高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力和航天 核心素养提升练十一 4.2 平抛运动的规律及应用(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
-
资源ID:92293351
资源大小:2.39MB
全文页数:11页
- 资源格式: DOC
下载积分:3金币
快捷下载
会员登录下载
微信登录下载
三方登录下载:
微信扫一扫登录
友情提示
2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。
5、试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
|
高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力和航天 核心素养提升练十一 4.2 平抛运动的规律及应用(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
平抛运动的规律及应用(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分,14题为单选题,5题为多选题)1.在竖直墙壁上悬挂一镖靶,某人站在离墙壁一定距离的某处,先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出,两只飞镖落在靶上的状态如图所示(侧视图),若不计空气阻力,下列说法中正确的是()A.A、B两镖在空中运动时间相同B.B镖掷出时的初速度比A镖掷出时的初速度小C.A、B镖的速度变化方向可能不同D.A镖的质量一定比B镖的质量小【解析】选B。从两只飞镖在镖靶的位置可以看出,B飞镖在A飞镖在下方,即B飞镖在竖直方向下降的位移大于A飞镖,hA<hB,根据A、B飞镖在竖直方向做自由落体运动规律h=gt2有,tA<tB,选项A错误;A、B水平运动的位移相同,由x=vt有,vA>vB,选项B正确;A、B飞镖均做平抛运动,加速度均为g,而速度变化方向是与加速度方向一致的,故A、B飞镖速度变化方向均竖直向下,选项C错误;平抛运动规律与物体质量无关,选项D错误。2.如图所示,将两小球以20 m/s 的初速度分别从A、B两点相差1 s先后水平相向抛出,小球从A点抛出后经过时间t,两小球恰好在空中相遇,且速度方向相互垂直,不计空气阻力,g取10 m/s2,则抛出点A、B间的水平距离是()A.180 mB.140 mC.200 mD.100 m【解题指导】解答本题应注意以下两点:解决平抛运动综合问题的“两点”注意(1)物体做平抛运动的时间由物体被抛出点的高度决定,而物体的水平位移由物体被抛出点的高度和物体的初速度共同决定。(2)两条平抛运动轨迹的相交处是两物体的可能相遇处,两物体要在此处相遇,必须同时到达此处。【解析】选A。经过t时间两球的速度方向相互垂直,此时B运动时间为(t-1) s,如图所示,根据几何关系可得,tan =,解得t=5 s,则B运动时间为(t-1) s=4 s,故A、B两点的水平距离x=v0t+v0(t-1)=180 m,故选项A正确。【加固训练】“套圈”是老少皆宜的游戏,如图,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁圈,都能套中地面上同一目标。设铁圈在空中运动时间分别为t1、t2,则()A.v1=v2B.v1>v2C.t1=t2D.t1>t2【解析】选D。根据平抛运动的规律h=gt2知,运动的时间由下落的高度决定,故t1>t2,所以C错误,D正确;由题图知,两圈水平位移相同,再根据x=vt,可得v1<v2,故A、B错误。3.(2018·晋城模拟)以某一初速度水平抛出一物体,若以抛出点为坐标原点O,初速度方向为x轴的正方向,物体所受重力方向为y轴的正方向,建立如图所示坐标系。它的运动轨迹满足方程x2=10y,经过一段时间物体的速度大小变为初速度的倍,不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,则物体水平抛出的初速度v0的大小和该过程平均速度的大小分别为()A.10 m/s, m/s B.10 m/s,10 m/sC.5 m/s, m/sD.5 m/s,10 m/s【解析】选C。由平抛运动规律x=v0t,y=gt2得y=x2,代入x2=10y可得v0=5 m/s。当合速度大小变为初速度大小的倍时,竖直速度vy=v0=5 m/s,又竖直速度vy=gt,t= s,x=v0t=5 m,y=gt2=2.5 m,t时间内的合位移s= m,该过程平均速度大小= m/s。只有选项C正确。4.(2017·江苏高考)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.tB.tC.D.【解析】选C。设第一次抛出时A球速度为v1, B 球的速度为v2, 则 A、B 间水平距离x = (v1+v2) t,第二次两球速度为第一次的2倍,但水平距离不变,则 x = 2(v1+v2)T,联立得T =,所以C正确;A、B、D错误。5.(2019·邢台模拟)横截面为直角三角形的两个相同斜面顶点紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示。两小球分别从O点正上方A、B两点以不同的初速度分别向右、向左水平抛出,最后都垂直落在斜面上。已知OA=4OB,下列判断正确的是()A.飞行时间之比tAtB=21B.飞行时间之比tAtB=41C.初速度之比vAvB=21D.初速度之比vAvB=41【解析】选A、C。若在B点向左水平抛出,根据题意知小球将垂直落在左边的斜面上,因为OA=4OB,速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,速度方向相同,则位移方向相同,两三角形相似,两球平抛运动的高度之比为41,根据h=gt2知,平抛运动的时间之比为tAtB=21,由几何关系知,两球平抛运动的水平位移之比为41,则初速度之比为vAvB=21。故选项A、C正确,B、D错误。二、计算题(本题共15分,需写出规范的解题步骤)6.如图所示,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=0.25。现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sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2),求:(1)小球水平抛出的初速度v0。(2)小滑块的初速度v。(3)0.4 s内小滑块损失的机械能E。【解析】(1)设小球落入凹槽时竖直速度为vy,vy=gt=10×0.4 m/s=4 m/s,v0=vytan 37°=3 m/s。 (2)小球落入凹槽时的水平位移x=v0t=3×0.4 m=1.2 m则滑块的位移为s=1.5 m,滑块加速度大小a=gsin 37°+gcos 37°=8 m/s2。根据公式s=vt-at2解得v=5.35 m/s(3)E=mgcos 37°·s=0.25×1×10×0.8×1.5 J=3 J答案:(1)3 m/s(2)5.35 m/s(3)3 J(25分钟50分)7.(7分)(2016·江苏高考)有A、B两小球,B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向抛出,不计空气阻力。图中为A的运动轨迹,则B的运动轨迹是()A.B.C.D.【解析】选A。斜抛运动是匀变速曲线运动,其加速度都为重力加速度,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做竖直上抛运动,两球初速度相同,所以运动轨迹相同,与质量大小无关。8.(7分)如图所示,将一篮球从地面上方B点斜向上抛出,刚好垂直击中篮板上A点,不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则可行的是 ()A.增大抛射速度v0,同时减小抛射角B.减小抛射速度v0,同时减小抛射角C.增大抛射角,同时减小抛出速度v0D.增大抛射角,同时增大抛出速度v0【解析】选C。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离,仍使抛出的篮球垂直击中A点,则可行的是增大抛射角,同时减小抛出速度v0,或增大抛射速度v0,同时减小抛射角,选项C正确。【加固训练】(多选)如图所示,a、b、c三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中a、b在同一竖直线上,b、c在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的d点,不计空气阻力。则必须()A.先同时抛出A、B两球,再抛出C球B.先同时抛出B、C两球,再抛出A球C.必须满足vA>vB>vCD.必须满足vA<vB<vC【解析】选B、C。b、c的高度相同,大于a的高度,根据t=知,B、C下落的时间相等,大于A的时间,由此可知B、C两球同时抛出,A后抛出,A错误,B正确;由x=v0t可知,A、B的水平位移相等, 则A的初速度大于B的初速度,B的水平位移大于C的水平位移,则B的初速度大于C的初速度,即vA>vB>vC,故C正确,D错误。9.(7分)(多选)(2018·郑州模拟)如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点MN与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在MN两点,同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知MOQ=60°,忽略空气阻力。则下列说法正确的是()A.两球抛出的速率之比为13B.若仅增大v1,则两球将在落入坑中之前相撞C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,两球抛出的速率之和不变D.若仅从M点水平抛出小球,改变小球抛出的速度,小球可能垂直坑壁落入坑中【解析】选A、B。根据几何关系知,Q到O点的水平方向的距离等于0.5R,所以M的水平位移xM=R-=,N的水平位移xN=R+=,则落在Q点的水平位移之比为13,运动时间相等,则初速度之比为13,故A正确;若只增大v1,而v2不变,则M运动的轨迹的落点将向右一些,两球可在空中相遇,故B正确;要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为2R,则(v1+v2)t=2R,落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以v1+v2也不是一个定值,故C错误;根据平抛运动的推论:速度的反向延长线交水平位移的中点,因为球心O并不是水平位移的中点,所以不可能使小球沿半径方向落在圆弧轨道内,故D错误。所以A、B正确,C、D错误。10.(7分)(多选)“嫦娥五号”探月卫星的成功发射,标志着我国航天技术又迈上了一个新台阶。将来我国宇航员还会乘坐探月卫星登上月球,如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分。已知照片上小方格代表的实际边长为a,闪光周期为T,据此可知()A.月球上的重力加速度为B.小球平抛的初速度为C.照片上A点一定是平抛的起始位置D.小球运动到D点时速度大小为【解题指导】(1)图中各点间的时间间隔相等,为等时间段;竖直方向上满足y=gT2。(2)计算小球在第1个T时间内竖直方向位移可判断A点是不是初始位置。【解析】选B、C。由闪光照片可知,小球竖直方向位移差y=2a,由y=gT2可得月球上的重力加速度g=,选项A错误;由小球在水平方向做匀速直线运动可得3a=v0T,解得v0=,选项B正确;小球在平抛出后第1个T时间内竖直方向位移y1=gT2=××T2=a,所以照片上A点一定是平抛的起始位置,选项C正确;小球运动到D点时竖直速度vy=g·3T=·3T=,水平速度为v0=,小球运动到D点时速度大小为v=,选项D错误。11.(7分)(多选)如图所示,AB为斜面,BC为水平面,从A点以水平速度v0抛出一小球,此时落点到A的水平距离为s1;从A点以水平速度3v0抛出小球,这次落点到A点的水平距离为s2,不计空气阻力,则s1s2可能等于()A.13B.16C.19D.112【解析】选A、B、C。如果小球两次都落在BC段上,则由平抛运动的规律h=gt2,s=v0t可知,水平位移与初速度成正比,A项正确;如果两次都落在AB段,则设斜面倾角为,由平抛运动的规律可知tan =,解得s=,故C项正确;如果一次落在AB段,一次落在BC段,则位移比应介于13与19之间,故B项正确。12.(15分)如图所示,光滑半圆形轨道处于竖直平面内,半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动,当运动到A点时撤去恒力F,小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点,最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。(1)若轨道半径为R,求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN的大小。(2)为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值Rm。(3)轨道半径R多大时,小球在水平地面上的落点D到A点距离最大?最大距离xm是多少?【解析】(1)设小球到B点速度为v,从C到B根据动能定理有FL-2mgR=mv2解得v=在B点,由牛顿第二定律有FN+mg=m解得FN=-5mg根据牛顿第三定律可知FN=FN=-5mg。(2)小球恰能运动到轨道最高点时,轨道半径有最大值,则有FN=-5mg=0解得Rm=。(3)设小球平抛运动的时间为t,有2R=gt2解得t=水平位移x=vt=·=当2FL-4mgR=4mgR时,水平位移最大,解得R=;所以D到A的最大距离xm=。答案:(1)-5mg(2)(3)