山东肥城市泰西中学下册抛体运动专题练习(word版
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一、第五章 抛体运动易错题培优(难)1.2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。
滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示。
若斜面雪坡的倾角37θ=︒,某运动员(可视为质点)从斜面雪坡顶端M 点沿水平方向飞出后,在空中的姿势保持不变,不计空气阻力,若运动员经3s 后落到斜面雪坡上的N 点。
运动员离开M 点时的速度大小用0v 表示,运动员离开M 点后,经过时间t 离斜坡最远。
(sin370.60︒=,cos370.80︒=,g 取210m/s ),则0v 和t 的值为( )A .15m/s 2.0sB .15m/s 1.5sC .20m/s 1.5sD .20m/s 2.0s【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】运动员离开M 点做平抛运动,竖直方向上有212h gt =解得45m h =由几何关系有tan hx θ=又0x v t =解得020m/s v =运动员离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行,有tan y v v θ=又y gt =v解得1.5s t =选项C 正确,ABD 错误。
故选C 。
2.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s 和3m/s ,两船从同一渡口过河,已知甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。
则水的流速为( ) A .3m/s B .3.75m/sC .4m/sD .4.75m/s【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由题意,甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,可知,甲乙实际速度方向一样,如图所示可得tan v v θ=水甲cos v v θ=乙水两式相乘,得3sin =5v v θ=乙甲 则3tan =4v v θ=水甲,解得v 水=3.75m/s ,B 正确,ACD 错误。
故选B 。
3.如图所示,斜面倾角不为零,若斜面的顶点与水平台AB 间高度相差为h (h ≠0),物体以速度v 0沿着光滑水平台滑出B 点,落到斜面上的某点C 处,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。
现将物体的速度增大到2v 0,再次从B 点滑出,落到斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ2,(不计物体大小,斜面足够长),则( )A .φ2>φ1B .φ2<φ1C .φ2=φ1D .无法确定两角大小【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】物体做平抛运动,设斜面倾角为θ,则101x v t =21112y gt =11tan y hx θ-=110tan gt v ϕ=整理得101tan 2(tan )h v t ϕθ=+同理当初速度为2v 0时22002tan =2(tan )22gt h v v t ϕθ=+ 由于21t t >因此21tan tan ϕϕ<即21ϕϕ<B 正确,ACD 错误。
故选B 。
4.如图所示,ACB 是一个半径为R 的半圆柱面的横截面,直径AB 水平,C 为截面上的最低点,AC 间有一斜面,从A 点以大小不同的初速度v 1、v 2沿AB 方向水平抛出两个小球,a 和b ,分别落在斜面AC 和圆弧面CB 上,不计空气阻力,下列判断正确的是( )A .初速度v 1可能大于v 2B .a 球的飞行时间可能比b 球长C .若v 2大小合适,可使b 球垂直撞击到圆弧面CB 上D .a 球接触斜面前的瞬间,速度与水平方向的夹角为45° 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A 、两个小球都做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,由x =v 0t 得知t 相同时,水平位移越大,对应的初速度越大,则知初速度v 1一定小于v 2.故A 错误.B 、竖直方向上做自由落体运动,由212h gt =,得2h t g =,若a 球下落的高度大于b 球的高度,则a 球的飞行时间比b 球长;故B 正确.C 、根据平抛运动的推论:平抛运动瞬时速度的反向延长线交水平位移的中点,作出b 球垂直撞击到圆弧面CB 上速度的反向延长线,与AB 的交点一定在O 点的左侧,速度的反向延长线不可能通过O 点,所以b 球不可能与CB 面垂直,即b 球不可能垂直撞击到圆弧面CB 上,故C 错误.D 、由几何知识得知AC 面的倾角为45°,运用与C 项同样的分析方法:作出a 球接触斜面前的瞬间速度反向延长线,可知此瞬时速度与水平方向的夹角大于45°.故D 错误. 故选B.5.如图所示是倾角为45°的斜坡,在斜坡底端P 点正上方某一位置Q 处以某一初速度水平向左抛出一个小球A ,小球恰好能垂直落在斜坡上,运动时间为1t ;小球B 从Q 处自由下落,下落至P 点的时间为2t 。
不计空气阻力,12:t t 等于( )A .1:2B .2C .1:3D .13【答案】D 【解析】小球做平抛运动时,小球A恰好能垂直落在斜坡上,可知竖直分速度与水平分初速度的关系。
根据分位移公式求出竖直分位移和水平分位移之比,然后根据几何关系求解出的自由落体运动的位移并求出时间。
【详解】小球A恰好能垂直落在斜坡上,如图由几何关系可知,小球竖直方向的速度增量10yv gt v==①水平位移01x v t=②竖直位移2112Ah gt=③由①②③得到:211122Ah gt x==由几何关系可知小球B作自由下落的高度为:223122B Ah h x x gt=+==④联立以上各式解得:123tt=故选D.6.一群小孩在山坡上玩投掷游戏时,有一小石块从坡顶水平飞出,恰好击中山坡上的目标物。
若抛出点和击中点的连线与水平面成角α,该小石块在距连线最远处的速度大小为v,重力加速度为g,空气阻力不计,则()A.小石块初速度的大小为cosvαB.小石块从抛出点到击中点的飞行时间为sinvgαC.抛出点与击中点间的位移大小为22sinvgαD.小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角也为α【答案】A【解析】【详解】A.石块做的是平抛运动,当石块与连线的距离最远时,石块的速度与山坡斜面平行,所以把石块的速度沿水平和竖直方向分解,水平方向上可得0cos vv α=即为平抛运动的初速度的大小,选项A 正确;BC .设抛出点与击中点间的距离为L ,则由平抛运动的规律得 水平方向上0cos L v t α=竖直方向上21sin 2L gt α=由以上两个方程可以解得232sin cos v L g αα=22sin cos v t g αα=选项BC 错误;D .小石块击中目标时,竖直分速度22sin cos y v v gt αα==则击中目标时速度方向与水平方向的夹角202sin tan 2tan cos y v v v αβαα===所以小石块击中目标时,小石块的速度的方向与抛出点和击中点的连线的夹角不等于α,选项D 错误。
故选A 。
7.质量为5kg 的质点在x -y 平面上运动,x 方向的速度图像和y 方向的位移图像分别如图所示,则质点( )A .初速度大小为5m/sB .所受合外力大小为3NC .做匀变速直线运动D .任意1s 内速度的改变量为3m/s【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .由图可知x 方向初速度为4m/s x v =, y 方向初速度6-m/s=-3m/s 2y v =所以质点的初速度2205m/s x y v v v =+=选项A 正确; B .x 方向的加速度228-4m/s =2m/s 2a =所以质点的合力10N F ma ==合选项B 错误;C .x 方向的合力恒定不变,y 方向做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,选项C 错误;D .任意1s 内速度的改变量为2m/s v at ∆==选项D 错误。
故选A 。
8.质量为0.2kg 的物体,其速度在x ,y 方向的分量v x ,v y ,与时间的关系如图所示,已知x .y 方向相互垂直,则( )A .0~4s 内物体做直线运动B .4~6s 内物体的位移为25mC .0~4s 内物体的位移为12mD .0~6s 内物体一直做曲线运动 【答案】B 【解析】【分析】 【详解】A . 0~4s 内,在x 方向做匀速运动,在y 方向做匀加速运动,因此物体做匀变速曲线运动运动,A 错误;B .由图象与时间轴围成的面积等于物体的位移,4~6s 内,在x 方向物体的位移为2m ,在y 方向物体的位移为4m ,物体位移为2225m x y +=B 正确;C .0~4s 内,在x 方向物体的位移为4m ,在y 方向物体的位移为12m ,物体位移为22410m x y +=C 错误;D .将4~6s 内物体运动倒过来,相当于初速度为零,在x 方向和y 方向加速度都恒定,即物体加速度恒定,因此在这段时间内物体做初速度为零的匀加速直线运动,因此原题中在这段时间内物体做匀减速度直线运动,最终速度减为零,D 错误。
故选B 。
9.如图所示,是竖直平面内的直角坐标系,P 、Q 分别是y 轴和x 轴上的一点,这两点到坐标原点的距离均为L 。
从P 点沿x 轴正向抛出一个小球,小球只在重力作用下运动,恰好经过Q 点,现改变抛出点的位置(仍从第一象限抛出),保持抛出速度的大小和方向不变,要使小球仍能经过Q 点,则新的抛出点坐标(x 、y )满足的函数关系式为( )A .()2L Lx -B .()232L Lx -C .()22L Lx -D .()22L Lx -【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】小球从P 点沿x 轴正向抛出,有212L gt =0L v t =解得0122v gL =当抛出点的坐标为(x,y)时,小球以初速度v0水平抛出,仍能到达Q点,则有L x v t'-=212'=y gt解得()2L xyL-=,其中0<x<L选项A正确,BCD错误。
故选A。
10.如图所示,斜面倾角为37θ=°,小球从斜面顶端P点以初速度v水平抛出,刚好落在斜面中点处。
现将小球以初速度02v水平抛出,不计空气阻力,小球下落后均不弹起,sin370.6︒=,cos370.8︒=,重力加速度为g,则小球两次在空中运动过程中()A.时间之比为1:2B.时间之比为2C.水平位移之比为1:4D.当初速度为0v时,小球在空中离斜面的最远距离为2940vg【答案】BD【解析】【详解】AB.设小球的初速度为v0时,落在斜面上时所用时间为t,斜面长度为L。
小球落在斜面上时有:200122gt gttanv t vθ==解得:2v tantgθ⋅=设落点距斜面顶端距离为S,则有22002v t v tanS vcos gcosθθθ==∝若两次小球均落在斜面上,落点距斜面顶端距离之比为1:4,则第二次落在距斜面顶端4L 处,大于斜面的长度,可知以2v 0水平拋出时小球落在水平面上。