2014届高三物理一轮复习 抛体运动的规律及其应用练习案

2014届高三物理一轮复习抛体运动的规律及其应用练习案一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)1．关于平抛运动的叙述，下列说法不正确的是( )A．平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B．平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C．平抛运动的速度大小是时刻变化的D．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小2.图4－2－15(2012·东北师大附中检测)在香港的警匪片中经常出现追缉镜头，如图4－2－15所示，一个警察追缉逃犯时，准备跑过一个屋顶，然后水平地跳跃并离开屋顶，在下一栋建筑物的屋顶上着地．如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s，下列关于他能否安全跳过去的说法中正确的是(g取10 m/s2)( )A．他安全跳过去是可能的B．他安全跳过去是不可能的C．如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应大于6.2 m/sD．如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应小于4.5 m/s3．2011年5月15日晚22点，国际田联钻石联赛上海站结束了男子110米栏争夺，刘翔以13秒07获得冠军．由于刘翔把起跑八步上栏改成七步上栏，从而使起跳时距栏的水平距离增大，若刘翔过栏时的最高点仍在栏的正上方同一高度处，则刘翔上栏双脚离地时(不计空气阻力)( )A．速度不变，增大速度与水平方向的夹角B．速度增大，同时增大速度与水平方向的夹角C．速度增大，同时速度与水平方向的夹角不变D．速度增大，同时减小速度与水平方向的夹角4.图4－2－16(2013届西安一中检测)古龙笔下有一位侠客叫李寻欢，绰号小李飞刀，若他由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点．假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面的高度分别为h、4h、3h、2h，则对应M、N、P三点( )A．三把飞刀在击中板时动能相同B．三次飞行时间之比为1∶2∶ 3C．三次初速度的竖直分量之比为3∶2∶1D．设三次抛出飞刀的初速度与水平方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3，则有θ1＞θ2＞θ3 5．如图4－2－17，节水灌溉中的喷嘴距地面0.8 m，假定水从喷嘴水平喷出，喷灌半径为4 m，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.则( )图4－2－17A．水下落的加速度为8 m/s2B．水从喷嘴到地面的时间为0.4 sC．水从喷嘴喷出后动能不变D．水从喷嘴喷出的速率为10 m/s6．(2013届青岛二中检测)如图4－2－18所示，在O点从t＝0时刻沿光滑斜面向上抛出的小球，通过斜面末端P后到达空间最高点Q.下列图线是小球沿x方向和y方向分运动的速度－时间图线，其中正确的是( )图4－2－187．(2010·大纲全国高考)一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图4－2－19中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )图4－2－19A.1tan θB.12tan θC．tan θD．2tan θ8.图4－2－20a、b两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，a在竖直平面内运动，落地点为p1，b沿光滑斜面运动，落地点为p2，p1和p2在同一水平面上，如图4－2－20所示，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )A．a、b的运动时间相同B．a、b沿x轴方向的位移相同C．a、b落地时的速度大小相同D．a、b落地时的速度相同9.图4－2－21如图4－2－21所示，坐标方格每格边长为10 cm，一物体做平抛运动时分别经过O、a、b三点，重力加速度g取10 m/s2，则下列结论正确的是( )A．O点就是抛出点B. a点v a与水平方向成45°角C．速度变化量Δv aO＝Δv baD．小球抛出速度v＝1 m/s10．(2013届山师大附中检测)如图4－2－22所示，一长为2L的木板，倾斜放置，倾角为45°，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落在木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为( )图4－2－22A.12L B.13L C.14L D.15L二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(15分)(2013届延安一中模拟)如图4－2－23所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m＝1 kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25.现让小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑，同时在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出，经过0.4 s，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2，求：图4－2－23(1)小球水平抛出的速度v0；(2)小滑块的初速度v.12．(15分)《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏，游戏中的故事也相当有趣，如图4－2－24甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒．某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设：小鸟被弹弓沿水平方向弹出，如图乙所示，若h1＝0.8 m，l1＝2 m，h2＝2.4 m，l2＝1 m，小鸟飞出能否直接打中肥猪的堡垒？请用计算结果进行说明．(取重力加速度g＝10 m/s2)甲 乙图4－2－24答案及解析一、1．【解析】 平抛运动的物体只受重力作用，故A 正确；平抛运动是曲线运动，速度时刻变化，由v ＝ v 20＋gt 2知合速度v 在增大，故C 正确；对平抛物体的速度方向与加速度方向的夹角，有tan θ＝v 0v y ＝v 0gt，因t 一直增大，所以tan θ变小，故D 正确，B 错误．【答案】 B2.【解析】 由h ＝12gt 2可得t ＝1 s ，故x ＝v 0t ＝4.5 m ，所以他不能安全跳过去，B正确；如果要安全跳过去，他在屋顶水平跳跃速度应大于6.2 m/s ，C 正确．【答案】 BC3．【解析】 由运动的可逆性可知，其运动可看做平抛运动，上升到最高点所用的时间相同，故水平距离增大时，初速度应增大，同时应减小速度与水平方向的夹角，D 正确．【答案】 D4.【解析】 由初速度为零的匀变速直线运动推论可知：由静止开始做匀加速运动的物体在前h 、前2h 、前3h 所用的时间之比为1∶2∶3，对末速度为零的匀变速直线运动，由运动的可逆性得：三次飞行时间之比为3∶2∶1，B 错误；三把飞刀在击中板时竖直方向分速度相等，但水平方向分速度不等，故动能不相同，A 错误；三次初速度竖直分量之比等于3∶2∶1，C 错误．【答案】 D5．【解析】 水下落的加速度为重力加速度，故A 错误；由h ＝12gt 2可得水从喷嘴到地面的时间为0.4 s ，B 正确；水从喷嘴喷出后，由于重力做正功，故动能增大，C 错误；由x ＝v 0t 可知水喷出的初速度大小为10 m/s ，D 正确．【答案】 BD6．【解析】 在O 点从t ＝0时刻沿光滑斜面向上抛出的小球，先沿斜面做匀减速直线运动，通过斜面末端P 后水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，所以小球沿x 方向的速度－时间图线是选项A 图，小球沿y 方向分运动的速度－时间图线是选项D 图．【答案】 AD7．【解析】 如图，平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，则有tan θ＝v 0gt .则下落高度与水平距离之比为y x ＝gt 22v 0t ＝gt 2v 0＝12tan θ，B 项正确．【答案】 B 8.【解析】质点a 在竖直平面内做平抛运动，质点b 在斜面上运动时，只受沿斜面方向垂直于斜面底边的重力的分力mg sin θ的作用，如图所示，质点b 做类平抛运动．分析如下：对a ，运动时间t a ＝ 2h /g ；对b ，h sin θ＝12g sin θt 2b ，所以运动时间t b ＝2h /g sin 2 θ≠t a ，则A 项错误；对a ，沿x 轴方向位移x a ＝v 0t a ，对b ，沿x 轴方向位移x b ＝v 0t b ≠x a ，则B 项错误；由动能定理知：mgh ＝12mv 2t －12mv 20，所以v t 的大小相等，则C 项正确；a 、b 落地时速度的方向不同，不能说速度相同，则D 项错误．【答案】 C9.【解析】 由于O 、a 、b 三点水平方向距离相等，说明t Oa ＝t ab ，若O 点为抛出点，则在竖直方向连续相等时间内通过的位移之比应为1∶3，而从题图看，竖直方向相等时间内位移之比为1∶2，所以O 点不是抛出点，故A 项错．因O 到a 的位移方向与水平方向成45°，所以物体经过a 点时速度方向与水平方向夹角肯定大于45°，故B 项错．平抛运动是匀变速曲线运动，加速度恒定，所以相等时间内速度变化量相等，Δv aO ＝Δv ba ，故C 项对．根据竖直方向匀变速直线运动公式a ＝Δx /t 2，a ＝g ＝10 m/s 2，得t ＝Δxg＝0.1 s ＝t Oa ＝t ab ，水平方向匀速运动速度v x ＝x /t ＝1 m/s ，故D 项对．【答案】 CD10．【解析】 由图可知，x 2＝v 0·t 2，y 2＝12gt 22，tan 45°＝y 2x 2，则t 2＝2v 0g ，x 2＝2v 20g ，s 2＝2x 2＝22v 2g，s 1＝2L －s 2＝2L －22v 20g.x 1＝s 1sin 45°＝L －2v 20g.v 20＝2gy 1＝2gx 1，则x 1＝L －4x 1. x 1＝15L .故D 项正确．【答案】 D二、11．【解析】 (1)设小球落入凹槽时的竖直分速度为v y ，则v y ＝gt ＝10×0.4 m/s＝4 m/s ，v 0＝v y tan 37°＝3 m/s.(2)小球落入凹槽时的水平分位移x ＝v 0t ＝3×0.4 m＝1.2 m 则小滑块的位移s ＝xcos 37°＝1.5 m小滑块的加速度大小a ＝g sin 37°＋μg cos 37°＝8 m/s 2根据公式s ＝vt －12at 2解得v ＝5.35 m/s.【答案】 (1)3 m/s (2)5.35 m/s12．【解析】 设小鸟以v 0弹出能直接击中堡垒，则 ⎩⎪⎨⎪⎧h 1＋h 2＝12gt 2l 1＋l 2＝v 0tt ＝2h 1＋h 2g＝ 2×0.8＋2.410s ＝0.8 sv 0＝l 1＋l 2t ＝2＋10.8m/s ＝3.75 m/s设在台面的草地上的水平射程为x ，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＝v 0t 1h 1＝12gt 21x＝v0× 2h1g＝1.5 m＜l1可见小鸟不能直接击中堡垒．【答案】见解析。