2020高考物理一轮复习专题4-13与临界条件相关的平抛运动问题千题精练.pdf

【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/13 2020高考物理一轮复习专题 4-13 与临界条件相关的平抛运动问题千题精练编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/13 一选择题1.（20 xx 金考卷）如图所示，某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔废球，结果恰好从桶的右侧边缘飞到地面,不计空气阻力，为了能把废球扔进垃圾桶中，则此人水平抛球时，可以做出的调整为A初速度大小不变，抛出点在原位置正上方B初速度大小不变，抛出点在原位置正下方C减小初速度，抛出点位置不变D增大初速度，抛出点在原位置正上方【参考答案】BC2.如图所示，窗子上、下沿间的高度H1.6 m，墙的厚度 d0.4 m，某人在离墙壁距离 L1.4 m、距窗子上沿 h0.2 m 处的 P点，将可视为质点的小物体以速度大小为 v水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，取g10 m/s2。则 v 的取值范围是()Av7 m/s Bv2.3 m/sC3 m/sv7 m/s D2.3 m/sv3 m/s【参考答案】C【名师解析】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v 最大。此时有Lvmaxt，hgt2，代入数据解得vmax 7 m/s，恰好擦着窗口下沿左侧穿出时速度 v 最小，则有 Ldvmint，Hhgt 2，代入数据解得 vmin3 m/s，故 v 的取值范围是 3 m/sv7 m/s，选项 C正确。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/13 3.如图所示，球网上沿高出桌面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。设乒乓球的运动为平抛运动。则乒乓球()A.在空中做变加速曲线运动B.在水平方向做匀加速直线运动C.在网的右侧运动的时间是左侧的2 倍D.击球点的高度是网高的2 倍【参考答案】C 4（20 xx 山东青岛一模）在水平放置的圆柱体轴线的正上方的P点，将一个小球以水平速度v0 垂直圆柱体的轴线抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体上Q 点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球经过Q点时的速度是A B0cosv0sinvC D02sinv0tanv【参考答案】A【名师解析】将小球经过Q 点时的速度正交分解为水平速度和竖直速度，由vcos=v0，解得：v=，选项 A正确。0cosv5.(20 xx 徐州质检)如图，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()【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/13 A.B.33gR2C.D.3gR3【参考答案】B6.(20 xx 全国卷，18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图10 所示。水平台面的长和宽分别为L1 和 L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v 的最大取值范围是()图 10A.vL1g6hB.vL）g,6h)C.vL）g,6h)D.vL）g,6h)【参考答案】D当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有124L2 1Lv2t2 3hgt 联立得【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/13 v2L）g,6h)所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v 的最大取值范围为L14ghvL）g,6h)，选项 D正确。7.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图5 所示，发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射相同的乒乓球乒乓球1 落到球网右侧台面边缘上的中点，乒乓球2 落到球网右侧台面边缘上靠近中点的某点不计空气阻力则()图 5A自发射到落台，乒乓球1 的飞行时间大于乒乓球2 的飞行时间B乒乓球 1 的发射速度大于乒乓球2 的发射速度C落台时，乒乓球1 的速度大于乒乓球2 的速度D落台时，乒乓球1 与乒乓球 2 重力做功的功率相等【参考答案】D 8.(多选)如图 6 所示，水平面内放置一个直径d1 m，高 h1 m的无盖薄油桶，沿油桶直径距左桶壁s2 m 处的正上方有一点P，P点的高度 H3 m，从P点沿直径方向水平抛出一小球，不考虑小球的反弹，下列说法正确的是(取 g10 m/s2)()图 6A.小球的速度范围为 m/sv m/s 时，小球击中油桶的内壁B.小球的速度范围为 m/sv m/s 时，小球击中油桶的下底【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/13 C.小球的速度范围为 m/sv m/s 时，小球击中油桶外壁D.若 P点的高度变为 1.8 m，则小球无论初速度多大，均不能落在桶底(桶边沿除外)【参考答案】ACD二计算题1(20 xx 市期末)某学生在台阶上玩玻璃弹子他在平台最高处将一颗小玻璃弹子垂直于棱角边推出，以观察弹子的落点位置台阶的尺寸如图1 所示，高 a0.2 m，宽 b0.3 m，不计空气阻力(g 取 10 m/s2)图 1(1)要使弹子落在第一级台阶上，推出的速度v1 应满足什么条件？(2)若弹子被水平推出的速度v24 m/s，它将落在第几级台阶上？【参考答案】(1)v1 1.5 m/s(2)8(2)构造由题图中尖角所成的斜面，建立坐标系水平向右为 x 轴：xv2t竖直向下为 y 轴：ygt2又tan ab联立解得 t shgt2 1.42 m分析知，玻璃弹子将落在第8 级台阶上【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/13 2.(20 xx 市模拟)如图 2 所示，水平平台 AO长 x2.0 m，槽宽 d0.10 m，槽高 h1.25 m，现有一小球从平台上A点水平射出，已知小球与平台间的阻力为其重力的0.1 倍，空气阻力不计，g10 m/s2.求：图 2(1)小球在平台上运动的加速度大小；(2)为使小球能沿平台到达O点，求小球在 A点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间；(3)若要保证小球不碰槽壁且恰能落到槽底上的P点，求小球离开 O点时的速度大小【参考答案】(1)1 m/s2(2)2 m/s 2 s(3)0.2 m/s【名师解析】(1)设小球在平台上运动的加速度大小为a，则 a，代入数据得 a1 m/s2.(3)设小球落到 P点，在 O点抛出时的速度为v0，水平方向有：dv0t1竖直方向有：hgt2 1联立解得 v00.2 m/s.3(9 分)(20 xx 市期中)公安机关涉案枪支弹药性能鉴定工作规定指出，不能发射制式弹药的非制式枪支，其所发射弹丸的枪口比动能大于等于1.8 J/cm2 都认定为枪支枪口比动能是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积现有一玩具枪，其枪管长度L20 cm，枪口直径 d6【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/13 mm，子弹质量为 m 2 g 在测试中，让玩具枪在高度h1.8 m 处水平发射，实测子弹射程为 12 m，不计子弹受到的阻力，g10 m/s2，求：(1)子弹出枪口的速度大小；(2)此玩具枪是否能被认定为枪支？请计算说明(3)假设在枪管内子弹始终受到恒定的推力，试求此推力大小(2)子弹出枪口瞬间具有的动能Ekmv2 0.4 J枪口比动能为 1.42 J/cm21.8 J/cm2故不能认定为枪支(3)子弹在枪管内做匀加速运动，由v22aL得 a1 000 m/s2由牛顿第二定律得Fma 2 N4.如图 6 所示，一小球从平台上水平抛出，恰好落在邻近平台的一倾角为53的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h0.8 m，重力加速度取 g10 m/s2，sin 53 0.8，cos 53 0.6，不计空气阻力，求：图 6(1)小球水平抛出时的初速度大小v0；(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x；(3)若斜面顶端高 H20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？【参考答案】(1)3 m/s(2)1.2 m(3)2.4 s【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】9/13【名师解析】(1)由题意可知，小球落到斜面顶端并刚好沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，如图所示，vyv0tan 53，v2gh代入数据得 vy4 m/s，v0 3 m/s.代入数据，解得t2 2 s 或 t2 s(舍去)所以 t t1 t2 2.4 s.5(20 xx市期末)如图 8 所示，水平实验台A端固定，B端左右可调，将弹簧左端与实验平台固定，右端有一可视为质点、质量为2 kg 的滑块紧靠弹簧(未与弹簧连接)，弹簧压缩量不同时，将滑块弹出去的速度不同圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因数为0.4 的粗糙水平地面相切于D点AB段最长时，B、C两点水平距离 xBC 0.9 m，实验平台距地面高度h0.53 m，圆弧半径 R0.4 m，37，已知 sin 37 0.6，cos 37 0.8.完成下列问题：(g 取 10 m/s2，不计空气阻力)图 8(1)轨道末端 AB段不缩短，压缩弹簧后将滑块弹出，滑块经过B点速度 vB3 m/s，求落到 C点时的速度与水平方向的夹角；(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE上继续滑行 2 m，求滑块在圆弧轨道上对D点的压力大小；(3)通过调整弹簧压缩量，并将AB段缩短，滑块弹出后恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道，求滑块从平台飞出的初速度大小以及AB段缩短的距离【参考答案】(1)45(2)100 N(3)4 m/s 0.3 m【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】10/13(2)滑块在 DE段做匀减速直线运动，加速度大小ag根据 0v2ax，联立得 vD4m/s在圆弧轨道最低处FN mg m，则 FN 100 N，由牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为100 N(3)滑块飞出恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道，说明滑块落到C点时的速度方向正好沿着轨道该处的切线方向，即tan vyv0由于高度没变，所以vyvy3 m/s，37，因此 v04 m/s对应的水平位移为xv0t 1.2 m，所以 AB段缩短的距离应该是xAB x xBC 0.3 m6.如图 7 为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图。参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，AO是高 h3 m 的竖直峭壁，OB是以 A点为圆心的弧形坡，OAB 60，B点右侧是一段水平跑道。选手可以自A点借助绳索降到 O【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】11/13 点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自A点直接跃到水平跑道。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g 取 10 m/s2。图 7(1)若选手以速度 v0 水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0 的最小值；(2)若选手以速度 v14 m/s 水平跳出，求该选手在空中的运动时间。【答案】(1)m/s(2)0.6 s7.小伙伴在河岸做抛石子游戏。如图所示为河的横截面示意图，小亮自O 点以垂直岸边的水平速度向对岸抛石子。已知O点离水面 AB的高度为 h，O、A 两点间的水平距离为x1,水面 AB的宽度为x2,河岸倾角为，重力加速度为g。(1)若石子直 接落到 水面 上，求 其在 空中飞 行的时 间t；(2)为 使 石 子 直 接 落 到 水 面 上，求 抛 出 时 速 度 大 小 的v0的 范 围；（3）若石子质量为m，抛出速度大小为v 时恰好在 C点垂直撞击河坡，求石子从O到 C过程中减少的重力势能EP.【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】12/13（3）由题意可知，石子在C 点垂直撞击河坡，即石子瞬时速度方向在C点与斜坡垂直，轨迹几何关系可得tan=，0vgt解得：t0=tanvg石子从 O点运动到 C点下降高度为：H=gt02=12222tanvg石子从 O到 C过程中减少的重力势能EP.=mgH=。222tanmv8如图示，在竖直线OM 上某点 A水平向右抛出一小球A的同时在 B点水平向左抛出另一小球B，两小球恰好在斜线ON上的 Q点相遇，已知 A 球是第一次经过斜线 ON 且 Q点离 O点的距离是最远的，B球是以最短位移到达Q点的，求：LOQMON（1）OA间距离；h（2）A、B球的初速度、。1v2v【名师解析】理解的关键点在于Q点离 O点最远的含义及B球是以最短位移到达Q点的含义，即小球A的运动轨迹在 Q点正好与 OQ 相切且，为此ONQB【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】13/13 利用这一特征，再利用几何关系及相关公式便可求解。规范解答：（1），由题意知小球A的运动轨迹在 Q点正好与 OQ 相切，小球 B的位移与 ON垂直（），ONQB所以2cosLh（2）由（1）知，221gthy即gLtcos由（1）知，tvLx1sin即tancos1gLv由图知，tvh2tan即有tan2cos2gLv