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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 第2講平拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用課時提升作業(yè) 教科版必修2
一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。多選題已在題號后標(biāo)出,選不全得4分)
1.關(guān)于做平拋運(yùn)動的物體,正確的說法是( )
A.速度始終不變
B.加速度始終不變
C.受力始終與運(yùn)動方向垂直
D.受力始終與運(yùn)動方向平行
2.(xx蚌埠模擬)如圖所示,在A點有一個小球,緊靠小球的左方有一個點光源S?,F(xiàn)將小球從A點正對著豎直墻水平拋出,不計空氣阻力,則打到豎直墻之前,小球在點光源照射下的影子在墻上的運(yùn)動是( )
A.勻速直線運(yùn)動 B.自由落體運(yùn)動
C.變加速直線運(yùn)動 D.勻減速直線運(yùn)動
3.(多選)有一個物體在 h 高處,以水平初速度v0拋出,落地時的速度為v,豎直分速度為vy,下列公式能用來計算該物體在空中運(yùn)動時間的是( )
A. B. C. D.
4.如圖所示,在傾角θ=37的斜面底端的正上方H處,平拋一個物體,該物體落到斜面上的速度方向正好與斜面垂直,則物體拋出時的初速度為( )
A. B. C. D.
5. (多選)(xx鄭州模擬)如圖所示,光滑斜面固定在水平面上,頂端O有一小球,從靜止釋放,運(yùn)動到底端B的時間為t1,若給小球不同的水平初速度,落到斜面上的A點,經(jīng)過的時間為t2,落到斜面底端B點,經(jīng)過的時間為t3,落到水平面上的C點,經(jīng)過的時間為t4,則( )
A.t2>t1 B.t3>t2 C.t4>t3 D.t1>t4
6.(多選)(xx臨汾模擬)在交通事故中,測定碰撞瞬間汽車速度對于事故責(zé)任的認(rèn)定具有重要作用,《中國汽車駕駛員》雜志曾給出一個估算碰撞瞬間車輛速度的公式v=,式中ΔL是被水平拋出的散落在事故現(xiàn)場路面上的兩個物體A、B沿公路方向上的水平距離,h1、h2分別是散落物A、B在同一輛車上時距離落點的高度。只要用米尺測量出事故現(xiàn)場的ΔL、h1、h2三個量,根據(jù)上述公式就能夠估計出碰撞瞬間車輛的速度,則下列敘述正確的是( )
A.A、B落地時間相同
B.落地時間差與車輛速度無關(guān)
C.落地時間與車輛速度成正比
D.A、B落地時間差和車輛碰撞瞬間速度的乘積等于ΔL
7.如圖所示,我某集團(tuán)軍在一次空地聯(lián)合軍事演習(xí)中,離地面H高處的飛機(jī)以水平對地速度v1發(fā)射一顆炸彈轟炸地面目標(biāo)P,反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時以初速度v2豎直向上發(fā)射一顆炮彈攔截(炮彈運(yùn)動過程看作豎直上拋),設(shè)此時攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s,若攔截成功,不計空氣阻力,則v1、v2的關(guān)系應(yīng)滿足( )
A. B. C. D.v1=v2
8.物塊從光滑曲面上的P點自由滑下,通過粗糙的靜止水平傳送帶以后落到地面上的Q點,若傳送帶的皮帶輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動起來,使傳送帶隨之運(yùn)動,如圖所示,再把物塊放到P點自由滑下,則( )
A.物塊將仍落在Q點
B.物塊將會落在Q點的左邊
C.物塊將會落在Q點的右邊
D.物塊有可能落不到地面上
9.(xx上海高考)如圖,斜面上a、b、c三點等距,小球從a點正上方O點拋出,做初速為v0的平拋運(yùn)動,恰落在b點。若小球初速變?yōu)関,其落點位于c,則( )
A.v0
3v0
10.(多選)(能力挑戰(zhàn)題)如圖所示,一高度為h的光滑水平面與一傾角為θ的斜面連接,一小球以速度v從平面的右端P點向右水平拋出,則小球在空中運(yùn)動的時間t( )
A.一定與v的大小有關(guān)
B.一定與v的大小無關(guān)
C.當(dāng)v大于時,t與v無關(guān)
D.當(dāng)v小于時,t與v有關(guān)
二、計算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)
11.(xx黃岡模擬)(14分)如圖所示,在豎直放置的半圓形容器的中心O點分別以水平速度v1、v2拋出兩個小球(可視為質(zhì)點),最終它們分別落在圓弧上的A點和B點,已知OA與OB相互垂直且OA與豎直方向成α角,求兩小球初速度之比v1∶v2。
12.(16分)在光滑的水平面內(nèi),一質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)點以速度v0=10 m/s沿x軸正方向運(yùn)動,經(jīng)過原點后受一沿y軸正方向上的水平恒力F=15 N作用,直線OA與x軸成α=37角,如圖所示曲線為質(zhì)點的軌跡圖(g取10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8),求:
(1)如果質(zhì)點的運(yùn)動軌跡與直線OA相交于P點,質(zhì)點從O點到P點所經(jīng)歷的時間以及P點的坐標(biāo);
(2)質(zhì)點經(jīng)過P點的速度大小。
答案解析
1.【解析】選B。做平拋運(yùn)動的物體只受豎直向下的重力作用,且與初速度方向垂直,物體做的是勻變速曲線運(yùn)動,速度方向時刻改變,故選項B正確,A、C、D錯誤。
2.【解析】選A。由圖中兩個三角形相似可得,;而,聯(lián)立解得,所以小球在點光源照射下的影子在墻上的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動,選項A正確。
3.【解析】選A、D。平拋運(yùn)動可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。水平方向x=v0t,豎直方向,h=,vy=gt,vy=,解得,選項A、D正確。
4.【解析】選A。物體從離斜面高H處做平拋運(yùn)動,落到斜面上的速度與斜面垂直,此時水平方向分速度為v0,豎直方向分速度為vy,所用時間為t,水平位移為x,則,下落高度y=,水平方向x=v0t,又有H-y=
xtan37,解得v0=,選項A正確。
【變式備選】(多選)如圖所示,在某次自由式滑雪比賽中,一運(yùn)動員從弧形雪坡上沿水平方向飛出后,又落回到斜面雪坡上,如圖所示,若斜面雪坡的傾角為θ,飛出時的速度大小為v0,不計空氣阻力,運(yùn)動員飛出后在空中的姿勢保持不變,重力加速度為g,則( )
A.如果v0不同,則該運(yùn)動員落到雪坡時的速度方向也就不同
B.不論v0多大,該運(yùn)動員落到雪坡時的速度方向都是相同的
C.運(yùn)動員落到雪坡時的速度大小是
D.運(yùn)動員在空中經(jīng)歷的時間是
【解析】選B、D。如果v0不同,則該運(yùn)動員落到雪坡時的位置不同,但位移方向均沿斜坡,即位移方向與水平方向的夾角均為θ,由tanφ=2tanθ得速度方向與水平方向的夾角均為φ,故A錯、B對;將運(yùn)動員落到雪坡時的速度沿水平和豎直方向分解,求出運(yùn)動員落到雪坡時的速度大小為,故C錯;由幾何關(guān)系得tanθ=,解得運(yùn)動員在空中經(jīng)歷的時間t=,故D對。
5.【解析】選B、D。設(shè)斜面高為h,底角為θ,則當(dāng)小球沿斜面下滑時,其加速度a=gsinθ,由得。小球平拋時,由h=得,t3=t4=>t2=,故t1>t3=t4>t2,選項A、C錯誤,B、D正確。
6.【解析】選B、D。A、B都做平拋運(yùn)動,h1=,h2=,ΔL=v(t1-t2),則v=。由此可知,A、B落地時間不相同,時間差與車輛速度無關(guān),且和車輛碰撞瞬間速度的乘積等于ΔL,選項A、C錯誤,B、D正確。
7.【解析】選C。由題知從發(fā)射到攔截成功應(yīng)滿足:s=v1t,同時豎直方向應(yīng)滿足:,所以有,即,C選項正確。
8.【解析】選A。物塊從光滑曲面上滑下來,當(dāng)傳送帶靜止時,物塊在水平方向受到與運(yùn)動方向相反的摩擦力,物塊將做勻減速運(yùn)動,離開傳送帶時做平拋運(yùn)動;當(dāng)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時,物塊相對傳送帶向前運(yùn)動,受到的滑動摩擦力方向與運(yùn)動方向相反,兩種情況下滑動摩擦力相同,物塊做勻減速運(yùn)動,離開傳送帶時,也做平拋運(yùn)動,且與傳送帶不動時的拋出速度相同,故落在Q點,選項A正確。
9.【解析】選A。過b點作一水平線MN,分別過a點和c點作出MN的垂線分別交MN于a′、c′點,由幾何關(guān)系得:a′b=bc′,作出小球以初速度v拋出落于c點的軌跡如圖中虛線所示,必交b、c′之間的一點d,設(shè)a′、b間的距離為x,則研究小球從拋出至落至MN面上的運(yùn)動可知,a′、d間的距離x′滿足:x<x′<2x,故v0<v<2v0,選項A正確,B、C、D錯誤。
10.【解析】選C、D。球有可能落在斜面上,也有可能落在水平面上,可用臨界法求解。如果小球恰好落在斜面與水平面的交點處,則滿足,聯(lián)立可得,故當(dāng)v大于時,小球落在水平地面上,t=,與v無關(guān);當(dāng)v小于時,小球落在斜面上,x=vt,,,聯(lián)立可得,即與v有關(guān),故選項C、D正確。
【總結(jié)提升】平拋運(yùn)動的解題技巧
(1)解決落點位置問題一般要建立水平位移和豎直位移之間的關(guān)系。
(2)解決落點方向即末速度的方向的問題,一般要建立水平速度和豎直速度之間的關(guān)系。
(3)注意挖掘和利用合運(yùn)動、分運(yùn)動及題設(shè)情境之間的幾何關(guān)系。
11.【解析】兩質(zhì)點拋出后都做平拋運(yùn)動,設(shè)容器的半徑為R,兩質(zhì)點運(yùn)動的時間分別為tA、tB
對A球:Rsinα=v1tA, (3分)
Rcosα= (3分)
對B球:Rcosα=v2tB (3分)
Rsinα= (3分)
聯(lián)立解得 (2分)
答案:
12.【解題指南】求解此題應(yīng)把握以下三點:
(1)明確質(zhì)點是在水平面內(nèi)做類平拋運(yùn)動。
(2)寫出質(zhì)點在兩個方向上位移的表達(dá)式。
(3)明確質(zhì)點運(yùn)動到P點時位移的方向。
【解析】(1)質(zhì)點在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動,在x方向上不受外力作用做勻速直線運(yùn)動,y方向受恒力F作用做勻加速直線運(yùn)動,在豎直方向上光滑平面的支持力與重力平衡。
由牛頓第二定律得:
(2分)
設(shè)質(zhì)點從O點到P點經(jīng)歷的時間為t,
P點坐標(biāo)為(xP,yP)
則xP=v0t, (2分)
yP=, (2分)
又tanα= (2分)
聯(lián)立解得:t=1 s,xP=10 m,yP=7.5 m (2分)
即P點坐標(biāo)為(10 m,7.5 m) (2分)
(2)質(zhì)點經(jīng)過P點時沿y方向的速度
vy=at=15 m/s (2分)
故P點的速度大小
(2分)
答案:(1)1 s (10 m,7.5 m) (2) m/s
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