新教材2024高中物理第五章抛体运动5.4抛体运动的规律同步测试新人教版必修第二册

第五章抛体运动4抛体运动的规律【基础巩固】1.一水平固定的水管,水从管口以不变的速度源源不断地喷出.水管距地面高h=1.8m,水落地的位置到管口的水平距离x=1.2m.不计空气阻力,g取10m/s2,水从管口喷出的初速度大小是 ()A.1.2m/s B.2.0m/sC.3.0m/s D.4.0m/s答案:B2.(2024·广东卷)如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L.当玩具子弹以水平速度v从玩具枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,玩具子弹从射出至击中积木所用时间为t.不计空气阻力.下列关于玩具子弹的说法正确的是()A.将击中P点,t大于LB.将击中P点,t等于LC.将击中P点上方,t大于LD.将击中P点下方,t等于L答案:B3.(多选)一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为v,与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,则物体的运动时间为 ()A.v-v0g B.v答案:BC4.某同学参与立定跳远竞赛,起跳到落地的过程如图所示,其竞赛成果是2.5m,在空中时脚离地的最大高度约为0.8m,忽视空气阻力,g取10m/s2,则该同学到达最高点时的速度约为 ()A.24m/s B.12m/sC.6m/s D.3m/s解析:腾空过程中离地面的最大高度为0.8m,下降过程做平抛运动,依据运动学公式,从最高点到落地的时间为t=2hg=0.4s,该同学在空中的时间约为t'=2t=0.8s,在空中最高点的速度即该同学起跳时水平方向的分速度,依据分运动与合运动的等时性,水平方向的分速度为v=答案:D5.如图所示,一战斗机进行投弹训练,战斗机从不同高度两次经过同一地标正上方时投弹,均击中同一点.设两炸弹做平抛运动的时间分别为t1、t2,战斗机两次飞行的速度分别为v1、v2,则 ()A.t1<t2 B.t1>t2 C.v1=v2 D.v1>v2解析:炸弹做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,运动时间t=2hg,则高度大的运动时间长,即t1>t2,故选项A错误,选项B正确.炸弹水平方向上做匀速直线运动,x=vt,水平位移相等,运动时间长的,初速度小,v1<v答案:B6.下图是斜向上抛出的物体的运动轨迹,C点是轨迹最高点,A、B是轨迹上等高的两个点.不计空气阻力,下列叙述正确的是 ()A.物体在C点的速度为0B.物体在A点的速度与在B点的速度相同C.物体在A、B两点的水平分速度等于物体在C点的速度D.物体在A、B两点的竖直分速度相同解析:斜上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竖直上抛运动,所以选项A错误,选项C正确;在A、B两点的竖直分速度方向不同,故选项B、D错误.答案:C7.一小球以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,阻力不计,求:(1)小球在空中飞行的时间;(2)抛出点离地面的高度;(3)水平方向的位移大小;(4)小球的位移.解析:(1)如图所示,设经时间t小球落地,此时小球的竖直分速度vy=v2-v由以上两式得t=v2(2)在竖直方向上小球做自由落体运动,则抛出点离地面的高度y=12gt2=12g(v2-(3)在水平方向上小球做匀速直线运动,则水平方向的位移大小x=v0t=v0(4)小球的位移大小l=x2+y位移与水平方向夹角的正切值tanα=yx=v答案:(1)v2-v02g(2)12g(v2-【拓展提高】8.如图所示,运动员对着竖直的墙壁练习打乒乓球,若某次乒乓球从墙壁上的A点垂直于墙壁弹回,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角θ=37°,A、B两点高度差h=1.8m.忽视空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.乒乓球落到球拍上时的速度大小为 ()A.6m/s B.7.5m/s C.8m/s D.10m/s解析:本题以实际生活情境为背景,考查平抛运动问题.依据h=12gt2得,t=20.6s,竖直分速度vy=gt=10×0.6m/s=6m/s.依据平行四边形定则知,刚要落到球拍上时速度大小v=vy答案:B9.图甲是网球发球机的示意图,某次室内训练时将发球机放置于某一竖直墙面前,然后正对墙面放射网球.假定网球水平射出,某两次射出的网球A、B的运动轨迹如图乙中虚线所示,两球遇到墙面时速度与水平方向的夹角分别为30°和60°,若不考虑网球在空中受到的阻力,则A、B两球 ()甲乙A.A球初速度较大B.A球在空中飞行的时间较长C.A球遇到墙面时速度较大D.A球速度改变量较大解析:在平抛运动过程中,h=12gt2,x=v0t位移与水平方向夹角的正切值为tanα=hx=gt速度与水平方向夹角的正切值为tanβ=vyv0则有tanβ=2tanα.在平抛运动中,有h=x·tanα=xtan两球遇到墙面时速度与水平方向夹角分别为30°和60°,所以h1h2=tan30由h=12gt2,可得t1t2=初速度v0=xt,可得v1v2所以A的初速度较大,而飞行的时间较短.故选项A正确,选项B错误.由末速度vt=v0cosβ可知,vt1A飞行的时间较短,由Δv=gΔt可知A速度改变量较小,选项D错误.答案:A10.(2024·江苏卷)如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后干脆落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列推断正确的是()A.A比B先落入篮筐B.A、B运动的最大高度相同C.A在最高点的速度比B在最高点的速度小D.A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同解析:将A、B篮球的运动过程逆向看作是从篮筐沿同方向做的斜抛运动,落到同一高度上的两点,A水平位移较大,可知A的抛射速度较大,竖直初速度较大,最大高度较大,运动时间较长,即B先落入篮筐中,选项A、B错误;因为两球抛射角度相同,A的射程较远,则A球的水平速度较大,即A在最高点的速度比B在最高点的速度大,选项C错误;由斜抛运动的对称性可知,A、B上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同,选项D正确.答案:D11.如图所示,斜面上有A、B、C、D四个点,AB=BC=CD.从A点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上的B点.若小球从O点以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它将落在斜面上的 ()A.B与C之间某一点B.C点C.C与D之间某一点D.D点解析:如图所示,M、B、N在同一水平面上,且MB=BN.假设没有斜面,小球从O点以速度2v水平抛出后,将经过N点,则它将落在斜面上的B与C之间某一点,选项A正确.答案:A【挑战创新】12.跳台滑雪是利用依山势特殊建立的跳台进行的运动,运动员踩着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后落地.如图所示,设一位运动员由A点沿水平方向跃出,到B点落地,测得A、B间距离l=75m,山坡倾角θ=37°,不计空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.试计算:(1)运动员在空中飞行的时间t;(2)他起跳时的速度v0;(3)落地前瞬间速度的大小.解析:(1)运动员从起跳到落地的竖直位移y=12gt2,而y=lsinθ将g=10m/s2,l=75m,θ=37°代