2021优化方案高三物理复习课时作业-平抛物体的运动2

1．在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．假设不计空气阻力，那么()A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定解析：选D.由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))，垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定，D正确；水平位移s＝v0t，由初速度和落地时间共同决定，C错误；垒球落地速度的大小v＝eq\r(v02＋(gt)2)，落地的方向tanθ＝eq\f(gt,v0)，均由初速度和击球点离地面的高度共同决定，故A、B均错误．2．质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，以下说法正确的选项是()A．质量越大，水平位移越大B．初速度越大，落地时竖直方向速度越大C．初速度越大，空中运动时间越长D．初速度越大，落地速度越大解析：选D.物体做平抛运动时，h＝eq\f(1,2)gt2，s＝v0t，那么t＝eq\r(\f(2h,g))，所以s＝v0eq\r(\f(2h,g))，故A、C错误；由vy＝gt＝eq\r(2gh)，故B错误；由v＝eq\r(v02＋vy2)，那么v0越大，落地速度越大，故D正确．3．一个人水平抛出一小球，球离手时的初速度为v0，落地时的速度是vt，空气阻力忽略不计，以下哪个图象正确表示了速度矢量变化的过程()图4－2－19解析：选B.平抛运动任一时刻的水平分速度vx都等于v0，故B对．4.(2021年高考广东卷)某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10m至15m之间，忽略空气阻力，取g＝10m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是()A．0.8m至1.8mB．0.8m至1.6mC．1.0m至1.6mD．1.0m至1.8m解析：选A.球落地时所用时间为t1＝eq\f(s1,v)＝0.4s或t2＝eq\f(s2,v)＝0.6s，所以反弹点的高度为h1＝eq\f(1,2)gt12＝0.8m或h2＝eq\f(1,2)gt22＝1.8m，应选A.5．在高处水平抛出一物体，平抛的初速度为v0，当它的速度方向与水平方向成θ角时，物体的水平位移x与竖直位移y的关系是()A．x＝ytanθB．x＝2ytanθC．x＝ycotθD．x＝2ycotθ图4－2－206．(2021年黄冈第二次模拟)如图4－2－20所示，在一次演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反响灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截．设拦截系统与飞机的水平距离为s，假设拦截成功，不计空气阻力，那么v1、v2的关系应满足()图4－2－20A．v1＝v2B．v1＝eq\f(H,s)v2C．v1＝eq\r(\f(H,s))v2D．v1＝eq\f(s,H)v2解析：选D.炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，假设要使拦截成功，那么两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向的自由落体运动的物体为参考系，那么炮弹1做水平方向上的匀速直线运动，炮弹2匀速上升，由t1＝eq\f(s,v1)，t2＝eq\f(H,v2)，t1＝t2，v1＝eq\f(s,H)v2，应选项D正确．图4－2－217．(2021年江南十校模拟)如图4－2－21所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板，O与A在同一高度，小球的水平初速度分别是v1、v2、v3，打在挡板上的位置分别是B、C、D，且AB∶BC∶CD＝1∶3∶5，那么v1、v2、v3之间的正确关系是()图4－2－21A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1B．v1∶v2∶v3＝5∶3∶1C．v1∶v2∶v3＝6∶3∶2D．v1∶v2∶v3＝9∶4∶1解析：选C.在竖直方向上，由t＝eq\r(\f(2y,g))得小球落到B、C、D所需的时间比t1∶t2∶t3＝eq\r(AB∶AC∶AD)＝eq\r(1∶(1＋3)∶(1＋3＋5))＝1∶2∶3；在水平方向上，由v＝eq\f(s,t)得：v1∶v2∶v3＝eq\f(s,t1)∶eq\f(s,t2)∶eq\f(s,t3)＝6∶3∶2.8．(2021年温州模拟)如图4－2－22所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，那么(重力加速度为g)()图4－2－22A．可求M、N之间的距离图4－2－22B．可求小球落到N点时速度的大小和方向C．可求小球到达N点时的动能D．可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大解析：选ABD.设小球从抛出到落到N点经历ts，那么有tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)，t＝eq\f(2v0tanθ,g)，因此可求出dMN＝eq\f(v0t,cosθ)＝eq\f(2v02tanθ,gcosθ)，vN＝eq\r((gt)2＋v02)，方向：tanα＝eq\f(gt,v0)，故A、B均正确．但因小球的质量未知，因此小球在N点的动能不能求出，C错误．当小球速度方向与斜面平行时，小球垂直斜面方向的速度为零，此时小球与斜面间的距离最大，D正确．图4－2－239．如图4－2－23所示，高为h＝1.25m的平台上，覆盖一层薄冰．现有一质量为60kg的滑雪爱好者，以一定的初速度v向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(重力加速度g取10m/s2)．由此可知以下各项中错误的选项是()图4－2－23A．滑雪者离开平台边缘时速度的大小是5.0m/sB．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W解析：选D.由平抛运动规律有h＝eq\f(1,2)gt2，运动时间t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s，应选项C正确．由tanα＝tan45°＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(gt,v)，知水平初速度v＝gt＝10×0.5m/s＝5m/s，应选项A正确．水平距离s＝vt＝5×0.5m＝2.5m，应选项B正确．落地速度大小v1＝eq\r(v2＋vy2)＝eq\r(52＋52)m/s＝5eq\r(2)m/s，与竖直方向夹角为45°，着地时重力做功的瞬时功率P＝mgv1cos45°＝60×10×5eq\r(2)×eq\f(\r(2),2)W＝3000W，应选项D错误．10.如图4－2－24所示，O点离地面高度为H，以O点为圆心，制作一四分之一光滑圆弧轨道，小球从与O点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出，试求：(1)小球落地点到O点的水平距离；图4－2－24(2)要使这一距离最大，R应满足什么条件？最大距离为多少？图4－2－24解析：(1)根据机械能守恒定律得mgR＝eq\f(1,2)mv02设水平距离为s，s＝v0eq\r(\f(2(H－R),g))＝2eq\r(R(H－R)).(2)由(1)知，因H为定值，那么当R＝H－R时，即R＝eq\f(H,2)时，s最大，最大水平距离sm＝2eq\r(\f(H,2)·\f(H,2))＝H.答案：(1)2eq\r(R(H－R))(2)R＝eq\f(H,2)时，最大距离为H11．如图4－2－25所示，从H＝45m高处水平抛出的小球，除受重力外，还受到水平风力作用，假设风力大小恒为小球重力的0.2倍，g取10m/s2.问：(1)有水平风力与无风时相比拟，小球在空中的飞行时间是否相同？如不相同，说明理由；如果相同，求出这段时间？(2)为使小球能垂直于地面着地，水平抛出的初速度v0为多少？图4－2－25解析：(1)因为竖直方向小球只受重力，做自由落体运动，设小球在空中飞行时间为t，那么H＝eq\f(1,2)gt2t＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×45,10))s＝3s.(2)要使小球能垂直于地面着地，那么着地时水平速度减为零．小球在水平方向受风力作用，加速度大小为a＝eq\f(F,m)＝eq\f(0.2mg,m)＝2m/s2水平方向有：0＝v0－at，得v0＝at＝2×3m/s＝6m/s.答案：(1)相同3s(2)6m/s12．(2021年广州、肇庆、珠海局部重点中学调研)如图4－2－26所示，在距地面高为H＝45m处，有一小球A以初速度v0＝10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度v0同方向滑出，B与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5.A、B均可看作质点，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，求：图4－2－26(1)A球从抛出到落