【答案】C

【解析】本题考查了平抛知识，熟练掌握平抛运动规律是解决本题的关键。

根据已知水射出后做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动，根据平抛运动规律求解即可。

【解答】根据平抛运动的规律有：H-h=12gt2，x=v0t，联立两式解得：x=v02(H-h)g；v0=20m/s时，出水口与着火点的水平距离x最大，代入上式数据得：xmax8.如图所示，甲、乙两个同学打乒乓球。甲同学持拍的拍面与水平方向成45∘角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30∘角。设乒乓球每次击打拍面时速度方向与拍面垂直，且击打拍面前后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的拍面时的速度大小与击打乙的拍面时的速度大小之比为(

)

A.63 B.2 C.22【答案】C

【解析】解：由题可知，乒乓球在甲与乙之间做斜上抛运动，根据斜上抛运动的特点可知，乒乓球在水平方向的分速度大小保持不变，竖直方向的分速度是不断变化的，由于乒乓球击打拍面时速度与拍面垂直，

在甲处：vx=v1sin45°

在乙处：vx=v29.某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的游泳池中。现制作一个为实际尺寸116的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的(

)

A.12 B.14 C.1【答案】B

【解析】解：水流做平抛运动，

水平方向：x=v0t

竖直方向：y=12gt2

联立解得：v0=xt=xg2y，

模型的x，y都变为原来的110.如图所示，一阶梯的每级台阶的高、宽都为0.4 m，一球以水平速度v飞出，欲打在第四级台阶上，g=10 m/s2，则v的取值范围是

A.6m/s<v≤22m/s B.2【答案】A

【解析】本题考查了平抛运动的基本规律。平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动。

一球以水平速度v飞出，欲打在第四级台阶上，则小球位置介于第四级台阶的右侧边缘和第三级台阶的右侧边缘之间，由此分析列式求出速度的范围。

【解答】

若小球打在第四级台阶的右侧边缘上，则小球下落高度h=4×0.4 m=1.6 m，根据h=12gt12，解得小球在空中运动的时间t1=2hg=225s，水平位移x1=4×0.4 m=1.6 m11.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示，水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是(

)

A.L12g6h<v<L1g6【答案】D

【解析】解：当乒乓球垂直底边水平射出，刚好过网时速率最小，

根据3h-h=12gt12得：t1=4hg

则乒乓球过网的最小速率为：v0min=L12t1=L112.如图所示的光滑斜面长为L，宽为s，倾角为θ=30°，一小球(可视为质点)沿斜面右上方顶点A处水平射入，恰好从底端B点离开斜面，重力加速度为g。则下列说法正确的是(

)A.小球运动的加速度为g

B.小球由A运动到B所用的时间为2Lg

C.小球由A点水平射入时初速度v0的大小为sg2L

D.【答案】D

【解析】小球在光滑斜面有水平初速度，做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出物体下滑的加速度；根据沿斜面向下方向的位移，结合位移时间公式求出运动的时间；根据水平位移和时间求出入射的初速度；根据平行四边形定则，由分速度合成合速度。

解决本题的关键知道小球在水平方向和沿斜面向下方向上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解。

【解答】

A.依据曲线条件，初速度与合力方向垂直，且合力大小恒定，则物体做匀变速曲线运动，再根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：a=mgsinθm=gsinθ=g2，故A错误；

BCD.根据L=12at2，有：t=2La=2L二、计算题（本大题共3小题）13.如图所示，质量为m=0.2kg的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角θ=53∘的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差h=0.8，斜面的高度H=7.2m。g取10m/s2sin53∘【答案】解：(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以

竖直位移h=12gt12，

得t1=2hg=2×0.810s=0.4s

竖直分速度

vy=gt1=4m/s

vy=v0tan53°，

得v0=vytan53【解析】小球在接触斜面之前做的是平抛运动，在斜面上时小球做匀加速直线运动，根据两个不同的运动的过程，分段求解即可。

(1)由题意可知小球到达斜面时的速度方向，再由平抛运动的规律可求出小球的初速度；

(2)小球在竖直方向上做的是自由落体运动，根据自由落体的规律可以求得到达斜面用的时间，到达斜面之后做的是匀加速直线运动，求得两段的总时间即可。

14.抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)。(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出，落在球台的P1点(如图所示)，求P1点距(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图中虚线所示)，求(3)若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3处。求发球点距O点的高度h【答案】解：(1)设发球时飞行时间为t1，根据平抛运动有：h1=12gt12

x1=v1t1

解得：x1=v12h1g．

(2)设发球高度为h2，飞行时间为t2，同理有h2=12gt22

x2=v2t2

且h2=h

2x2=L

得v2=L2g2h．

(3)【解析】(1)根据高度求出平抛运动的时间，再根据初速度和时间求出水平位移．

(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出，恰好在最高点时越过球网，知平抛的高度等于网高，从而得知平抛运动的时间，根据运动的对称性求出平抛运动的位移，再根据水平位移和时间求出平抛的初速度．

(3)根据抛体运动的特点求出小球越过球网到达最高点的水平位移，从而得知小球反弹到越球网时的水平位移，对反弹的运动采取逆向思维，抓住水平方向和竖直方向运动的等时性求出小球越过球网到达最高点的竖直位移与整个竖直位移的比值，从而求出发球点距O点的高度．

解决本题的关键掌握平抛运动的规律，以及知道小球平抛落地反弹后的运动与平抛运动对称．15.如图甲，在“雪如意”国家跳台滑雪中心举行的北京冬奥会跳台滑雪比赛是一项“勇敢者的游戏”，穿着专用滑雪板的运动员在助滑道上获得一定速度后从跳台飞出，身体前倾与滑雪板尽量平行，在空中飞行一段距离后落在倾斜的雪道上，其过程可简化为图乙.现有某运动员从跳台O处沿水平方向飞出，在雪道P处着落，测得OP间的距离L=50m，倾斜的雪道与水平方向的夹角θ=37∘，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8.求：

(1)运动员在空中飞行的时间;

(2)运动员在【答案】解：(1)运动员从O点做平抛运动，竖直位移为：y=Lsinθ=12gt2

代入数据解