2017年高中物理人教版必修二练习:课时作业2
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课时作业(二)平抛运动
[基础训练]
1.关于做平抛运动的物体,下列说法正确的是()
A.速度始终不变
B.加速度始终不变
C.受力始终与运动方向垂直
D.受力始终与运动方向平行
答案:B
解析:做平抛运动的物体,速度时刻改变,A错;加速度g不变,B对;所以重力与运动方向之间的夹角为θ,0°<θ<90°,故C、D错.2.关于斜上抛运动,下列说法中正确的是()
A.物体抛出后,速度增大,加速度减小
B.物体抛出后,速度先减小,再增大
C.物体抛出后,加速度始终沿着切线方向
D.斜上抛运动的物体做匀变速曲线运动
答案:BD
解析:斜上抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做竖直上抛运动,抛出后只受重力,故加速度恒定,其速度先减小后增大,故选项B、D正确.
3.如图所示,从同一条竖直线上两个不同点P、Q分别向右平抛两个小球,平抛P、Q的初速度分别为v1、v2,结果它们同时落到水平面上的M点处(不考虑空气阻力).下列说法中正确的是() A.一定是P先抛出的,并且v1=v2
B.一定是P先抛出的,并且v1<v2
C.一定是Q先抛出的,并且v1=v2
D.一定是Q先抛出的,并且v1>v2
答案:B
解析:两小球被抛出后均做平抛运动,根据平抛运动规律可知,在
竖直方向上有:h=1
2gt
2,解得小球运动的时间为:t=
2h
g.由图可知小
球P的下落高度h1大于小球Q的下落高度h2,因此两球的运动时间有:t1>t2,因两球同时落地,所以小球P被先抛出,故选项C、D错误;在水平方向上有:x=v t,由图可知:x1=x2,所以v1<v2,故选项A错误,选项B正确.
4.物体从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是()
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
答案:D
解析:水平抛出的物体,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,其运动规律与质量无关,故A错误;由v2y=2gy可知,
v y=2gy,落地时竖直速度只与高度y有关,故B错误;由y=1
2gt
2知,
t=2y
g,落地时间也只由高度y决定,故C错误;落地速度v=v
2
x
+v2y
=v20+2gy,故D正确.
5.做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是() A.大小相等,方向相同
B.大小不等,方向不同
C.大小相等,方向不同
D.大小不等,方向相同
答案:A
解析:做平抛运动的物体,加速度恒为重力加速度,故每秒的速度增量Δv=gt,总是大小相等、方向相同且竖直向下,故选项A正确.6.在同一平台上的O点抛出的3个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则3个物体做平抛运动的初速度v A、v B、v C的关系和3个物体做平抛运动的时间t A、t B、t C的关系分别是()
A.v A>v B>v C,t A>t B>t C
B.v A=v B=v C,t A=t B=t C
C.v A<v B<v C,t A>t B>t C
D.v A>v B>v C,t A<t B<t C
答案:C
解析:平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,依据分运动的等时性可知C正确.
7.人站在平台上平抛一小球,球离手的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,下图中能表示出速度矢量的演变过程的是()
答案:C
8.女排比赛时,某运动员进行了一次跳发球,若击球点恰在发球处底线上方3.04 m 高处,击球后排球以25.0 m/s 的速度水平飞出,球的初速度方向与底线垂直,排球场的有关尺寸如图所示,试计算说明:
(1)此球能否过网?
(2)球是落在对方界内,还是界外?(不计空气阻力,取g =10 m/s 2) 答案:(1)能过网 (2)界外
解析:(1)当排球在竖直方向下落Δh =(3.04-2.24) m =0.8 m 时,所用时间为t 1,满足Δh =12gt 2
1,x =v 0t 1.解以上两式得x =10 m>9 m ,故
此球能过网.
(2)当排球落地时h =12
gt 2
2,x ′=v 0t 2.
将h =3.04 m 代入得x ′=19.5 m>18 m ,故排球落在对方界外.
[能力提升]
9.某同学对着墙壁打网球,假定球在墙面以25 m/s 的速度沿水平方向反弹,落地点到墙面的距离在10 m 到15 m 之间,忽略空气阻力,取g =10 m/s 2,球在墙面上反弹点的高度范围是( )
A.0.8 m至1.8 m B.0.8 m至1.6 m
C.1.0 m至1.6 m D.1.0 m至1.8 m
答案:A
解析:由题意可知网球做平抛运动的初速度v0=25 m/s,水平位移
在x1=10 m至x2=15 m之间,而水平位移x=v0t=v02h
g,由此得h
=gx2
2v20,代入数据得h1=0.8 m,h2=1.8 m,故A选项正确.
10.如图所示,从半径为R=1 m的半圆PQ上的P点水平抛出一
个可视为质点的小球,经t=0.4 s小球落到半圆上.已知当地的重力加速度g=10 m/s2,据此判断小球的初速度可能为()
A.1 m/s B.2 m/s
C.3 m/s D.4 m/s
答案:AD
解析:由h=1
2gt
2可得h=0.8 m,如图所示,小球落点有两种可能,
若小球落在左侧,由几何关系得平抛运动水平距离为0.4 m,初速度为1 m/s;若小球落在右侧,平抛运动的水平距离为1.6 m,初速度为4 m/s.故A、D正确.
11.如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H 处,将球以速度v 沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上.已知底线到网的距离为L ,重力加速度取g ,将球的运动视做平抛运动,下列表述正确的是( )
A .球的速度v 等于L
g 2H
B .球从击出至落地所用时间为
2H g
C .球从击球点至落地点的位移等于L
D .球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 答案:AB
解析:球做平抛运动,则其在竖直方向做自由落体运动,由H =12gt
2
得t =2H g ,故B 正确;水平方向做匀速运动,由L =v t 得v =L t =
L
g
2H
,可知A 正确;从击球点到落地点的位移s =H 2+L 2与m 无关,可知C 、D 错误.
12.如图所示,在足够长的斜面上的A 点,以水平速度v 0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上的水平距离为x 1;若将此球改用2v 0的水平速度抛出,落到斜面上的水平距离为x 2,则x 1∶x 2为( )
A .1∶1
B .1∶2
C .1∶3
D .1∶4 答案:D
解析:设斜面倾角为θ,则tan θ=y x =12gt
2v 0t =gt
2v 0
,故t =2v 0tan θg ,水平位移x =v 0t =2v 20tan θg ∝v 2
0,故当水平初速度由v 0变为2v 0后,水平位移变为原来的4倍,D 项正确.
13.物体以速度v 0水平抛出,若不计空气阻力,则当其竖直分位移与水平位移相等时,以下说法中正确的是( )
A .竖直分速度等于水平分速度
B .瞬时速度大小为5v 0
C .运动的时间为2v 0
g D .运动的位移为2v 20
g 答案:BC
解析:由题意可知v 0t =12gt 2
,得t =2v 0g ,v y =2v 0,所以A 错,C
正确;v =
v 2x +v 2
y =
5v 0,B 正确;s =x 2
+y 2
=22v 20
g ,D 错误.
14.在伦敦举行的国际奥委会执委会上,确认女子跳台滑雪等6个新项目加入2014年冬奥会.如图所示,运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动非常惊险.设一位运动员由斜坡顶端A 点沿水平方
向飞出的速度v 0=20 m/s ,落点在山坡上的B 点,山坡倾角θ为37°,山坡可以看成一个斜面.(取g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间t ; (2)A 、B 间的距离s . 答案:(1)3 s (2)75 m
解析:(1)运动员由A 到B 做平抛运动,水平方向的位移为x =v 0t , 竖直方向的位移为y =12gt 2
,
又y
x =tan 37°,
联立以上三式可得运动员在空中飞行的时间t =2v 0tan 37°g =3 s. (2)由题意可知sin 37°=y s =12
gt 2
s , 得A 、B 间的距离s =gt 22sin 37°
将t =3 s 代入得s =75 m.。