专题02 平抛运动（考题猜想）-2024-2025学年高一物理下学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题02 平抛运动 考点01 平抛运动规律的理解和应用 考点02 平抛运动的临界问题 考点03 沿着斜面抛平抛 考点04 对着斜面抛平抛 考点05 类平抛 考点06 平抛实验 考点07 平抛综合运用 考点01 平抛运动规律的理解和应用 (1) 平抛运动的两个条件：①水平初速度不为0； ②只受重力。 (2) 由于只受重力，由Δv＝gΔt知，任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，方向竖直向下。 (3) 平抛运动的落地时间只决定于高度，与水平初速度无关。 1． 物体做平抛运动时，下列描述物体速度变化量大小Δv随时间t变化的图像，可能正确的是（ ） 2．（22-23高一下·上海黄浦·期中）A、B、C、D四个小球分别从不同的高度以不同的初速度水平抛出。根据下表中的小球的瞬时速度与竖直方向之间的夹角最大的是（　　） 小球 A B C D 高度h/m 5 5 10 10 初速度 5 10 5 10 A．A B．B C．C D．D 3． 做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，架照相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，并且汽车刚好到达地面时拍到一次如图所示，已知汽车长度为3.6m，相邻两次曝光时间间隔相等，由照片(图中实线是用笔画的正方形的格子) 可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小和高台离地面高度分别为多少？ (g取10m/s2) 考点02 平抛运动的临界问题 分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法，即把要求的物理量设定为极大或极小，让临界问题突显出来，找出满足临界状态的条件。 4． (多选)如图所示，水平屋顶高H＝5 m，围墙高h＝3.2 m，围墙到房子的水平距离L＝3 m，围墙外马路宽x＝10 m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为(围墙厚度忽略不计，忽略空气阻力，g取10 m/s2)（ ） A.6 m/s B.12 m/s C.4 m/s D.2 m/s 考点03 沿着斜面抛平抛 如图所示，物体从斜面上某一点水平抛出以后又重新落在斜面上，此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。结论有： (1)速度方向与斜面夹角恒定：tanα=2tanθ (2)水平位移和竖直位移的关系：tan θ＝＝＝； (3)运动时间t＝ 5． 如图所示，若物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后仍落在斜面上，则物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(空气阻力不计)（ ） A.tan φ＝sin θ B.tan φ＝cos θ C.tan φ＝tan θ D.tan φ＝2tan θ 6． 在第二十四届北京冬奥会上，谷爱凌斩获两金一银，备受国人瞩目。假设谷爱凌在自由式滑雪比赛中某滑雪赛道示意图如图所示，她从较高的坡面滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，落到倾角为θ的斜坡B处，若不计空气阻力，飞出时的速度大小为，则（　　） A．谷爱凌在空中经历的时间是 B．谷爱凌在空中经历的时间是 C．谷爱凌落到斜坡上时，速度方向与与水平方向夹角为 D．谷爱凌落回斜坡时的速度大小是 考点04 对着斜面抛平抛 如图所示，做平抛运动的物体垂直打在斜面上，此时物体的合速度与竖直方向的夹角等于斜面的倾角。 (1)速度方向与斜面垂直 (2)水平分速度与竖直分速度的关系：tan θ＝＝ (3)运动时间t＝ 7． 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（ ） A．tan θ B．2tan θ C. D. 8． 斜面上有P、R、S、T四个点，如图所示，PR＝RS＝ST，从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体，物体落于R点，若从Q点以速度2v水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的(　) A.R与S间的某一点 B.S点 C.S与T间某一点 D.T点 考点05 类平抛 平抛运动的本质特征是在两个正交方向上，一个方向是匀速运动，另一个方向是初速度为0的匀加速运动，凡是满足此条件，即可按平抛规律处理，称为类平抛。 9． 如图，质量为M的斜面静止在水平面上，MNPQ是斜面上的四个顶点，并构成一个边长为L的正方形，斜面与水平面夹角为30度。两质量均为m的光滑小球A、B先后分别从斜面的顶端M出发，A初速度为0。B初速度水平，而且刚好经过Q点。下列说法中正确的是（　　） A．A球到P点的速度大小与B球到Q点的速度大小相等。 B．A球从M到P点与B球从M点到Q点所用的时间相等。 C．小球B的初速度为。 D．A球在运动过程中地面对斜面的支持力小于B球运动过程中地面对斜面的支持力。 考点06 平抛实验 10．为探究圆圈在水平方向的运动规律，某同学在实验室用图示装置进行研究。下列说法中合理的是（ ）    A．应选用体积较大的木球研究 B．每次小球释放的初始位置可以改变 C． 实验中，档板的高度必须固定不变 D．斜槽的摩擦力对探究小球在水平方向的运动规律没有影响 11．另一同学用频闪照相拍下圆圈运动的照片如图所示，已知方格每边对应的实际长度。则相邻两个频闪的时间间隔___________s，初速度___________。    考点07 平抛综合运用 12.（23·南模中学高一下期末）物体做平抛运动，其动能Ek随时间t变化的关系图线可能为（　　） A. B. C. D. 13．如图所示，竖直墙壁上落有两支飞镖，它们是从同一位置水平射出的，击中墙面的两点间距离d为1米，飞镖A与墙面成53°角，飞镖B与墙面成45°角，则射出时初速较大的飞镖是________（填“A”或“B”），射出点离竖直墙面的水平距离为________米。 14. 跳跃是青蛙捕捉猎物的有效手段。（重力加速度为g） （1）一只青蛙质量为m，由静止起从地面竖直向上跳起，经时间t其后腿与地面分离，分离时青蛙速度大小为v，则起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为___________。 （2）（计算）如图，一只青蛙蹲在高出湖面为h的湖岸边缘。若某时刻离青蛙水平距离为x的一只小虫从湖面竖直向上飞起，青蛙同时以其最大跳出速率从湖岸水平跳出，在离湖面h的高度处捉住虫。青蛙运动过程中仅受重力作用，蛙和虫均视为质点，且在同一竖直平面内。求： ①青蛙的最大跳出速率__________； ②捉住虫时，青蛙的速度方向与水平面的夹角θ__________； ③若虫由静止开始向上做加速度大小为0.6g的匀加速直线运动，青蛙同时水平跳出，青蛙是否可能捉住虫？若能捉住，计算出此时青蛙跳出时的速率；若不能捉住，说明理由__________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 平抛运动 考点01 平抛运动规律的理解和应用 考点02 平抛运动的临界问题 考点03 沿着斜面抛平抛 考点04 对着斜面抛平抛 考点05 类平抛 考点06 平抛实验 考点07 平抛综合运用 考点01 平抛运动规律的理解和应用 (1) 平抛运动的两个条件：①水平初速度不为0； ②只受重力。 (2) 由于只受重力，由Δv＝gΔt知，任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相同，方向竖直向下。 (3) 平抛运动的落地时间只决定于高度，与水平初速度无关。 1． 物体做平抛运动时，下列描述物体速度变化量大小Δv随时间t变化的图像，可能正确的是（ ） 【答案】D 【解析】根据平抛规律Δv＝gt，可得Δv与t成正比，Δv与t的关系图线为一条过原点的倾斜直线，D正确。 2．（22-23高一下·上海黄浦·期中）A、B、C、D四个小球分别从不同的高度以不同的初速度水平抛出。根据下表中的小球的瞬时速度与竖直方向之间的夹角最大的是（　　） 小球 A B C D 高度h/m 5 5 10 10 初速度 5 10 5 10 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】竖直方向，根据 可得 小球的瞬时速度与竖直方向之间的夹角 联立可得 可知初速度越大，高度越低，夹角越大。 故选B。 3． 做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，架照相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，并且汽车刚好到达地面时拍到一次如图所示，已知汽车长度为3.6m，相邻两次曝光时间间隔相等，由照片(图中实线是用笔画的正方形的格子) 可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小和高台离地面高度分别为多少？ (g取10m/s2) 【答案】18m/s 11.25m 【解析】竖直方向 T=0.6s，水平方向上v0==18m/s 第二辆车的竖直方向的速度v1==9m/s t1=0.9s, h1=gt2=4.05m h=4.05+7.2=11.25m 考点02 平抛运动的临界问题 分析平抛运动中的临界问题时一般运用极限分析的方法，即把要求的物理量设定为极大或极小，让临界问题突显出来，找出满足临界状态的条件。 4． (多选)如图所示，水平屋顶高H＝5 m，围墙高h＝3.2 m，围墙到房子的水平距离L＝3 m，围墙外马路宽x＝10 m，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，小球离开屋顶时的速度v0的大小的可能值为(围墙厚度忽略不计，忽略空气阻力，g取10 m/s2)（ ） A.6 m/s B.12 m/s C.4 m/s D.2 m/s 【答案】AB 【解析】刚好能越过围墙时，水平方向：L＝v0t 竖直方向：H－h＝gt2 解得v0＝5 m/s 刚好能落到马路外边缘时，水平方向：L＋x＝v0′t′ 竖直方向：H＝gt′2 解得v0′＝13 m/s， 所以为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，速度的取值5 m/s≤v≤13 m/s，故选A、B。 考点03 沿着斜面抛平抛 如图所示，物体从斜面上某一点水平抛出以后又重新落在斜面上，此时平抛运动物体的合位移方向与水平方向的夹角等于斜面的倾角。结论有： (1)速度方向与斜面夹角恒定：tanα=2tanθ (2)水平位移和竖直位移的关系：tan θ＝＝＝； (3)运动时间t＝ 5． 如图所示，若物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后仍落在斜面上，则物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(空气阻力不计)（ ） A.tan φ＝sin θ B.tan φ＝cos θ C.tan φ＝tan θ D.tan φ＝2tan θ 【答案】D 【解析】无论落在哪里，位移（与水平方向）夹角都是θ，根据平抛推论tan φ＝2tan θ。 6． 在第二十四届北京冬奥会上，谷爱凌斩获两金一银，备受国人瞩目。假设谷爱凌在自由式滑雪比赛中某滑雪赛道示意图如图所示，她从较高的坡面滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，落到倾角为θ的斜坡B处，若不计空气阻力，飞出时的速度大小为，则（　　） A．谷爱凌在空中经历的时间是 B．谷爱凌在空中经历的时间是 C．谷爱凌落到斜坡上时，速度方向与与水平方向夹角为 D．谷爱凌落回斜坡时的速度大小是 【答案】B 【解析】AB．落到斜坡上时，，则：，故A错误，B正确； CD．落到斜坡上时，速度方向与水平方向的夹角满足： 此时速度的大小为：，故CD错误。 考点04 对着斜面抛平抛 如图所示，做平抛运动的物体垂直打在斜面上，此时物体的合速度与竖直方向的夹角等于斜面的倾角。 (1)速度方向与斜面垂直 (2)水平分速度与竖直分速度的关系：tan θ＝＝ (3)运动时间t＝ 7． 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（ ） A．tan θ B．2tan θ C. D. 【答案】D 【解析】运动时间t＝，水平方向位移x=v0t，竖直方向位移y=gt2，代入t，x:y=2tanθ，D正确。 8． 斜面上有P、R、S、T四个点，如图所示，PR＝RS＝ST，从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体，物体落于R点，若从Q点以速度2v水平抛出一个物体，不计空气阻力，则物体落在斜面上的(　) A.R与S间的某一点 B.S点 C.S与T间某一点 D.T点 【答案】A 【解析】水平速度变为2倍，但下降时间减小，所以水平位移没有增大到2倍，所以落在RS之间。 考点05 类平抛 平抛运动的本质特征是在两个正交方向上，一个方向是匀速运动，另一个方向是初速度为0的匀加速运动，凡是满足此条件，即可按平抛规律处理，称为类平抛。 9． 如图，质量为M的斜面静止在水平面上，MNPQ是斜面上的四个顶点，并构成一个边长为L的正方形，斜面与水平面夹角为30度。两质量均为m的光滑小球A、B先后分别从斜面的顶端M出发，A初速度为0。B初速度水平，而且刚好经过Q点。下列说法中正确的是（　　） A．A球到P点的速度大小与B球到Q点的速度大小相等。 B．A球从M到P点与B球从M点到Q点所用的时间相等。 C．小球B的初速度为。 D．A球在运动过程中地面对斜面的支持力小于B球运动过程中地面对斜面的支持力。 【答案】B 【解析】类平抛，沿斜面向下匀加速运动a＝gsinθ，到达PQ的时间相等，B正确； A．小球AB沿斜面向下速度相等，但B有水平速度，所以到达PQ的速度不等，A错误； C．B水平方向，沿斜面向下方向，两式消去t得到B的初速度：，C错误； D．沿斜面向上没有位移，所以小球受到的支持力=mgcosθ相等，小球对斜面的压力也相等，斜面对地面的压力相等，地面对斜面的支持力也相等，D错误。 考点06 平抛实验 10．为探究圆圈在水平方向的运动规律，某同学在实验室用图示装置进行研究。下列说法中合理的是（ ）    A．应选用体积较大的木球研究 B．每次小球释放的初始位置可以改变 C． 实验中，档板的高度必须固定不变 D．斜槽的摩擦力对探究小球在水平方向的运动规律没有影响 【答案】 D 【详解】A．为了减小空气阻力影响以及作图精确应选用体积较小的金属球研究，故A错误； B．每次小球必须从同一位置静止释放，保证小球平抛的初速度相同，故B错误； C．实验中，档板的高度必须变化，故C错误； D．斜槽的摩擦力对探究小球在水平方向的运动规律没有影响，故D正确。 故选D。 11．另一同学用频闪照相拍下圆圈运动的照片如图所示，已知方格每边对应的实际长度。则相邻两个频闪的时间间隔___________s，初速度___________。    【答案】 0.1 2.5 【详解】bc与cd在水平方向上的位移相等，则bc、cd的时间相等， 在竖直方向上由匀变速直线运动规律可得 解得 由水平方向是匀速直线运动，解得初速度为 考点07 平抛综合运用 12.（23·南模中学高一下期末）物体做平抛运动，其动能Ek随时间t变化的关系图线可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【详解】物体做平抛运动时，其动能为 由此可知，Ek随时间t变化的关系图线为开口向上的抛物线。 故选C。 13．如图所示，竖直墙壁上落有两支飞镖，它们是从同一位置水平射出的，击中墙面的两点间距离d为1米，飞镖A与墙面成53°角，飞镖B与墙面成45°角，则射出时初速较大的飞镖是________（填“A”或“B”），射出点离竖直墙面的水平距离为________米。 【答案】  A    8m 【解析】[1]飞镖做平抛运动 水平方向 ，，竖直方向 ， 已知，可知：，，初速度较大的是A飞镖。 [2]由图可知， 又，，代入上式，由题意得：， 联立可得：，得： 14. 跳跃是青蛙捕捉猎物的有效手段。（重力加速度为g） （1）一只青蛙质量为m，由静止起从地面竖直向上跳起，经时间t其后腿与地面分离，分离时青蛙速度大小为v，则起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为___________。 （2）（计算）如图，一只青蛙蹲在高出湖面为h的湖岸边缘。若某时刻离青蛙水平距离为x的一只小虫从湖面竖直向上飞起，青蛙同时以其最大跳出速率从湖岸水平跳出，在离湖面h的高度处捉住虫。青蛙运动过程中仅受重力作用，蛙和虫均视为质点，且在同一竖直平面内。求： ①青蛙的最大跳出速率__________； ②捉住虫时，青蛙的速度方向与水平面的夹角θ__________； ③若虫由静止开始向上做加速度大小为0.6g的匀加速直线运动，青蛙同时水平跳出，青蛙是否可能捉住虫？若能捉住，计算出此时青蛙跳出时的速率；若不能捉住，说明理由__________。 【答案】 mgt＋mv 不能 【解析】（1）[1]向上为正，由动量定理 可得起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为 （2）①[2]青蛙做平抛运动，则水平方向 竖直方向 青蛙的最大跳出速率 ②[3]捉住虫时，青蛙的速度方向与水平面的夹角 即 ③[4]若经过时间t1青蛙恰好捉住虫，则有 其中a=0.6g 解得 此时青蛙的水平速率为 因为v＞vm，所以青蛙不可能捉住虫。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$