物理高一下冊-拋體運(yùn)動(dòng)(培優(yōu)篇)(文本版-含解析)

一、第五章拋體運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1．如圖所示，半徑為R的半球形碗豎直固定，直徑AB水平，一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）由直徑AB上的某點(diǎn)以初速度v0水平拋出，小球落進(jìn)碗內(nèi)與內(nèi)壁碰撞，碰撞時(shí)速度大小為2，結(jié)果小球剛好能回到拋出點(diǎn)，設(shè)碰撞過程中不損失機(jī)械能，重力加速度為g，則初速度v0大小應(yīng)為（）A． B． C． D．2【答案】C【解析】小球欲回到拋出點(diǎn)，與弧面的碰撞必須是垂直弧面的碰撞，即速度方向沿弧AB的半徑方向．設(shè)碰撞點(diǎn)和O的連線與水平夾角，拋出點(diǎn)和碰撞點(diǎn)連線與水平夾角為，如圖，則由，得，豎直方向的分速度為，水平方向的分速度為，又，而，所以，物體沿水平方向的位移為，又，聯(lián)立以上的方程可得，C正確．2．如圖，光滑斜面的傾角為θ＝45°，斜面足夠長，在斜面上A點(diǎn)向斜上方拋出一小球，初速度方向與水平方向夾角為α，小球與斜面垂直碰撞于D點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力；若小球與斜面碰撞后返回A點(diǎn)，碰撞時(shí)間極短，且碰撞前后能量無損失，重力加速度g取10m/s2。則可以求出的物理量是（）A．α的值B．小球的初速度v0C．小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間D．小球初動(dòng)能【答案】A【解析】【分析】【詳解】設(shè)初速度v0與豎直方向夾角β，則β＝90°?α（1）；由A點(diǎn)斜拋至至最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)水平位移為x1，豎直位移為y1，由最高點(diǎn)至碰撞點(diǎn)D的平拋過程Ⅱ中水平位移為x2，豎直位移y2。A點(diǎn)拋出時(shí)：（2）（3）（4）小球垂直打到斜面時(shí)，碰撞無能力損失，設(shè)豎直方向速度vy2，則水平方向速度保持不變，斜面傾角θ＝45°，（5）（6）（7），平拋運(yùn)動(dòng)中，速度的偏向角正切值等于位移偏向角的正切值的二倍，所以：（8）由（8）變形化解：（9）同理，Ⅱ中水平位移為：（10）（11）故即（12）

由此得

故可求得α的值，其他選項(xiàng)無法求出；故選：A。3．一種定點(diǎn)投拋游戲可簡化為如圖所示的模型，以水平速度v1從O點(diǎn)拋出小球，正好落入傾角為θ的斜面上的洞中，洞口處于斜面上的P點(diǎn)，OP的連線正好與斜面垂直；當(dāng)以水平速度v2從O點(diǎn)拋出小球，小球正好與斜面在Q點(diǎn)垂直相碰。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．小球落在P點(diǎn)的時(shí)間是B．Q點(diǎn)在P點(diǎn)的下方C．v1>v2D．落在P點(diǎn)的時(shí)間與落在Q點(diǎn)的時(shí)間之比是【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．以水平速度v1從O點(diǎn)拋出小球，正好落入傾角為的斜面上的洞中，此時(shí)位移垂直于斜面，由幾何關(guān)系可知所以A錯(cuò)誤；BC．當(dāng)以水平速度v2從O點(diǎn)拋出小球，小球正好與斜面在Q點(diǎn)垂直相碰，此時(shí)速度與斜面垂直，根據(jù)幾何關(guān)系可知即根據(jù)速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍，可知Q點(diǎn)在P點(diǎn)的上方，，水平位移，所以，BC錯(cuò)誤；D．落在P點(diǎn)的時(shí)間與落在Q點(diǎn)的時(shí)間之比是，D正確。故選D。4．物體A做平拋運(yùn)動(dòng)，以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以初速度v0的方向?yàn)閤軸的正方向、豎直向下的方向?yàn)閥軸的正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。如圖所示，兩束光分別沿著與坐標(biāo)軸平行的方向照射物體A，在坐標(biāo)軸上留下兩個(gè)“影子”，則兩個(gè)“影子”的位移x、y和速度vx、vy描述了物體在x、y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。若從物體自O(shè)點(diǎn)拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列圖像中正確的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】【分析】【詳解】AC．“影子”在x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，因此在圖象中是一條平行于x軸的直線，根據(jù)可知在圖象中是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，AC錯(cuò)誤；BD．物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知在圖象中是一條開口向上的拋物線，根據(jù)可知在圖象是是一條開口向右的拋物理線，B正確，D錯(cuò)誤。故選B。5．在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)受到水平恒力F作用，速度大小先減小后增大，運(yùn)動(dòng)過程中速度最小值為。質(zhì)點(diǎn)從開始受到恒力作用到速度最小的過程經(jīng)歷的時(shí)間為t，發(fā)生位移的大小為x，則判斷正確的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．在t=0時(shí)開始受到恒力F作用，加速度不變，做勻變速運(yùn)動(dòng)，若做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則最小速度可以為零，所以質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。設(shè)恒力與初速度之間的夾角是θ，最小速度解得設(shè)經(jīng)過t質(zhì)點(diǎn)的速度最小，將初速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解，故在沿恒力方向上有解得故AB錯(cuò)誤；CD．垂直于恒力F方向上發(fā)生的位移沿力F方向上發(fā)生的位移位移的大小為故D正確，C錯(cuò)誤；故選D。6．如圖所示，套在豎直細(xì)桿上的輕環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連，施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，從圖中M位置上升至與定滑輪的連線處于水平N位置，已知AO與豎直桿成θ角，則（）A．剛開始時(shí)B的速度為B．A勻速上升時(shí)，重物B也勻速下降C．重物B下降過程，繩對B的拉力大于B的重力D．A運(yùn)動(dòng)到位置N時(shí)，B的速度最大【答案】C【解析】【詳解】A.對于A，它的速度如圖中標(biāo)出的v，這個(gè)速度看成是A的合速度，其分速度分別是，其中就是B的速率（同一根繩子，大小相同），故剛開始上升時(shí)B的速度，故A不符合題意；B.由于A勻速上升，在增大，所以在減小，故B不符合題意；C.B做減速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)，繩對B的拉力大于B的重力，故C符合題意；D.當(dāng)運(yùn)動(dòng)至定滑輪的連線處于水平位置時(shí)，所以，故D不符合題意。7．質(zhì)量為0.2kg的物體，其速度在x，y方向的分量vx，vy，與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，已知x．y方向相互垂直，則（）A．0~4s內(nèi)物體做直線運(yùn)動(dòng)B．4~6s內(nèi)物體的位移為C．0~4s內(nèi)物體的位移為12mD．0~6s內(nèi)物體一直做曲線運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．0~4s內(nèi)，在x方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．由圖象與時(shí)間軸圍成的面積等于物體的位移，4~6s內(nèi)，在x方向物體的位移為2m，在y方向物體的位移為4m，物體位移為B正確；C．0~4s內(nèi)，在x方向物體的位移為4m，在y方向物體的位移為12m，物體位移為C錯(cuò)誤；D．將4~6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)倒過來，相當(dāng)于初速度為零，在x方向和y方向加速度都恒定，即物體加速度恒定，因此在這段時(shí)間內(nèi)物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此原題中在這段時(shí)間內(nèi)物體做勻減速度直線運(yùn)動(dòng)，最終速度減為零，D錯(cuò)誤。故選B。8．如圖所示，在不計(jì)滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的前提下，當(dāng)小車勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中拉力()．A．大于A所受的重力B．等于A所受的重力C．小于A所受的重力D．先大于A所受的重力，后等于A所受的重力【答案】A【解析】【詳解】繩與小車的結(jié)點(diǎn)向右勻速運(yùn)動(dòng)，此為合運(yùn)動(dòng)，可把它按如圖所示進(jìn)行分解．其中v1為繩被拉伸的速度，v1＝vcosθA上升的速度vA與v1大小相等，即vA＝v1＝vcosθ隨著車往右運(yùn)動(dòng)，θ角減小，故vA增大，即A物體加速上升，加速度豎直向上，由牛頓第二定律得，繩中拉力T＝mg＋ma＞mg故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A．9．如圖所示，不計(jì)所有接觸面之間的摩擦，斜面固定，兩物體質(zhì)量分別為和，且．若將質(zhì)量為的物體從位置A由靜止釋放，當(dāng)落到位置B時(shí)，質(zhì)量為的物體的速度為，且繩子與豎直方向的夾角為，則這時(shí)質(zhì)量為的物體的速度大小等于（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【詳解】當(dāng)m2落到位置B時(shí)將其速度分解，作出速度分解圖，則有v繩=v2cosθ其中v繩是繩子的速度等于m1上升的速度大小v1.則有v1=v2cosθ故選C.【點(diǎn)睛】當(dāng)m2落到位置B時(shí)將其速度分解，作出速度分解圖，由平行四邊形定則求出m1的速度大小v1．10．如圖所示，水平面上有一汽車A，通過定滑輪用繩子拉同一水平面的物體B，使物體B勻速向右運(yùn)動(dòng)，物體B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，當(dāng)拉至圖示位置時(shí)，兩繩子與水平面的夾角分別為α、β，二者速度分別為和，則（）A．汽車向右做減速運(yùn)動(dòng)B．若圖示位置，則C．β從30°到60°的過程中組子對B的拉力越來越小D．β從30°到60°的過程中繩子對B的拉力的功率越來越小【答案】ABD【解析】【詳解】A.A、B兩物體的速度分解如圖：由圖可知，物體B勻速向右運(yùn)動(dòng)，所以增大，減小，又α減小，增大，所以減小，即汽車向右做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；B.若圖示位置，則，選項(xiàng)B正確；C.β從30°到60°的過程中繩子對B的拉力先減小后增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.因?yàn)棣聫?0°到60°的過程中B的摩擦力減小，故繩子對B的拉力的功率減小。選項(xiàng)D正確。故選ABD。11．如圖所示，斜面傾角為°，小球從斜面頂端P點(diǎn)以初速度水平拋出，剛好落在斜面中點(diǎn)處。現(xiàn)將小球以初速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，小球下落后均不彈起，，，重力加速度為g，則小球兩次在空中運(yùn)動(dòng)過程中（）A．時(shí)間之比為1:2B．時(shí)間之比為C．水平位移之比為1:4D．當(dāng)初速度為時(shí)，小球在空中離斜面的最遠(yuǎn)距離為【答案】BD【解析】【詳解】AB.設(shè)小球的初速度為v0時(shí)，落在斜面上時(shí)所用時(shí)間為t，斜面長度為L。小球落在斜面上時(shí)有：解得：設(shè)落點(diǎn)距斜面頂端距離為S，則有若兩次小球均落在斜面上，落點(diǎn)距斜面頂端距離之比為1：4，則第二次落在距斜面頂端4L處，大于斜面的長度，可知以2v0水平拋出時(shí)小球落在水平面上。兩次下落高度之比1：2，根據(jù)得：所以時(shí)間之比為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C.根據(jù)得水平位移之比為：選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時(shí)，小球到斜面的距離最大。即在小球距離斜面最遠(yuǎn)時(shí)，垂直于斜面方向的速度等于0。建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐標(biāo)系，將初速度v0和重力加速度g進(jìn)行分解，垂直于斜面的最遠(yuǎn)距離選項(xiàng)D正確。故選BD。12．如圖所示，船停在平靜的河水中，人在岸上拉船，人勻速向左的速度為v，則（）A．船在河中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度也為vB．船在河中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．船在河中做加速度增加的加速直線運(yùn)動(dòng)D．斜繩與水平成時(shí)，【答案】CD【解析】【分析】【詳解】AB．由題意知，船的速度方向水平向左?，F(xiàn)在將船的速度分解到兩個(gè)方向，沿著繩子向上的和垂直于繩子向下的，其中則根據(jù)幾何關(guān)系可知隨著人向左拉繩子，船也在水平向左運(yùn)動(dòng)，角逐漸變大，則可知逐漸增大，所以船在河中做加速運(yùn)動(dòng)，所以AB錯(cuò)誤；C．由AB選項(xiàng)分析可知，船在河中做加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)河岸高為h，傳到岸邊的繩長為l，岸到船的距離為x，則由數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)為，由加速度的定義式可得又由幾何關(guān)系可得，得所以當(dāng)船在河中向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，x逐漸減小，a逐漸增大，則船在河中做加速度增加的加速直線運(yùn)動(dòng)，所以C正確；D．由AB選項(xiàng)分析可知?jiǎng)t當(dāng)時(shí)所以D正確。故選CD。13．如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)（圖中B處），下列說法正確的是A．小環(huán)剛釋放時(shí)輕繩中的張力一定大于2mgB．小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度也為dC．小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D．小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于【答案】AC【解析】【分析】【詳解】由題意，釋放時(shí)小環(huán)向下加速運(yùn)動(dòng)，則重物將加速上升，對重物由牛頓第二定律可知繩中張力一定大于重力，所以A正確；小環(huán)到達(dá)B處時(shí)，重物上升的高度應(yīng)為繩子縮短的長度，即，所以B錯(cuò)誤；根據(jù)題意，沿繩子方向的速度大小相等，將小環(huán)A速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解應(yīng)滿足：，即，所以C正確，D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】應(yīng)明確：①對與繩子牽連有關(guān)的問題，物體上的高度應(yīng)等于繩子縮短的長度；②物體的實(shí)際速度即為合速度，應(yīng)將物體速度沿繩子和垂直于繩子的方向正交分解，然后列出沿繩子方向速度相等的表達(dá)式即可求解．14．如圖所示，一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1=3m/s，行駛中，輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火，輪船牽引力隨之消失，但輪船受到水大小不變的阻力作用而使輪船相對于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化。下列判斷正確的是（）A．發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)，輪船相對于靜水行駛的速度大小5m/sB．發(fā)動(dòng)機(jī)從熄火到相對于靜水靜止的過程中，輪船相對于地面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．發(fā)動(dòng)機(jī)從熄火到相對于靜水靜止的過程中，輪船相對于靜水做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，輪船相對于河岸速度的最小值3m/s【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)，輪船實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度與水流速度方向垂直，如圖所示：故此時(shí)船相對于靜水的速度的大小為設(shè)v與的夾角為，則A正確；B．發(fā)動(dòng)機(jī)從熄火到相對于靜水靜止的過程中，相對于地面初速度為圖中的v，而因受阻力作用，其加速度沿圖中的反方向，所以輪船相對于地面做類斜上拋運(yùn)動(dòng)，即做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．發(fā)動(dòng)機(jī)從熄火到相對于靜水靜止的過程中，相對于靜水初速度為圖中的，而因受阻力作用，其加速度沿圖中的反方向，所以輪船相對于靜水做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；D．熄火前，船的牽引力沿的方向，水的阻力與的方向相反，熄火后，牽引力消失，在阻力作用下，逐漸減小，但其方向不變，當(dāng)與的矢量和與垂直時(shí)輪船的合速度最小，如圖所示，則D錯(cuò)誤。故選AC。15．如圖所示，a，b兩個(gè)小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度同時(shí)水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面的豎直高度相等，斜面底邊長是其豎直高度的2倍，則（）A．一定是b球先落