高考物理一轮复习课时分层练习4.2《平抛运动的规律及应用》(含答案详解)

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课时分层作业 十一
平抛运动的规律及应用
(45分钟 100分)
【基础达标题组】
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。1～6题为单选题,7～10题为多选题)
1.(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①为A的运动轨迹,则B的运动轨迹是
( )
A.① B.② C.③ D.④
【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。
2.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。观察两只飞镖在标靶的位置可以看出,B飞镖在A飞镖下方,即B飞镖在竖直方向下降的位移大于A飞镖,hAv2
C.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:v1vB>vC
D.必须满足vAvC,故C正确,D错误。
【加固训练】
(多选)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值)。将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则( )
A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度
B.A、B在第一次落地前若不相碰,此后也可能会相碰
C.A、B不可能运动到最高处相碰
D.A、B一定能相碰
【解析】选A、D。A、B两球在第一次落地前竖直方向均做自由落体运动,若在落地时相遇,此时A球水平抛出的初速度v0=,h=gt2,则v0=l,只要A的水平初速度大于v0,A、B两球就可在第一次落地前相碰,A正确;若A、B在第一次落地前不能相碰,则落地反弹后的过程中,由于A向右的水平速度保持不变,所以当A的水平位移为l时,即在t=时,A、B一定相碰,在t=时,A、B可能在最高点,也可能在竖直高度h中的任何位置,所以B、C错误,D正确。
10.从O点以水平速度v抛出一小物体,经过M点时速度大小为 v,N点为O到M之间轨迹上与直线OM距离最远的点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小物体经N点时的速度方向与OM平行
B.小物体从O到N经历的时间为
C.O、N之间的距离为
D.曲线ON与MN关于过N点且与OM垂直的直线对称
【解析】选A、B。小物体运动过程中与OM的距离最远,即沿与OM垂直方向的分速度为零,所以此时的速度方向与OM平行,A正确;经过M点时的速度与水平方向的夹角为45°,设OM与水平方向的夹角为α,由几何关系可知tan α=,所以经N点时的速度竖直分量v2=vtan α=,故从O到N的时间为t=,B正确;ON之间的水平位移x=vt,竖直位移y=gt2,O、N之间的距离为=,C错误;初速度为v、末速度为v,所以曲线ON与MN不对称,D错误。
二、计算题(15分。需写出规范的解题步骤)
11.如图为“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OAB,OA是高h=3 m的竖直峭壁,AB是以O点为圆心的弧形坡,
∠AOB=60°,B点右侧是一段水平跑道。选手可以自O点借助绳索降到A点后再爬上跑道,但身体素质好的选手会选择自O点直接跃上跑道。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。
【解析】(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,
则hsin60°≤v0t
hcs60°=gt2
解得:v0≥ m/s。
(2)若选手以速度v1=4 m/s水平跳出,因v1