2021届高考物理二轮复习力与曲线运动专项练习（1）抛体运动

2021届高考物理二轮复习力与曲线运动专项练习（1）

抛体运动

1.如图所示在同一竖直面内的三个不同位置分别以的速度水平向右抛出三个小球,其中在同一竖直线上,在同一水平线上,要使三球同时落到地面上的D点,不计空气阻力,则必须满足(   )

A.先同时抛出球,且

B.先同时抛出球,且

C.先抛出A球,后同时抛出球,且

D.先抛出A球,后同时抛出球,且

2.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角，两点高度差，忽略空气阻力，重力加速度，则球刚要落到球拍上时速度大小为(   )

A. B. C. D.

3.如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为。假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力。则有（   ）

A. B. C. D.

4.如图所示，水平地面上不同位置的三个小球斜上抛，沿三条不同的路径运动最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（   ）

A.沿路径1抛出的小球落地时的速率最小 

B.沿路径3抛出的小球在空中运动的时间最长

C.三个小球抛出时的初速度竖直分量相等 

D.三个小球抛出时的初速度水平分量相等

5.投掷飞镖是很多人的日常休闲活动.投掷飞镖的靶上共标有10环，第10环的半径最小.现有一靶的第10环的半径为1 cm，第9环的半径为2 cm，……，依次类推，若靶的半径为10 cm，在进行飞镖训练时，当人离靶的距离为5 m，将飞镖对准第10环中心以水平速度v投出，不计空气阻力，.则下列说法中正确的是(   )
 

A.当时，飞镖将射中第8环线以内

B.当时，飞镖将射中第5环线

C.若要击中靶子，飞镖的速度v至少为

D.若要击中第10环的线内，飞镖的速度v至少为

6.如图所示,两个完全相同的斜面倾角均为45°,高度均为为两斜面的顶端、O为斜面的底端.现从左侧斜面顶端A以一定初速度水平抛出一个小球,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是(   )

A.当小球下落到左侧斜面上高度为处时,初速度为

B.若小球均落在左侧斜面上,则越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大

C.若小球初速度足够大,则小球能落在右侧斜面的顶端B

D.若小球恰能垂直打在右侧斜面上的C点,则

7.高度为d的仓库起火，现需要利用仓库前方固定在地面上的消防水炮灭火.如图所示，水炮与仓库的距离为d，出水口的横截面积为S.喷水方向可自由调节，功率也可以改变，仓库的窗户上、下边缘离地高度分别为，要使灭火效果最好，要求水喷入时的方向与窗户面垂直，已知水炮的效率为η，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，忽略水炮离地面的高度.为使灭火效果最好，下列说法正确的是(   )

A.若水从窗户下边缘进入，则进入时的速度大小为

B.若水从窗户上边缘进入，则进入时的速度大小为

C.若水从窗户的正中间进入，则此时的水炮功率最小

D.满足水从窗户进入的水炮功率最小值为

8.跳台滑雪是一项勇敢者的滑雪运动.图甲为某跳台滑雪运动员从跳台a(长度可忽略不计)处沿水平方向飞出、在斜坡b处着陆的示意图.图乙为运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间t变化的关系图像.不计空气阻力作用,重力加速度g取,运动员的质量为60 kg,则下列说法正确的是(   )

A.运动员在a处的速度大小为10 m/s

B.斜坡的倾角为

C.运动员运动到b处时重力的瞬时功率为

D.运动员在空中离坡面的最大距离为2.5 m

9.如图所示,倾角分别为30°和45°的两斜面下端紧靠在一起,固定在水平面上,将两个小球a和b从左侧斜面上的A点以不同的初速度沿同一方向向右平抛,下落高度相同,a落到左侧的斜面上,b恰好垂直击中右侧斜面,忽略空气阻力,则(   )

A.运动的水平位移之比为 

B.运动的水平位移之比为

C.击中斜面时的速率之比为 

D.若减小初速度,a球落到斜面时速度方向不变

10.某电视台一娱乐节目进行了一项抛球入筐游戏，如图所示，该游戏球筐（筐壁厚度忽略不计）紧靠竖直墙壁放在水平地面上，球筐的高度和球筐左侧筐壁离墙壁的距离均为L.某同学将球（可视为质点）正对竖直墙壁水平抛出并投入筐中，球的抛出点离地面的高度，离墙壁的水平距离.球与墙壁发生碰撞前后瞬间速度大小相等，方向关于墙壁的垂线对称，不计球与墙壁和筐壁碰撞的时间.已知球的质量为m，重力加速度为g，空气阻力不计.下列说法正确的是(   )

A.不论球以多大的速度水平抛出，只要能投入筐中，落到筐底所用时间均相同

B.为使球落入筐中，球抛出时的最小速度为

C.球落到筐底时的最小动能为

D.为使球落入筐中，球与墙壁发生碰撞的最高点离地面的高度应为L

11.三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的规律”的实验.

（1）甲同学采用如图1所示的装置.用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________.

（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片.小球在平抛运动中的几个位置如图2中的所示，图中每个小方格的边长.则小球经过b点时的速度大小_________m/s.（，结果保留三位有效数字）

（3）丙同学采用如图3所示的装置.关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是_______.

A.槽与小球间有摩擦  B.槽未端切线不水平

C.小球每次自由滚下时，木板的高度不同 D.小球每次自由滚下的位置不同

12.如图所示，水平屋顶高，墙高，墙到房子的距离，墙外马路宽.欲使小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度应满足的条件.(墙的厚度不计,g取)

答案以及解析

1.答案：D

解析：根据平抛运动规律,竖直方向上有,得，水平方向上有,由,可知要使三球同时落在D点,则应先抛出A球,之后同时抛出球,再根据,可知,D正确.

2.答案：A

解析：由题意有，可得，将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示，竖直分速度大小，则球在B点的速度大小，故A正确，B、C、D错误.

3.答案：D

解析：运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性可知平抛运动的水平位移为，则运动员通过最高点的速度为，竖直方向有，解得，联立各式解得，则有，故本题选D。

4.答案：C

解析：根据运动的合成与分解，将初速度分解为竖直方向和水平方向的分速度，设初速度方向与竖直方向的夹角为θ，则小球抛出时沿竖直方向的速度分量，由结合图中三个小球上升高度相同可知，三个小球抛出时沿竖直方向的分速度相等，由知三个小球在空中运动的时间相同，所以B错误，C正确；由图结合可知，沿路径1抛出的小球水平方向的速度分量最大，所以D错误；由可知，沿路径1抛出的小球落地时速率最大，故A错误。

5.答案：C

解析：当时，飞镖运动的时间，则飞镖在竖直方向上的位移，飞镖将射中第6环线，当时，飞镖将射中第6环线以内，故A、B错误.若要击中靶子，飞镖运动过程下降的高度不能超过0.1 m，根据得，最长运动时间，则飞镖的速度至少为，故C正确.若要击中第10环的线内，则飞镖运动过程下降的高度不能超过0.01 m，根据得，最长运动时间，则飞镖的速度至少为，故D错误.

6.答案：D

解析：当小球下落到左侧斜面上高度为处时,所用时间，初速度，A错误;若小球均落在左侧斜面上,则位移的偏向角均为45°,根据平抛运动的推论,速度的偏向角正切值等于位移偏向角正切值的2倍,可知速度的偏向角相等,即无论多大,小球落到左侧斜面上时速度方向与斜面的夹角一定,B错误;因等高,则无论小球初速度多大,小球均不能落在右侧斜面的顶端B,C错误;若小球恰能垂直打在右侧斜面上的C点,则竖直速度,小球下落的时间,高度,则水平位移,解得,故,D正确.

7.答案：C

解析：根据题意，要求水喷入时的方向与窗户面垂直，故可将水的运动看作平抛运动的逆过程，设水进入窗户时的速度为，则有，，解得，水从窗户上边缘进入满足，则，水从窗户下边缘进入满足，则，选项A、B错误；设水从高h处垂直进入窗户，则水从水炮喷出时有，则，根据代数关系，当时v有最小值，且，水炮功率为，故v有最小值时P也有最小值，且，又时水从窗户正中间进入，故C正确，D错误.

8.答案：AC

解析：运动员从a到b做平抛运动,在a点的初动能为,可得,A正确;由题图乙可读出平抛运动的时间为,设斜坡倾角为θ,根据几何关系有,则,可知斜坡的倾角为45°,B错误;根据瞬时功率的定义式可知运动员运动到b处时重力的瞬时功率为,C正确;建立平行坡面和垂直坡面的直角坐标系,当垂直坡面的速度减为零时,运动员离坡面的距离最大,由匀减速直线运动的规律有,D错误.

9.答案：ACD

解析：两小球做平抛运动,下落相同的高度时运动时间相等,由知落到斜面上时竖直分速度大小相等.对于a球,有,设a球落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为α,则,可得,夹角α与初速度无关,所以若减小初速度,a球落到斜面时速度方向不变,故D正确.对于b球,由,结合,可得两小球的初速度之比为,水平方向上有,且t相等,可得运动的水平位移之比为,故A正确,B错误.a击中斜面时的速率为,b击中斜面时的速率为,所以,故C正确.

10.答案：AC

解析：由于球与墙壁发生碰撞前后瞬间速度大小相等，方向关于墙壁的垂线对称，不计球与墙壁和筐壁碰撞的时间，所以球落到筐底所用的时间只与下落的高度有关，A正确；设球抛出时的最小速度为，运动到球筐左侧筐壁上边缘的时间为t，有，解得，B错误；设球落到筐底时的最小动能为，由功能关系有，解得，C正确；设球与墙壁发生碰撞的最高点离地面的高度为，运动到墙壁的时间为，有，解得，D错误.

11.答案：（1）平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动

（2）1.25

（3）A

解析：（1）在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体运动的小球总是同时落地，平抛运动在竖直方向上是自由落体运动.

（2）取三点分析，水平方向间隔均为，所以小球从a点到b点、从b点到c点的时间相同，设均为T，在竖直方向上由，解得.根据水平方向匀速运动有，解得.分析知小球经过b点时竖直方向上的速度，所以小球经过b点时的速度大小.

（3）槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要小球每次从同一位置静止释放，小球做平拋运动的初速度都相同，故选A.

12.答案：

解析：如图甲所示,设球刚好触墙而过时小球离开房顶的速度为,则小球自房顶飞出后做平抛运动到达墙头时,水平位移大小为,竖直位移大小为,则

，

由得小球自飞出后运动到墙头所用的时间为

，

由得小球离开房顶时的速度为

设小球飞出后恰好落在墙外的马路边缘时离开房顶的速度为,如图乙所示,此过程水平位移大小为,竖直位移大小为H,则小球在空中的飞行时间满足,则

，

由得,

即小球恰好落在马路边缘时从房顶飞出的速度大小为13 m/s.

综上分析知,欲使小球离开房顶后能落在马路上,则小球离开房顶时的速度应满足,即.