人教版新高考物理一轮总复习训练题抛体运动

考点规范练12　抛体运动

一、单项选择题

1.(2020·山东济宁三模)由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示。假设图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点,其中O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c两点距地面的高度相等。下列说法正确的是(　　)

A.到达b点时,炮弹的速度为零

B.到达b点时,炮弹的加速度为零

C.炮弹经过a点时的速度小于经过c点时的速度

D.炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间

2.(2020·浙江模拟)如图所示,A、B两个小球从半圆轨道的水平直径两端同时水平抛出,正好在C点相遇。OC与水平面夹角θ=60°,则A、B球的初速度之比为(　　)

A.3∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶3

3.(2020·山东济南二模)右图是投掷飞镖游戏的示意图,O点距水平地面的高度为h,竖直靶板与O点的距离为x,不计空气阻力,当投掷者从O点以某一速度向右水平掷出飞镖时,飞镖打在靶上距地面的C点,现将竖直靶板向右移动,仍以相同速度从O点掷出飞镖,飞镖的位置应该是(　　)

A.打在C点

B.打在地面与C点之间

C.恰好打在靶板与地面的交点处

D.不能打在靶板上

4.(2020·福建泉州第一次质量检查)某游戏装置如图所示,安装在竖直轨道AB上的弹射器可上下移动,能水平射出速度大小可调节的小弹丸。圆心为O的圆弧槽BCD上开有小孔P,弹丸落到小孔时,速度只有沿OP方向才能通过小孔,游戏过关,则弹射器在轨道上(　　)

A.位于B点时,只要弹丸射出速度合适就能过关

B.只要高于B点,弹丸射出速度合适都能过关

C.只有一个位置,且弹丸以某一速度射出才能过关

D.有两个位置,只要弹丸射出速度合适都能过关

二、多项选择题

5.(2020·山东泰安模拟)图甲为半圆形坑,现将一颗弹丸先后两次从A点水平抛出,由于飞行过程中受气流作用,影响了弹丸的飞行时间和速度。若从弹丸离开A点开始计时,t1和t2分别表示它们落到坑壁的时间,v表示它在竖直方向的速度,其v-t图像如图乙所示,则下列说法正确的是(　　)

A.第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小

B.第二次弹丸在水平方向上的位移比第一次小

C.第二次弹丸在竖直方向上受到的阻力比第一次大

D.第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第一次大

6.(2020·河南六市联考模拟)如图所示,饲养员在水库边堤坝边缘A处以水平初速度v往鱼池中抛掷鱼饵颗粒。堤坝截面倾角为θ,坝顶离水面的高度为h,不计空气阻力,鱼饵颗粒可能落在堤坝上,也可能落在水面上,则关于鱼饵颗粒在空中运动的时间t,下列说法正确的是(　　)

A.若水平初速度v>,t与v有关

B.若水平初速度v>,t与v无关

C.若水平初速度v<,t与v有关

D.若水平初速度v<,t与v无关

三、非选择题

7.右图为某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h=3 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。

(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v1=4 m/s水平跳出,求该选手在空中的运动时间。

考点规范练12　抛体运动

1.D　解析:炮弹在最高点竖直方向上的速度为零,水平方向上的速度不为零,故炮弹在最高点速度不为零,故A错误。在最高点受空气阻力(水平方向上的阻力与水平速度方向相反)、重力作用,二力合力不为零,故加速度不为零,故B错误。由于空气阻力恒做负功,所以根据动能定理可知经过a点时的速度大于经过c点时的速度,故C错误。从O到b的过程中,在竖直方向上,受到重力和阻力在竖直方向的分力,即mg+Ff1=ma1,解得a1=;从b到d的过程中,在竖直方向上,受到向下的重力和阻力在竖直方向的分力,即mg-Ff2=ma2,解得a2=,故a1>a2,根据逆向思维,两个阶段的运动可看作是从b点向O点和从b点向d点的运动,竖直位移相同,加速度越大,时间越小,所以炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间,故D正确。

2.A　解析:设圆形轨道的半径为R。由几何知识,得A、B两球的水平位移分别为

x2=R-Rsin 30°=0.5R

x1=R+Rsin 30°=1.5R

则有x1=3x2;

由h=gt2,可知t相同,则由v=可知,v1=3v2。故A正确,B、C、D错误。

3.D　解析:第一次投掷飞镖时,从抛出到打到C点上用的时间为t,在竖直方向上有gt2,得到时间为t=,在水平方向上有水平位移为x=v0t=v0。将竖直靶板向右移动后,如果飞镖打在地面上则运动时间为t'=,水平位移为x'=v0t'=v0x<x,故飞镖打在了地面上,不能打在靶板上,故A、B、C错误,D正确。

4.C　解析:根据平抛运动速度反向延长线过水平位移的中点可知,位于B点时,不管速度多大,弹丸都不可能沿OP方向从P点射出,故A错误。如图所示。

根据平抛运动速度的反向延长线过水平位移的中点可得lEN=R(1+cos α),则竖直位移lPN=lEN·tan α=R(1+cos α)tan α,弹射器离B点的高度为y=lPN-Rsin α=R(tan α-sin α),所以只有一个位置,且弹丸以某一速度射出才能过关,故B、D错误,C正确。

5.AC　解析:根据图像与时间轴所围图形的面积表示竖直方向上位移的大小可知,第一次弹丸的位移比第二次的位移大,故A正确。由于水平方向的运动情况完全不知道,因此无法比较水平位移的大小,故B错误。当竖直方向速度大小为v1时,第一次飞行时图像的斜率大于第二次飞行时图像的斜率,而图像的斜率表示加速度的大小,故第一次飞行速度达到v1时加速度大于第二次时的加速度,据mg-Ff=ma可得阻力大的加速度小,故第二次飞行时的加速度小,其所受阻力大,故C正确。由图像知,第二次飞行时的竖直方向末速度小,运动时间长,据加速度的定义式可知其竖直方向上平均加速度小,故D错误。

6.BC　解析:如果鱼饵颗粒恰好落在堤坝与水面的交点处,则满足=vt,h=gt2,联立可得v=,故当v>时,鱼饵颗粒落在水面上,t=与v无关,故A错误,B正确。当v<时,鱼饵颗粒落在堤坝上,tan θ=,解得t=,与v有关,故C正确,D错误。

7.解析:(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,则水平方向有

hsin 60°≤v0t

竖直方向有hcos 60°=gt2

解得v0≥ m/s。

(2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1<v0,故人将落在弧形坡上。人下降高度为y=gt2

水平前进距离x=v1t,由x2+y2=h2,解得t=0.6 s。

答案:(1) m/s　(2)0.6 s