高考物理一轮复习精选题辑课练平抛运动

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1 课练11 曲线运动 平抛运动 1.(2020·四川资阳一诊)下列说法正确的是( ) A.做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的 B.两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 C.做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心 D.做平抛运动的物体在相同的时间内速度的变化不同 答案:C 解析:做曲线运动的物体所受的合力不一定是变化的,例如平抛运动,选项A错误;两个匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动,选项B错误;做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心,选项C正确;做平抛运动的物体在相同的时间内速度的变化相同,均等于gt,选项D错误.

2.(2020·江苏泰州中学模拟)如图所示,在一次救灾工作中,一架离水面高为H,沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起.设经t时间后,A、B之间的距离为l,且l=H-t2,则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是( )

答案:A 解析:根据l=H-t2可知,伤员B在竖直方向上是匀加速上升的,悬索的拉力大于其重力,即表示拉力F的线段要比表示重力G的线段长,直升机在水平方向匀速运动,所以F、G都在竖直方向上;向上加速,运动轨迹应向上偏转,只有A符合,故选A. 3.(2020·河南周口模拟)一轮船以一定的速度垂直于河岸向对岸行驶,当河水匀速流动时,轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是( ) A.水流速度越大,路程越长,时间越长 B.水流速度越大,路程越短,时间越短 C.水流速度越大,路程和时间都不变 D.水流速度越大,路程越长,时间不变 答案:D 解析:运用运动分解的思想,看过河时间只分析垂直于河岸的速度,当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶时,垂直河岸的速度不变,过河所用的时间不变;水流速度越大,由平行四边形定则知轮船的合速度越大,因此,轮船所通过的路程越长.所以,选项A、B、C错误,选项D正确. 4.(2020·湖南永州一模)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度—时间图象如图甲、乙所示,下列说法中正确的是( )

A.前2 s内物体做匀加速曲线运动 B.后2 s内物体做匀加速曲线运动,加速度方向与x轴的正方向夹角为45° C.3 s末物体坐标为(4 m,0.5 m) D.3 s末物体坐标为(3.5 m,1 m) 答案:C 解析:由题图可知物体在x轴上的分运动为先匀加速运动再匀速直线运动,在y轴方向上先静止再做 2

匀加速直线运动;前2 s内加速度a=1 m/s2,为匀加速直线运动,A错误;后2 s内只有y轴方向的加速度,加速度方向与x轴的正方向夹角为90°,B错误;速度—时间图象中图线与时间轴所围面积表示位移,3 s末时,x=4 m,y=0.5 m,C正确,D错误.

5.(2020·江苏苏北四市联考)某电视综艺节目中有一个“橄榄球空中击剑”游戏:宝剑从空中B点自由下落,同时橄榄球从A点以速度v0沿AB方向抛出,恰好在空中C点击中剑尖,不计空气阻力.关于橄榄球,下列说法正确的是( ) A.在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度 B.若以大于v0的速度沿原方向抛出,一定能在C点上方击中剑尖 C.若以小于v0的速度沿原方向抛出,一定能在C点下方击中剑尖 D.无论以多大速度沿原方向抛出,都能击中剑尖 答案:B 解析:由于橄榄球和宝剑在空中只受重力作用,故加速度均为g,选项A错误;若要击中剑尖,需满

足水平方向x=v0tcosθ,竖直方向H=12gt2+v0tsinθ-12gt2=v0tsinθ,若以大于v0的速度沿原方向抛出,此时t变小,相遇时宝剑下落的高度减小,则一定能在C点上方击中剑尖,选项B正确;若以小于v0的速度沿原方向抛出,若速度过小,则橄榄球可能不能运动到宝剑的正下方就落地,故不一定能在C点下方击中剑尖,选项C、D错误. 6.(2020·河南洛阳统测)(多选)一个物体以初速度大小为v0被水平抛出,落地时速度大小为v,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则( )

A.物体做平抛运动的时间为v2-v20g

B.物体做平抛运动的竖直分位移为v2-v202g C.物体做平抛运动的时间为v-v0g D.物体做平抛运动的水平分位移为v0v-v0g 答案:AB 解析:根据平行四边形定则可得,落地时物体在竖直方向上的分速度vy=v2-v20,物体做平抛运动,

竖直方向上做自由落体运动,则有vy=gt,所以运动的时间为t=v2-v20g,物体做平抛运动的竖直分位移

为h=v2y2g=v2-v202g,水平分位移为x=v0t=v0v2-v20g,A、B正确,C、D错误. 7.(2020·黑龙江大庆一模)(多选)在地面上方高为H处某点将一小球水平抛出,不计空气阻力,则小球在随后(落地前)的运动中( ) A.初速度越大,小球落地时的瞬时速度与竖直方向的夹角越大 B.初速度越大,落地瞬间小球重力的瞬时功率越大 C.初速度越大,在相等的时间间隔内,速度的改变量越大 D.无论初速度为何值,在相等的时间间隔内,速度的改变量总是相同的 答案:AD

解析:设小球落地时瞬时速度的方向与竖直方向的夹角为α,根据tanα=v0vy=v02gH知,初速度越大,小球落地时的瞬时速度与竖直方向的夹角越大,故A正确;根据P=mgvy=mg2gH知,落地瞬间小球重力的瞬时功率与初速度无关,故B错误;平抛运动的加速度不变,在相等时间间隔内速度的改变量相同,与初速度无关,故C错误,D正确. 3

8.(2020·河北衡水中学二模)如图所示,以速度v将小球沿与水平方向成θ=37°角方向斜向上抛出,结果小球刚好能垂直打在竖直墙上,小球反弹后的速度方向水平,速度的大小为碰撞前速度大小的34,不计空气阻力,则反弹后小球的速度大小再次为v时,速度与水平方向夹角的正切值为( ) A.34 B.43

C.35 D.53 答案:B 解析:小球斜向上抛出垂直打在墙上,逆向可视为平抛运动,设打在墙上的速度为v0,则v0=vcos37°,

反弹后以34v0抛出,当速度为v时,34v0=vcosα,联立解得cosα=35,故tanα=43,B项正确.

9.(2020·河北五个一名校联盟二模)如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为R,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为( )

A.3gR2 B.3gR2

C.33gR2 D.3gR3 答案:C 解析:小球做平抛运动,在飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,则知速度与水平方向的夹角为

30°,则有vy=v0tan30°,又vy=gt,则得v0tan30°=gt,解得t=v0tan30°g,水平方向上小球做匀速

直线运动,则有R+Rcos60°=v0t,联立解得v0= 33gR2.

10.(2020·河南模拟)如图所示,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,在斜面底端的正上方高度为h处平抛一小球A,同时在斜面底端一物块B以某一初速度沿斜面上滑,当其滑到最高点时恰好与小球A相遇.小球A和物块B均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g,下列判断正确的是( )

A.物块B沿斜面上滑的初速度为 2ghsin2θ1+sin2θ

B.小球A下落的高度为h1+sin2θ C.小球A在空中运动的时间为 2hg D.小球A水平抛出时的速度为 ghsin2θ21+sin2θ 答案:AB 解析:根据牛顿第二定律得,物块B上滑的加速度大小a=mgsinθm=gsinθ,物块B上滑的最大位

移为x=v2B2a=v2B2gsinθ,运动时间tB=vBa=vBgsinθ;对于小球A,有h-xsinθ=12gt2,因为t=tB=vBgsinθ, 4

所以联立得h-v2B2gsinθ·sinθ=12gvBgsinθ2,解得物块B沿斜面上滑的初速度为vB=2ghsin2θ1+sin2θ,故A正确;物块B沿斜面上滑的高度为H=xsinθ=v2B2gsinθ·sinθ=sin2θ1+sin2θh,小球A下落的高度为H′=h-H=h1+sin2θ,故B正确;小球A在空中运动的时间t=2h-xsinθg< 2hg,故C错误;运动时间t=vBgsinθ=2hg1+sin2θ,小球A水平抛出时的初速度为v0=xcosθt,联立解得v0=sinθcosθgh21+sin2θ,故D错误. 11.

(经典题)如图所示,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水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,求: (1)物块由P运动到Q所用的时间t; (2)物块由P点水平射入时的初速度v0; (3)物块离开Q点时速度的大小v.

答案:(1) 2lgsinθ (2)bgsinθ2l

(3) b2+4l2gsinθ2l 解析:(1)对物块进行受力分析,设物块在斜面上的加速度为a,沿斜面向下的方向上,由牛顿第二定律可得mgsinθ=ma

由匀加速运动规律可得l=12at2

解得t=2lgsinθ (2)物块在水平方向的位移为b,由类平抛运动规律可得,物块由P点水平射入时的初速度 v0=bt=bgsinθ2l (3)物块离开Q点时的速度大小 v=v20+at2=b2+4l2gsinθ2l 12.(2020·重庆南开中学检测)

如图所示,倾角为37°的斜面长l=1.9 m,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3 m/s的速度水平抛出,与此同时在顶端由静止释放滑块,经过一段时间后小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块.小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求: (1)抛出点O离斜面底端的高度; (2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ. 答案:(1)1.7 m (2)0.125 解析:(1)如图所示,设小球击中滑块时的速度为v,竖直方向分速度为vy,由几何关系得 v0

vy

=tan37°