第5章 专题探究3 平抛运动中的临界极值与相遇问题-2021-2022学年新教材高中物理必修第二册【学霸黑白题·黑题】人教版

15C解析:两个小球抛出后做平抛运动,有x=,y=2 从墙洞的位置,到人抛出球的位置处,竖直方向上H-h0=gt 将半圆轨道和斜面重合放置,会发现两轨道交于A点,也就是说当得出t’=0.6 抛出小球的速度恰好为某一值时,两小球会在同时落到半圆轨道上故人距离墙的水平距离至少为x=01′=5×0.6m=3m 和斜面上,图中的x和y分别为小球做平抛运动的水平位移和竖直故要使球扔进洞,人必须站在离网距离至少为x'=x-L=3m-2m 故选B 6.C解析:以速度υ水平飞跃而出,如果能抓住绳子,则水平方向位移 竖直方向位移为h1=g 根据几何关系可得=mn30°,、(x-h)2+y2=h2 由几何关系可知 =tan 60 38,故 联立解得=(h1+5m) 则当h1=5m时,有最小值 专题探究三平抛运动中的临界极值与相遇问题故选 黑题专题强化练 7.(1)3√10m/s<≤122ms(2)2.13m 1.D解析:摩托车恰好越过壕沟时,由平抛运动规律得: 解析:(1)如图甲所示,设球刚好擦网而过,则击球点到擦网点的水 平位移x1=3m,竖直位移y1=h2-h1=(2.5-2)m=0.5m根据位移关 直方向h=-gt2 水平方向x=n0t 系x=1,=2x可得n=(/2,代人数据可得n=3√0m,即 代入数据解得:t0=10m/s 所求击球速度的下限 2.C解析:若小物件恰好能够通过窗子上沿,则小物件速度最大,由平 抛运动规律:L=,h=2g1,联立解得小物件的最大速度n=7ms 若小物件恰好能够通过窗子下沿,则小物件速度最小,由平抛运动规 律:+=n212,h+H=,gx2,联立解得小物件的最小速度n2=3m/.设球刚好打在边界线上,则击球点到落地点的水平位移x2=12m,竖 所以小物件速度n的取值范围是:3m/<7m/,故ABD错误,C正直位移y2=h2=25m,代人速度公式n=x/,可求得2=12m/ 确故选C 3.B解析:小球落入盒子内部,小球做平抛运动,竖直方向下降的高度 即所求击球速度的上限 欲使球既不触网也不越界,则击球速度v应满足3√10m/s<n≤ 为h=2a 12√2ms. (2)设击球点高度为h3时,球恰好既触网又压线,如图乙所示 解得时间为t 水平方向通过的最小位移为x 故抛出的最小速度为m=-2 水平方向通过的最大位移为x=√(2a)2+a2=√5a 设此时球的初速度为n3,击球点到触网点的水平位移x3=3m,竖直 位移y3=h3-h1=h3-2m 故抛出的最大速度为tm 代入速度公式U=x CD错误,B正确 4.AC解析:两球被击出后都做平抛运动,据平抛运动的规律知,两球 同理对压线点有x4=12m,y4=h3,代入速度公式=x 被击至各自第一次落地的时间是相等的由题意结合图可知,两球从 击出至第一次落地的水平射程之比为x1:x2=1:3,则网球两次飞 出时的初速度之比n1:n2=1:3.故A项正确,B项错误 联立解得h3≈2.13m,即当击球高度小于2.13m时,无论球被水平击 第一个球落地后反弹做斜抛运动,据运动的对称性可知,DB段的逆 出的速度多大,球不是触网,就是越界. 过程和OB段是相同的平抛运动,则两球下落相同高度H-h后水平8.(1)0<m≤2ms(2)2m/s<m≤22m/s(3)28 距离x+x2=2x1,据x1=n11、x1=n12、x2=n242,得n12+n22=2n1t1 解析:(1)运动情况如图1所示若小球打到第1级阶梯最右端.根据 gr2,则H=4(H 平抛运动规律有h=2g1,=n1,解得to=2m/s 解得H:h=4:3.故C项正确,D项错误. 小球抛出后能直接打到第1级阶梯上t的范围是0<n0≤2m/s 5.B解析:球的运动是斜上抛运动,最后垂直于墙进入洞里,则可以把 它看成是从洞开始的平抛运动,从洞到高h的网过程中H-h=gt2. 2×(3.3-2.5) 水平方向上若恰好擦网L=nt (2)如图2所示,若小球打到第2级阶梯最右端,根据平抛运动规律 参考答案与解析黑白题15 有2h=,g2,2l=n012,解得0=22m/s 时的初速度大小为: h,联立解得 小球抛出后能直接打到第2级阶梯上v的范围是2m/s<"0≤22m/s vo =sin Bcos 8 2(1+sin),故D正确故选BD 13.AD解析:A.甲、乙两球从等高处做平抛运动恰好在C点相碰,则 时间相等,水平方向有x甲=bm534R,=n=B,所 ,选项A正确,B两球相碰,则满足+"2=4R,若仅增大 显然存在t满足方程,所以两球会相碰,选项B错误;C若n1大小变 为原来的一半,在时间不变的情况下水平位移会变为原来的一半 (3)同理推知:直接打到第3级阶梯上n的范围是2√2m/s<no 但由于甲球会碰到斜面,下落