《备考指南 物理 》课件-第4章 第2讲

第四章第2讲知识巩固练习1．(2019年铜仁模拟)如图所示，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.则球在墙面上反弹点的高度范围是()A．0.8～1.8m B．0.8～1.6mC．1.0～1.6m D．1.0～1.8m【答案】A【解析】球做平抛运动，在水平方向上x＝v0t，因为初速度是25m/s，水平位移为10～15m之间，所以球的运动的时间是0.4～0.6s之间，在竖直方向上做自由落体运动，h＝eq\f(1,2)gt2，可以求得高度的范围是0.8～1.8m，故A正确．2．(2019年平度模拟)如图所示，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，下列说法正确的是()A．过网时球1的速度小于球2的速度B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间C．球1的速度变化率小于球2的速度变化率D．落台时，球1的重力功率等于球2的重力功率【答案】D【解析】球1和球2做平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，故A、B错误．因为平抛运动的加速度不变，都为g，可知球1和球2的速度变化率相等，故C错误．落台时，由于时间相等，则竖直分速度相等，根据P＝mgvy知，球1、球2重力的瞬时功率相等，故D正确．3．(2019年福州二模)如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图像是描述物体沿x方向和y方向运动的速度—时间图像，其中正确的是()【答案】C【解析】物体从O到P做平抛运动，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，从P到Q做匀加速直线运动，加速度a＝gsinθ，在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，竖直方向上的加速度小于g.故C正确，A、B、D错误．4．(2018年陕西名校模拟)在平直公路上行驶的汽车，车中某人从车窗相对于车静止释放一个小球，不计空气阻力，用固定在路边的照相机对汽车进行闪光照相，照相机闪两次光，得到清晰的两张照片，对照片进行分析，知道了如下信息：①两次闪光的时间间隔为0.5s；②第一次闪光时，小球刚释放，第二次闪光时，小球落地；③两次闪光的时间间隔内，汽车前进了5m；④两次闪光时间间隔内，小球位移的大小为5m．根据以上信息尚不能确定的是()A．小球释放点离地的高度B．第一次闪光时汽车的速度C．汽车做匀加速直线运动D．两次闪光的时间间隔内汽车的平均速度【答案】C【解析】小球做平抛运动的时间为0.5s，h＝eq\f(1,2)gt2＝1.25m，即小球释放点离地高度能确定，故A不选．两次闪光时间间隔内，小球位移的大小为5m，根据竖直位移，可求出水平位移，再根据v＝eq\f(x,t)，知平抛运动的初速度，即第一次闪光时汽车的速度能确定，故B不选．在0.5s内汽车的位移大于小球的水平位移，可知小车做加速运动，但不能判断汽车做匀加速直线运动，故C不能确定．根据两次闪光的时间间隔内汽车的位移求出汽车的平均速度，D不选．5．(2019年淄博名校联考)在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是()A．AB∶AC＝2∶1 B．AB∶AC＝4∶1C．t1∶t2＝4∶1 D．t1∶t2＝eq\r(2)∶1【答案】B【解析】平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移关系为tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)，则t＝eq\f(2v0tanθ,g)，可知运动的时间与初速度成正比，所以t1∶t2＝2∶1.竖直方向上下落的高度h＝eq\f(1,2)gt2，可得竖直方向上的位移之比为4∶1.斜面上的距离s＝eq\f(h,sinθ)，知AB∶AC＝4∶1.故选B．6．(2018年虹口区三模)飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体．如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系．如图所示是第5个物体e离开飞机时，抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图，其中不可能的是()【答案】B【解析】不计空气阻力，以地面为参考系，每个物体都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所以在水平方向上，四个物体的速度总是与飞机速度相同，水平位移相同，故没有位移差，看起来在一条竖直线上；竖直方向做自由落体运动，最先释放的物体间的距离大些，相当于同一个物体做自由落体运动在不同时刻的位置，故A有可能，B不可能．若第5个物体e离开飞机时，c刚好落地，此时对应C图，若第5个物体e离开飞机时，d刚好落地，此时对应D图，C、D有可能．故选B．7．在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中()A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等【答案】B【解析】物体做平抛运动，不计空气阻力，说明加速度不变，速度的大小和方向在变化，A错误；如图所示，tanθ＝eq\f(v0,gt)，随着时间t的变大，tanθ变小，则θ变小，B正确；根据加速度的定义可知Δv＝gΔt，则在相等时间间隔内，速度的变化量相等，但速率的改变量不相等，C错误；依据动能定理，在等时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，由于做平抛运动的物体在竖直方向上，在相等时间内位移不等，重力做的功不等，动能改变量不等，故D错误．综合提升练习8．(2018年揭阳模拟)如图所示，球网高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从左侧eq\f(L,2)处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘．设乒乓球运动为平抛运动，不计空气阻力，则()A．击球点的高度与网高度之比为2∶1B．乒乓球在网左右两侧运动时间之比为2∶1C．乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比为1∶2D．乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2【答案】D【解析】因为乒乓球在水平方向做匀速运动，网右侧的水平位移是左边水平位移的两倍，所以由x＝v0t知，乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍．竖直方向做自由落体运动，根据h＝eq\f(1,2)gt2可知，在网上面运动的位移和整个高度之比为1∶9，所以击球点的高度与网高之比为9∶8，选项A、B错误．乒乓球恰好通过网的上沿的时间为落到右侧桌边缘的时间的eq\f(1,3)，竖直方向做自由落体运动，根据v＝gt可知，球恰好通过网的上沿的竖直分速度与落到右侧桌边缘的竖直分速度之比为1∶3，根据v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))可知，乒乓球过网时与落到桌边缘时速率之比不是1∶2，选项C错误．乒乓球在网右侧运动时间是左侧的两倍，Δv＝gt，所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为1∶2，选项D正确．9．(多选)(2019年萍乡二模)如图所示，一个可视为质点的小物块从坐标原点O沿x轴正方向以1m/s的速度水平飞出，击中右下侧挡板上的P点．挡板的形状满足方程y＝x2－6(单位：m)．不计一切摩擦和空气阻力，取g＝10m/s2，则下列说法正确的是()A．小物块从O点运动到P点的时间为1sB．P点的坐标为(2，－2)C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向的夹角的正切值等于10D．小物块到达P点时速度的大小为10m/s【答案】AC【解析】小物块做平抛运动，水平方向x＝v0t，竖直方向y＝－eq\f(1,2)gt2，小物块的抛物线方程为y＝－5x2.由题曲线的方程y＝x2－6，联立可得二者的交点P的坐标为xP＝1m，yP＝－5m.小物块运动的时间t＝eq\f(xP,v0)＝1s，故A正确，B错误．小物块刚到P点时竖直方向的分速度vy＝gt＝10m/s，速度方向与水平方向的夹角的正切值tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(10,1)＝10，故C正确；小物块到达P点时速度的大小为v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(101)m/s，D错误．10.在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h.(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被探测屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．【答案】(1)eq\r(\f(3h,g))(2)eq\f(L,2)eq\r(\f(g,h))≤v≤Leq\r(\f(g,2h))(3)L＝2eq\r(2)h【解析】(1)对于打在中点的微粒，eq\f(3,2)h＝eq\f(1,2)gt2，可知t＝eq\r(\f(3h,g)).(2)对于打在B点的粒子，L＝v1t1,2h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，则v1＝eq\f(L,2)eq\r(\f(g,h)).同理，打在A点的微粒初速度v2＝Leq\r(\f(g,2h))，故微粒初速度范围eq\f(L,2)eq\r(\f(g,h))≤v≤Leq\r(\f(g,2h)).(3)由能量关系得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＋mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋2mgh，解得L＝2eq\r(2)h.11．如图所示，质量m＝2.0kg的木块静止在高h＝1.8m的水平台上，木块距平台右边缘7.75m，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2.用F＝20N的水平拉力拉动木块，木块向右运动s1＝4.0m时撤去F.不计空气阻力，g取10m/s2，求：(1)F作用于木块的时间；(2)木块离开平台时的速度大小；(3)木块落地时距平台边缘的水平距离．【答案】(1)1.0s(2)7.0m/s(3)4.2m【解析】(1)拉力F作用于木块时，对木块进行受力分析，根据牛顿第二定律，有F－f＝ma，由竖直方向受力平衡得mg－FN＝0，摩擦力f＝μFN，由运动学公式有s1＝eq\f(1,2)at2，代入数据得a＝8.0m/s2，t