2023春新教材高中物理第1章抛体运动第3节平抛运动课后提升训练粤教版

第一章第三节A组·基础达标1．将一个物体以15m/s的速度从20m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与地面夹角是(不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8)()A．37° B．45°C．53° D．60°【答案】C【解析】物体做平抛运动，落地时在水平方向的分速度vx＝v0＝15m/s，竖直方向由匀变速运动规律知veq\o\al(2,y)－0＝2gh，由此得vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×20)m/s＝20m/s，若速度方向与地面的夹角用θ来表示，则tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(20,15)＝eq\f(4,3)，所以θ＝53°，故C正确．2．程老师和他七岁的儿子在逛街的过程中，发现了一个“套圈游戏”，程老师试了一次，套中了一个距起点的水平距离为2m的熊大的雕像．他儿子也想把距离起点水平距离相等的光头强雕像也套中．假设他们抛出的圆圈做平抛运动，程老师抛圈的速度为2m/s，则他儿子水平抛圈的速度应()A．大于2m/sB．等于2m/sC．小于2m/sD．无法判断【答案】A【解析】根据平抛运动的规律可知，竖直方向h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向的位移x＝vt＝veq\r(\f(2h,g)).由于程老师抛圈的速度为2m/s能够套住，他儿子的身高要低于他，要想套住必须增加水平速度．A正确、B、C、D错误．3．游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距高度为h，如图所示．不计空气阻力，关于两枪射出的子弹初速度大小，下列判断正确的是()A．甲枪射出的子弹初速度较大B．乙枪射出的子弹初速度较大C．甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大D．无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小【答案】A【解析】竖直高度决定运动时间，因为甲枪子弹竖直高度小，所以运动时间短，水平方向做匀速直线运动，因为位移相同，可知甲枪射出的子弹初速度较大，故选A.4．如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处．不计空气阻力，则下列说法正确的是()A．落在A处的石块初速度较大，运动时间较长B．落在B处的石块初速度较大，运动时间较短C．落在A处的石块的末速度与水平方向的夹角小D．两石块的末速度与水平方向的夹角相等【答案】B【解析】小球落在B处的高度低，根据h＝eq\f(1,2)gt2知，运动时间短，但是水平位移大，则初速度大，故A错误，B正确．落在A处的石块的末速度与水平方向的夹角tanθ＝eq\f(gt,v0)，落在A处的石块运动时间长，但初速度小，所以落在A处的石块的末速度与水平方向的夹角大，故C、D错误．5．做平抛运动的物体落地时速度大小为10m/s，速度方向与水平地面夹角为60°，则水平分速度大小是()A．5m/s B．15m/sC．10m/s D．20m/s【答案】A【解析】根据速度的分解可知水平分速度大小为v0＝vcos60°＝5m/s.6．如图所示，在水平地面上方的O点将小球分别以速度v1和v2水平抛出，从抛出到落地所用时间分别为t1和t2，水平位移大小分别为x1和x2，已知v1>v2，不计空气阻力．下列关系正确的是()A．t1>t2 B．t1<t2C．x1>x2 D．x1<x2【答案】C【解析】根据h＝eq\f(1,2)gt2可知，竖直位移相同，则运动时间相同．水平位移大小x＝vt,已知v1>v2,所以x1>x2.7．如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点．不计空气阻力，则必须()A．先同时抛出A、B两球，且vA＜vB＜vCB．后同时抛出B、C两球，且vA＜vB＜vCC．后同时抛出A、B两球，且vA＞vB＞vCD．先同时抛出B、C两球，且vA＞vB＞vC【答案】D【解析】B、C的高度相同，大于A的高度，根据t＝eq\r(\f(2h,g))知B、C的时间相等，大于A的时间，可知B、C两球同时抛出，A后抛出；A、B的水平位移相等，则A的初速度大于B的初速度，B的水平位移大于C的水平位移，则B的初速度大于C的初速度，故D正确．8．(2021年广州名校月考)网球运动员训练时，将球从某一点斜向上打出，若不计空气阻力，网球恰好能垂直撞在竖直墙上的某一固定点，等速反弹后又恰好沿抛出轨迹返回击出点(与墙相撞的时间忽略不计).如图所示，运动员在同一高度的前后两个位置将网球击出后，垂直击中竖直墙上的同一固定点．下列说法中正确的是()A．沿轨迹1运动的网球击出时的初速度比沿轨迹2运动的网球击出时的初速度大B．两轨迹中网球刚要撞墙前的速度相等C．沿轨迹1运动的网球在空中运动的时间比沿轨迹2运动的网球在空中运动的时间长D．沿轨迹1运动的网球在空中运动的速度变化量比沿轨迹2运动的网球在空中运动的速度变化量大【答案】A【解析】采用逆向思维，网球的运动可视为反方向的平抛运动，两次高度相同，根据h＝eq\f(1,2)gt2可知运动时间相同，则抛出时的竖直分速度vy＝gt相等，而轨迹1运动的水平位移大，根据水平方向为匀速直线运动，知轨迹1网球刚要撞墙前的速度大，由速度的合成知沿轨迹1运动的网球击出时的初速度比沿轨迹2运动的网球击出时的初速度大，故A正确，B、C错误；由于水平分速度不变，所以网球的速度变化量为Δv＝Δvy＝gΔt，因为运动时间相同，则速度变化量相同，故D错误．9．如图所示，轮滑运动员从较高的弧形坡面上滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，在空中划过一段抛物线后，再落到倾角为θ的斜坡上，若飞出时的速度大小为v0，则()A．运动员落到斜坡上时，速度方向与坡面平行B．运动员落回斜坡时的速度大小是eq\f(v0,cosθ)C．运动员在空中经历的时间是eq\f(v0tanθ,g)D．运动员的落点B与起飞点A的距离是eq\f(2veq\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)【答案】D【解析】因为平抛运动某时刻的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，可知运动员落在斜坡上时，速度方向与斜面不平行，故A错误．根据tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，得运动员飞行的时间t＝eq\f(2v0tanθ,g)，则竖直分速度vy＝gt＝2v0tanθ，根据平行四边形定则知，落回斜坡时的速度v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,y))＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋4veq\o\al(2,0)tan2θ)＝v0eq\r(1＋4tan2θ)，故B、C错误．AB间的距离s＝eq\f(v0t,cosθ)＝eq\f(2veq\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)，故D正确．10．如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为θ，一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P以初速度v0水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则()A．物块由P点运动到Q点所用的时间t＝2eq\r(\f(2l,gsinθ))B．物块由P点运动到Q点所用的时间t＝eq\r(\f(2l,g))C．初速度v0＝beq\r(\f(g,2l))D．初速度v0＝beq\r(\f(gsinθ,2l))【答案】D【解析】根据牛顿第二定律，物体的加速度a＝eq\f(G1,m)＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ，根据l＝eq\f(1,2)at2，有t＝eq\r(\f(2l,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθ))，故A、B错误；根据b＝v0t，有v0＝eq\f(b,t)＝eq\f(b,\r(\f(2l,gsinθ)))＝beq\r(\f(gsinθ,2l))，故C错误，D正确．B组·能力提升11．平抛一小球，当抛出1s后它的速度方向与水平方向的夹角α＝45°，落地时速度方向与水平方向成β＝60°角，g取10m/s2，求：(1)初速度大小．(2)落地速度大小．(3)抛出点离地面的高度．【答案】(1)10m/s(2)20m/s(3)15m【解析】将平抛运动分解为水平和竖直两个方向的分运动，由题意作出运动轨迹如图所示．(1)初速度用v0表示，因tanα＝eq\f(vy1,v0)＝1，又vy1＝gt，代入数据，得v0＝10m/s.(2)由图可知cosβ＝eq\f(v0,v)，则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.在竖直方向上，veq\o\al(2,y2)＝2gh，代入数据，得h＝15m．12．如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于同一水平线上