2024年新教材高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)四拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律含解析新人教版必修2

PAGE10-拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分)1.對(duì)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,以下說(shuō)法中正確的是 ()A.拋出速度越大,飛行的水平距離肯定越大B.拋出點(diǎn)高度越高,飛行的水平距離肯定越大C.拋出速度越大,飛行的時(shí)間越長(zhǎng)D.拋出點(diǎn)高度越高,飛行時(shí)間越長(zhǎng)【解析】選D。平拋運(yùn)動(dòng)的水平方向上為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由x=v0t可得x=v02hg,故水平位移是由v0和h確定的,故A、B錯(cuò)誤;平拋的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),由t=2hg可知,物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只由h確定,故C錯(cuò)誤2.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),它的速度方向與水平方向的夾角α的正切值tanα隨時(shí)間t改變的圖像是圖中的 ()【解析】選B。平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上的速度不變,為v0,在豎直方向上的分速度為vy=gt,tanα=vyv0=gtv0,g與v0為定值,所以tanθ與t3.物體以v0的速度水平拋出,當(dāng)其豎直分位移與水平分位移大小相等時(shí),下列說(shuō)法中不正確的是 ()A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2B.豎直分速度與水平分速度大小相等C.瞬時(shí)速度的大小為5v0D.合位移大小為2【解析】選B。豎直分位移與水平分位移大小相等,有v0t=12gt2,解得t=2v0g,豎直方向上的分速度vy=gt=2v0,故A正確,B錯(cuò)誤;此時(shí)物體的速度v=v02+vy2=5v0,故C正確4.飛盤(pán)自獨(dú)創(chuàng)之始的50～60年間,由于運(yùn)動(dòng)本身的新穎 、活潑、改變、具挑戰(zhàn)性、男女差異小、沒(méi)有場(chǎng)地限制等的諸多特點(diǎn),吸引了男女老少各年齡層的愛(ài)好者。如圖,某一玩家從1.25m的高度將飛盤(pán)水平投出,請(qǐng)估算飛盤(pán)落地的時(shí)間()A.0.3sB.0.4sC.0.5sD.3s【解析】選D。依據(jù)h=12gt2得,t=2hg=0.5s,而飛盤(pán)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到空氣阻力作用,則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間肯定會(huì)大于0.5s,故【補(bǔ)償訓(xùn)練】以10m/s的初速度從距水平地面20m高的塔上水平拋出一個(gè)石子。不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則石子拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)位移的大小為 ()A.20m B.30mC.202m D.302m【解析】選C。依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式,有:x=v0t,y=12gt2,聯(lián)立解得:t=2yg=2×2010s=2s;x=v0t=10m/s×2s=20m;故合位移為:s=x2+5.跳臺(tái)滑雪是英勇者的運(yùn)動(dòng),它須要利用山勢(shì)特點(diǎn)建立一個(gè)特別跳臺(tái)。一運(yùn)動(dòng)員穿著專(zhuān)用滑雪板,不帶雪杖,在助滑路上獲得較高速度后從A點(diǎn)水平飛出,在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸,如圖所示。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)員水平飛出的速度v0=20m/s,山坡看成傾角為37°的斜面,不考慮空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)員(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) ()A.落到斜面上時(shí)的速度大小為50m/sB.在空中飛行的平均速度為20m/sC.落到斜面上時(shí)的位移為60mD.在空中飛行的時(shí)間為3s【解析】選D。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向的位移:x=v0t,豎直方向的位移:y=12gt2,又有tan37°=yx,解得:t=3s、x=60m、y=45m,故D正確;運(yùn)動(dòng)員落在斜面上時(shí)速度的豎直重量vy=gt=10×3m/s=30m/s,運(yùn)動(dòng)員落到斜面上時(shí)的速度v=v02+vy2=1013m/s,故A錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員落到斜面上時(shí)的位移s=x2+y2=75m,故C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的平均速度6.一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時(shí),其速度方向與斜面垂直,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線(xiàn)所示,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.水平速度與豎直速度之比為tanθB.水平速度與豎直速度之比為1C.水平位移與豎直位移之比為2D.水平位移與豎直位移之比為1【解析】選A。小球撞在斜面上,速度方向與斜面垂直,則速度方向與豎直方向的夾角為θ,則水平速度與豎直速度之比為vxvy=tanθ,故A正確,B錯(cuò)誤;水平位移與豎直位移之比xy=vxt12二、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(14分)學(xué)習(xí)完平拋運(yùn)動(dòng)后,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)小試驗(yàn)來(lái)粗略測(cè)量玩具槍的子彈射出槍口時(shí)的速度大小。詳細(xì)做法是:將玩具槍水平放在桌面上,槍口恰好和桌邊對(duì)齊,此時(shí)扣動(dòng)扳機(jī),他測(cè)得子彈落地的位置與桌邊的水平距離s=2.4m,槍口到地面的高度差為h=80cm,由此他算出子彈射出時(shí)的速度大小。請(qǐng)你幫他寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程并求出結(jié)果(盡管是玩具槍,也需平安運(yùn)用。忽視空氣阻力,g取10m/s2)。【解析】玩具槍放射的子彈只考慮重力作用,而初速度水平,故做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向?yàn)閯蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng),有s=v0t豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng),有h=12gt聯(lián)立解得:v0=sg2h代入數(shù)據(jù)可得:v0=2.4×102×0答案:6m/s8.(16分)如圖所示,將某物體以肯定的速度水平拋出,A、B是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),物體在A、B兩點(diǎn)時(shí)的速度方向與水平方向的夾角分別為θ1=37°、θ2=53°,且物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間Δt=1s。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。 (1)求該物體水平拋出時(shí)的速度大小v0。(2)求A、B兩點(diǎn)間的高度差Δh?！窘馕觥?1)設(shè)物體從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:tanθ1=vyAv0tanθ其中:vyB=vyA+gΔt聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:v0=1207m/s,vyB=160(2)由速度位移公式有:2gΔh=vyB2代入數(shù)據(jù)解得:Δh=17.9m答案:(1)1207(15分鐘40分)9.(6分)(多選)如圖為小球做平拋運(yùn)動(dòng)的示意圖。放射口距地面高為h,小球放射的速度為v,落地位置到放射口的水平距離為R,小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t。下列說(shuō)法正確的是 ()A.h肯定時(shí),v越大,R越大B.h肯定時(shí),v越大,t越長(zhǎng)C.v肯定時(shí),h越大,R越大D.v肯定時(shí),h越大,t越長(zhǎng)【解析】選A、C、D。依據(jù)t=2hg可知,h肯定時(shí),下落的時(shí)間t肯定,R=vt,v越大則R越大,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;v肯定時(shí),h越大下落時(shí)間t越長(zhǎng),則R越大,故C、10.(6分)(多選)西班牙某小鎮(zhèn)實(shí)行了西紅柿狂歡節(jié),若一名兒童站在自家的平房頂上,向與他水平距離L的對(duì)面的豎直高墻上投擲西紅柿,第一次水平拋出的速度是v0,其次次水平拋出的速度是2v0,則比較前后兩次被拋出的西紅柿在遇到墻過(guò)程中,有(不計(jì)空氣阻力) ()A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是2∶1B.下落的高度之比是2∶1C.下落的高度之比是4∶1D.運(yùn)動(dòng)的加速度之比是1∶1【解析】選A、C、D。兩次拋出后都遇到了墻,所以水平位移相同,西紅柿的運(yùn)動(dòng)可分解為豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);水平位移相同,初速度之比為1∶2,依據(jù)t=Lv0可知,運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是2∶1,故A正確;下落的高度h=12gt2,則下落高度之比為4∶1,故B錯(cuò)誤,C正確;都做平拋運(yùn)動(dòng),加速度都是重力加速度,即加速度之比是1∶1,【補(bǔ)償訓(xùn)練】關(guān)于做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,下列說(shuō)法正確的是 ()A.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比為1∶3∶5B.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)水平方向的位移之比為1∶3∶5C.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的速度增加量相同D.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的加速度不斷增大【解析】選C。平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上為自由落體運(yùn)動(dòng),所以豎直方向第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比為1∶3∶5,而水平方向上為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),整個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)是豎直運(yùn)動(dòng)與水平運(yùn)動(dòng)的合成,所以平拋運(yùn)動(dòng)第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比不是1∶3∶5,故A錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)水平方向的位移之比為1∶1∶1,故B錯(cuò)誤;依據(jù)Δv=gΔt,所以相同時(shí)間內(nèi)速度改變量相同,故C正確;平拋運(yùn)動(dòng)只受重力,加速度為重力加速度不變,故D錯(cuò)誤。11.(6分)如圖所示,小球從斜面的頂端以不同的初速度沿水平方向拋出,落在傾角肯定、足夠長(zhǎng)的斜面上。不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.小球落到斜面上時(shí)的速度大小與初速度的大小成正比B.小球運(yùn)動(dòng)到距離斜面最遠(yuǎn)處所用的時(shí)間與初速度的大小成正比C.當(dāng)用一束平行光垂直照耀斜面,小球在斜面上的投影做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.初速度越大,小球落到斜面上時(shí)的速度方向與水平方向的夾角越大【解析】選D。依據(jù)題意可得:tanθ=yx=12gt2v0t=gt2v01+4tan2θ,可知小球落到斜面上時(shí)的速度大小與初速度的大小成正比,故A正確;當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時(shí),vyvx=gtv0,解得時(shí)間:t=v0tanθg,所用的時(shí)間與初速度的大小成正比,故B正確;將速度和重力加速度分解成平行與垂直斜面方向,平行斜面方向運(yùn)動(dòng)是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),而垂直斜面方向先勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可知小球在斜面上的投影加速移動(dòng),做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故C正確;因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移方向與水平方向夾角正切值的2倍12.(22分)一架轟炸機(jī)在離海720m的高空以50m/s的速度勻速飛行,要轟炸海面上某一靜止的敵艦,g取10m/s2,求: (1)飛機(jī)應(yīng)在離敵艦水平距離多少米處投彈?(2)若敵艦以20m/s的速度向前方逃跑,飛機(jī)應(yīng)在離敵艦水平距離多少米處投彈?【解析】(1)炸彈在空中做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),豎直方向有:h=12gt解得:t=2hg=在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則水平距離為:x=v0t聯(lián)立解得:x=600m(2)敵艦在炸彈下落過(guò)程中走過(guò)的水平距離x′=vt=20×12m=240m設(shè)飛機(jī)應(yīng)在離敵艦水平距離Δx處投彈,則有:Δx=x-x′=600m-240m=360m答案:(1)600m(2)360m【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,一小球從平臺(tái)上水平拋出,恰好落在接近平臺(tái)的一傾角為α=53°的固定斜面頂端,并剛好沿斜面下滑,小球與斜面間摩擦因數(shù)μ=0.5,已知斜面頂端與平臺(tái)的髙度差h=0.8m,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,則:(1)小球水平拋出的初速度是多大?(2)斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s是多少?(3)若平臺(tái)與斜面底端高度差H=6.8m,則小球離開(kāi)平臺(tái)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)斜面底端?【解析