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课时分层作业(三) 抛体运动的规律
(建议用时:25分钟)
◎考点一 平抛运动的研究方法及规律
1.一个物体以初速度v0水平抛出,经过时间t,竖直方向速度大小为v0,则t为(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
A [平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动,则抛出后经过时间t,在竖直方向上分速度v0=gt,即t=,故A正确。]
2.如图所示,滑板运动员以速度v0从离地高h处的平台末端水平飞出,落在水平地面上。忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是( )
A.v0越大,运动员在空中运动时间越长
B.v0越大,运动员落地瞬间速度越大
C.运动员落地瞬间速度与高度h无关
D.运动员落地位置与v0大小无关
B [运动员在竖直方向做自由落体运动,运动员做平抛运动的时间t=,只与高度有关,与初速度无关,A项错误;运动员的末速度是由初速度和竖直方向上的速度合成的,合速度v=,初速度越大,合速度越大,B项正确;运动员在竖直方向上的速度vy=,高度越高,落地时竖直方向上的速度越大,故合速度越大,C项错误;运动员在水平方向上做匀速直线运动,落地的水平位移x=v0t=v0,故落地的位置与初速度有关,D项错误。]
3.(多选)如图所示,某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔废纸球,结果恰好从桶的右侧边缘飞到地面,不计空气阻力,为了能把废纸球扔进垃圾桶中,此人水平抛纸球时,可以做出的调整为( )
A.初速度大小保持不变,抛出点在原位置正上方
B.初速度大小保持不变,抛出点在原位置正下方
C.减小初速度,抛出点位置保持不变
D.增大初速度,抛出点在原位置正上方
BC [根据平抛运动规律可知,若抛出点位置不变,即竖直方向位移不变,则废纸球运动时间不变,减小初速度则水平方向位移减小,选项C正确;同理可知选项D错误;若初速度大小保持不变,要减小水平方向位移,则应减小运动时间,即将抛出点从原位置向下移动,选项B正确,A错误。]
4.羽毛球运动员曾在综艺节目中表演羽毛球定点击鼓,如图是他表演时的羽毛球场地意图。图中甲、乙两鼓等高,丙、丁两鼓较低但也等高,若运动员每次在A点发球时羽毛球飞出位置不变,且羽毛球均做平抛运动,则( )
A.击中甲鼓和乙鼓的两羽毛球初速度v甲=v乙
B.击中甲鼓和乙鼓的两羽毛球运动时间可能不同
C.假设某次发球能够击中甲鼓,用相同大小的速度发球可能击中丁鼓
D.击中四鼓的羽毛球中,击中丙鼓的初速度最大
C [由题意可知,甲、乙高度相同,所以羽毛球到达鼓用时相同,但由于甲鼓离林丹的水平距离比乙鼓离林丹的水平距离远,由v=可知,击中甲鼓和乙鼓的两羽毛球初速度v甲>v乙,A、B错误;甲鼓的位置比丁鼓的位置高,则羽毛球达到丁鼓用时较长,若某次发球能够击中甲鼓,用相同大小的速度发球可能击中丁鼓,C正确;由于丁鼓与丙鼓高度相同,但丁鼓离林丹的水平距离最大,所以击中丁鼓的羽毛球的初速度一定大于击中丙鼓的初速度,即击中丙鼓的羽毛球的初速度不是最大的,D错误。]
◎考点二 与斜面相关的平抛运动
5.如图所示,在斜面顶端以速度v1向右抛出小球时,小球落在斜面上的水平位移为x1,在空中飞行时间为t1;以速度v2向右抛出小球时,小球落在斜面上的水平位移为x2,在空中飞行时间为t2。下列关系式正确的是( )
A.= B.= C.= D.=
B [设斜面的倾角为α,小球由抛出到落到斜面上,水平位移与竖直位移分别为x、y,则tan α=,又竖直方向y=gt2,水平方向x=vt,整理可得t=,t∝v,x=,x∝v2,A、D两项错误,B项正确;由以上分析可知t2=,即t2∝x,C项错误。]
6.如图所示,斜面上有a、b、c、d、e五个点,ab=bc=cd=de。从a点以速度v0水平抛出一个小球,它落在斜面上的b点,若小球从a点以速度2v0水平抛出,不计空气的阻力,则它将落在斜面上的( )
A.c点 B.c与d之间某一点
C.d与e之间某一点 D.e点
D [小球落在斜面上时速度与水平方向的夹角用α表示(由斜面上的平抛运动规律可知tan α=2tan θ),则tan α==,解得t=,小球在竖直方向上的位移y=gt2=,当初速度变为原来的2倍时,竖直方向的位移变为原来的4倍,所以小球一定落在斜面上的e点,选项D正确。]
7.如图所示,滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下,滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h=1.4 m、宽L=1.2 m的长方体障碍物,为了不触及这个障碍物,他必须在距水平地面高度H=3.2 m的A点沿水平方向跳起离开斜面。忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6),求:
(1)若运动员不触及障碍物,他从A点起跳后落至水平面的过