2019-2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后限時集訓(xùn)11拋體運(yùn)動含解析新人教版

PAGE課后限時集訓(xùn)(十一)拋體運(yùn)動(建議用時：40分鐘)[基礎(chǔ)對點(diǎn)練]題組一：拋體運(yùn)動的基本規(guī)律1．(多選)關(guān)于平拋運(yùn)動，下列說法正確的是()A．平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動B．做平拋運(yùn)動的物體在任何相等的時間內(nèi)，速度的變化量都相等C．可以分解為水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的自由落體運(yùn)動D．落地時間和落地時的速度只與拋出點(diǎn)的高度有關(guān)ABC[平拋運(yùn)動只受重力作用，加速度為g，是個定值，所以平拋運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，Δv＝g·Δt，而vt＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋2gh)，與水平初速度v0及拋出點(diǎn)高度都有關(guān)。]2.(多選)如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點(diǎn)，兩球運(yùn)動的最大高度相同?？諝庾枇Σ挥?jì)，則()A．B的加速度比A的大B．B的飛行時間比A的長C．B在最高點(diǎn)的速度比A在最高點(diǎn)的大D．B在落地時的速度比A在落地時的大CD[做拋體運(yùn)動的物體只受重力作用，加速度都是重力加速度，A項(xiàng)錯誤；由于兩球在豎直方向做的是豎直上拋運(yùn)動，上升的高度相等，因此運(yùn)動的時間相等，B項(xiàng)錯誤；由于水平方向都做勻速直線運(yùn)動，且在相等時間內(nèi)B運(yùn)動的水平位移大，因此B在水平方向的分速度較大，在最高點(diǎn)時豎直分速度為零，因此最高點(diǎn)的速度等于水平分速度，C項(xiàng)正確；兩小球回到地面時在豎直方向的分速度相等，但B的水平分速度大，因此落回地面時B的合速度大，D項(xiàng)正確。]3．(多選)如圖所示，x軸在水平地面內(nèi)，y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b和c的運(yùn)動軌跡，其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的。不計(jì)空氣阻力，則()A．a(chǎn)的飛行時間比b的長B．b和c的飛行時間相同C．a(chǎn)的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大BD[根據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2可知t＝eq\r(\f(2h,g))，所以ta＜tb＝tc，A錯誤，B正確；由v＝eq\f(x,t)得va＞vb＞vc，C錯誤，D正確。]4．甲、乙兩物體做平拋運(yùn)動的初速度之比為2∶1，若它們的水平射程相等，則它們拋出點(diǎn)離地面的高度之比為()A．1∶2 B．1∶eq\r(2)C．1∶4 D．4∶1C[根據(jù)平拋的位移公式eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝v0t，①,y＝\f(1,2)gt2，②))由①，得t＝eq\f(x,v0)，代入②，得y＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,v0)))eq\s\up12(2)。因兩物體平拋的水平射程x相同，故y與veq\o\al(2,0)成反比，即eq\f(y甲,y乙)＝eq\f(v\o\al(2,0乙),v\o\al(2,0甲))＝eq\f(12,22)＝eq\f(1,4)。]題組二：與斜面有關(guān)的平拋運(yùn)動5.斜面上有a、b、c、d四個點(diǎn)，如圖所示，ab＝bc＝cd，從a點(diǎn)正上方的O點(diǎn)以速度v水平拋出一個小球，它落在斜面上b點(diǎn)，若小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則它落在斜面上的()A．b與c之間某一點(diǎn) B．c點(diǎn)C．c與d之間某一點(diǎn) D．d點(diǎn)A[假設(shè)斜面是一層很薄的紙，小球落上就可穿透且不損失能量，過b點(diǎn)作水平線交Oa于a′，由于小球從O點(diǎn)以速度v水平拋出時，落在斜面上b點(diǎn)，則小球從O點(diǎn)以速度2v水平拋出，穿透斜面后應(yīng)落在水平線a′b延長線上的c′點(diǎn)，如圖所示，則a′b＝bc′，因ab＝bc，所以c′點(diǎn)在c點(diǎn)的正下方，顯然，小球軌跡交于斜面上b與c之間。故選A。]6．(2019·沈陽模擬)如圖所示，斜面固定在水平面上，兩個小球分別從斜面底端O點(diǎn)正上方A、B兩點(diǎn)向右水平拋出，B為AO連線的中點(diǎn)，最后兩球都垂直落在斜面上，A、B兩球擊中斜面的位置到O點(diǎn)的距離之比為()A.eq\r(2)∶1B．2∶1C．4∶eq\r(2)D．4∶1B[設(shè)落到斜面上的位置分別為P、Q，由題意知，落到斜面上時兩小球的速度與水平面夾角相等，根據(jù)平拋運(yùn)動的推論知，位移AP、BQ與水平面夾角也相等，則△POA與△QOB相似，對應(yīng)邊成比例，B正確。]7．如圖所示，在斜面頂點(diǎn)以大小相同的速度v0同時水平向左與水平向右拋出兩個小球A和B，兩側(cè)斜坡的傾角分別為37°和53°，小球均落在坡面上，若不計(jì)空氣阻力，則A和B兩小球的運(yùn)動時間之比為()A．16∶9B．9∶16B[對于A球有tan37°＝eq\f(h,x)＝eq\f(gtA,2v0)，解得tA＝eq\f(2v0tan37°,g)；同理對B球有tB＝eq\f(2v0tan53°,g)，由此解得eq\f(tA,tB)＝eq\f(9,16)，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤。]8．(多選)如圖所示，在斜面頂端a處以速度va水平拋出一個小球，經(jīng)過時間ta恰好落在斜面底端P處；今在P點(diǎn)正上方與a等高的b處以速度vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時間tb恰好落在斜面的中點(diǎn)處。若不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是()A．va＝vbB．va＝eq\r(2)vbC．ta＝tbD．ta＝eq\r(2)tbBD[做平拋運(yùn)動的物體運(yùn)動時間由高度決定，即t＝eq\r(\f(2h,g))，a下落的高度是b下落高度的2倍，所以ta＝eq\r(2)tb，D正確；水平方向的位移x＝v0eq\r(\f(2h,g))，由幾何關(guān)系得xa＝2xb，結(jié)合時間關(guān)系可得va＝eq\r(2)vb，B正確。]題組三：平拋中的臨界、極值問題9．一階梯如圖所示，其中每級臺階的高度和寬度都是0.4m，一小球以水平速度v飛出，g取10m/s2，欲打在第四臺階上，則v的取值范圍是()A.eq\r(6)m/s＜v≤2eq\r(2)m/sB．2eq\r(2)m/s＜v≤3.5m/sC.eq\r(2)m/s＜v＜eq\r(6)m/sD．2eq\r(2)m/s＜v＜eq\r(6)m/sA[若小球打在第四級臺階的邊緣上高度h＝4d，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(8d,g))＝eq\r(0.32)s水平位移x1＝4d，則平拋的最大速度v1＝eq\f(x1,t1)＝eq\f(1.6,\r(0.32))m/s＝2eq\r(2)m/s若小球打在第三級臺階的邊緣上，高度h＝3d，根據(jù)h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(6d,g))s＝eq\r(0.24)s水平位移x2＝3d，則平拋運(yùn)動的最小速度v2＝eq\f(1.2,\r(0.24))m/s＝eq\r(6)m/s所以速度范圍：eq\r(6)m/s<v≤2eq\r(2)m/s。A正確。]10．(多選)刀削面是很多人喜歡的面食之一，因其風(fēng)味獨(dú)特而馳名中外。刀削面全憑刀削，因此得名。如圖所示，將一鍋水燒開，拿一塊面團(tuán)放在鍋旁邊較高處，用一刀片飛快地削下一片片很薄的面片，面片便飛向鍋中，若面團(tuán)到鍋上沿水平面的豎直距離為0.8m，到鍋?zhàn)罱乃骄嚯x為0.5m，鍋的半徑為0.5m。要想使削出的面片落入鍋中，則面片的水平速度可以是下列選項(xiàng)中的哪些(g取10m/s2)()A．1m/s B．2m/sC．3m/s D．4m/sBC[由h＝eq\f(1,2)gt2知，面片在空中的運(yùn)動時間t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.4s，而水平位移x＝v0t，故面片的初速度v0＝eq\f(x,t)，將x1＝0.5m，x2＝1.5m代入得面片的最小初速度v01＝eq\f(x1,t)＝1.25m/s，最大初速度v02＝eq\f(x2,t)＝3.75m/s，即1.25m/s≤v0≤3.75m/s，選項(xiàng)B、C正確。]11．如圖所示，套圈游戲是一項(xiàng)很受兒童歡迎的活動，要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán)，套住與圓環(huán)前端水平距離為3m、高為20cm的豎直細(xì)桿，即為獲勝。一身高1.4m的兒童從距地面1m高度水平拋出圓環(huán)，圓環(huán)半徑為10cm，要想套住細(xì)桿，他水平拋出的速度可能為(g取10m/s2，空氣阻力不計(jì))()A．7.4m/s B．9.6m/sC．7.8m/s D．8.2m/sC[圓環(huán)做平拋運(yùn)動，圓環(huán)距細(xì)桿上端的豎直距離為H＝0.8m，又知圓環(huán)在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則有H＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝0.4s，圓環(huán)后端與細(xì)桿的水平距離為3.2m＝v1·t，得v1＝8m/s，圓環(huán)前端與細(xì)桿的水平距離為3m＝v2·t，得v2＝7.5m/s，所以要想套住細(xì)桿，圓環(huán)水平拋出的速度范圍為7.5m/s<v<8m/s，故選C。]12．(2019·新鄉(xiāng)質(zhì)檢)如圖所示為“快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個人造山谷OAB，OA是高h(yuǎn)＝3m的豎直峭壁，AB是以O(shè)點(diǎn)為圓心的弧形坡，∠AOB＝60°，B點(diǎn)右側(cè)是一段水平跑道。選手可以自O(shè)點(diǎn)借助繩索降到A點(diǎn)后再爬上跑道，但身體素質(zhì)好的選手會選擇自O(shè)點(diǎn)直接躍上跑道。選手可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。(1)若選手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值；(2)若選手以速度v1＝4m/s水平跳出，求該選手在空中的運(yùn)動時間。解析：(1)若選手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，則有hsin60°≤v0thcos60°＝eq\f(1,2)gt2解得v0≥eq\f(3\r(10),2)m/s。(2)若選手以速度v1＝4m/s水平跳出，因v1＜v0，人將落在弧形坡上下降高度y＝eq\f(1,2)gt2水平前進(jìn)距離x＝v1t且x2＋y2＝h2聯(lián)立解得t＝0.6s。答案：(1)eq\f(3\r(10),2)m/s(2)0.6s[考點(diǎn)綜合練]13．如圖所示，AB為半圓環(huán)ACB的水平直徑，C為環(huán)上的最低點(diǎn)，環(huán)半徑為R。一個小球從A點(diǎn)以速度v0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是()A．v0越大，小球落在圓環(huán)時的時間越長B．即使v0取值不同，小球掉到環(huán)上時的速度方向和水平方向之間的夾角也相同C．若v0取值適當(dāng)，可以使小球垂直撞擊半圓環(huán)D．無論v0取何值，小球都不可能垂直撞擊半圓環(huán)D[小球落在環(huán)上的最低點(diǎn)C時時間最長，所以選項(xiàng)A錯誤。v0取值不同，小球掉到環(huán)上時的速度方向和水平方向之間的夾角不相同，選項(xiàng)B錯誤。要使小球垂直撞擊半圓環(huán)，設(shè)小球落點(diǎn)與圓心的連線與水平方向夾角為θ，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律，v0t＝R(1＋cosθ)，Rsinθ＝eq\f(1,2)gt2，tanθ＝eq\f(gt,v0)，聯(lián)立解得cosθ＝1，即垂直撞擊到B點(diǎn)，這是不可能的，所以選項(xiàng)D正確，C錯誤。]14．如圖所示，將一籃球從地面上方B點(diǎn)斜向上拋出，剛好垂直擊中籃板上A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，若拋射點(diǎn)B向籃板方向水平移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中A點(diǎn)，則可行的方法是()A．增大拋射速度v0，同時減小拋射角θB．減小拋射速度v0，同時減小拋射角θC．增大拋射角θ，同時減小拋出速度v0D．增大拋射角θ，同時增大拋出速度v0C[籃球被拋出后做斜拋運(yùn)動，其實(shí)際運(yùn)動可分解為水平方向上速度為vx＝v0cosθ的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上初速度為vy＝v0sinθ的豎直上拋運(yùn)動，如圖所示。因?yàn)榛@球垂直擊中A點(diǎn)，所以籃球在豎直方向上的末速度為零，當(dāng)沿水平方向移動拋射點(diǎn)時，并不改變豎直方向上的高度差h，故籃球拋出后的運(yùn)動時間t＝eq\r(\f(2h,g))不變，籃球在豎直方向上的初速度vy＝gt不變。因?yàn)樗椒较蛏系奈灰茰p小，而運(yùn)動時間不變，所以水平速度vx減小，由矢量關(guān)系圖知，C正確。]15.如圖所示，水平屋頂高h(yuǎn)0＝5m，圍墻高h(yuǎn)＝3.2m，圍墻到房子的水平距離l＝3m，圍墻外空地寬x＝10m。為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的空地上，g取10m/s2。求：(1)小球離開屋頂時的速度v0的大小范圍；(2)小球落在空地上的最小速度。解析：(1)設(shè)小球恰好落到空地的右側(cè)邊緣時的水平初速度為v01，則小球的水平位移為l＋x＝v01t1小球的豎直位移h0＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)解以上兩式得v01＝(l＋x)eq\r(\f(g,2h0))＝13m/s設(shè)小球恰好越過圍墻的邊緣時的水平初速度為v02，則此過程中小球的水平位移為l＝v02t2小球的豎直位移h0－h(huán)＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)解以上兩式得v02＝leq\r(\f(g,2h0－h(huán)))＝5m/s小球離開屋頂時的速度大小為5m/s≤v0≤13m/s。(2)小球落在空地上，下落高度一定，落地時的豎直分速度一定，當(dāng)小球恰好越過圍墻的邊緣落在空地上時，落地速度最小。豎直方向有veq\o\al(2,y)＝2gh0又有vmin＝eq\r(v\o\al(2,02)＋v\o\al(2,y))解得vmin＝5eq\答案：(1)5m/s≤v0≤13m/s(2)5eq\高考真題集中練(教師用書獨(dú)具)1．(2017·全國卷Ⅰ)發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)。其原因是()A．速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B．速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D．