内容正文:
第五章 抛体运动单元训练
一、单选题
1.关于平抛运动,下列说法不正确的是( )
A.平抛运动是一种匀变速曲线运动
B.平抛运动的加速度方向不改变
C.做平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化量相同
D.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀减速直线运动
2.关于曲线运动,下列说法不正确的是( )
A.物体在变力作用下不一定做曲线运动 B.物体在恒力作用下可能做曲线运动
C.做曲线运动的物体,加速度可能不发生变化 D.做曲线运动的物体,速度大小一定发生变化
3.如图所示,从倾角为的斜面上的A点以水平速度抛出一个小球,不计空气阻力,重力加速度大小为g,它落到斜面上B点所用的时间为( )
A. B. C. D.
4.第22届世界杯在卡塔尔举行,阿根廷队最终在点球大战中击败法国队勇夺冠军,作为足球界传奇的阿根廷前锋梅西,在某次比赛中利用一记漂亮的任意球,攻破球门。如图所示踢出的“香蕉球”绕过人墙转弯进入球门,守门员“望尘莫及”,足球飞行过程中速度方向和受力方向判断正确的是( )
A.合外力的方向沿轨迹切线方向,速度方向指向轨迹内侧
B.合外力的方向指向外侧方向,速度方向沿轨迹切线方向
C.合外力的方向一定指向人墙的一侧,加速度方向指向切向方向
D.加速度的方向一定指向人墙的一侧,速度方向沿轨迹的切线方向
5.第19届亚运会在杭州举行,以“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”为目标,秉持“绿色、智能、节俭、文明”办会理念,下列说法正确的是( )
A.对参加首次列入亚运会正式竞赛项目的霹雳舞竞赛的运动员打分时,不可以把运动员看成质点
B.忽略空气阻力,17岁“天才少女”黄雨婷,在射击比赛中打出的子弹在空中做匀变速曲线运动
C.张亮以6分57秒06的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,6分57秒06指时间
D.参加4×100米混合泳接力赛的四名运动员比赛游过的总位移大小为400m
6.库里以其伟大的三分球技艺闻名于世,2025年3月14日,库里在对阵国王比赛中,达成4000记三分里程碑,他对篮球投出的初速度大小和方向的把控堪称极致。如图甲所示为库里正在投篮,若库里在某次比赛中两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上,篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示,则( )
A.轨迹1运动的时间更长 B.轨迹1最高点时速度更大
C.轨迹2抛出的初速度一定更大 D.轨迹1和轨迹2的加速度均为重力加速度
7.如图所示,套在竖直细杆上的轻环由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物相连,施加外力让沿杆以速度匀速上升,从图中位置上升至与定滑轮顶端等高的位置,已知与竖直杆成角,则( )
A.在位置处,重物的速度为
B.A运动到位置时,重物B的速度不为0
C.重物B下降过程中处于失重状态
D.A匀速上升过程中,重物B加速下降
二、多选题
8.如图所示,水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练,飞机沿水平方向做匀加速直线运动。当飞机飞过观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹,经时间T炸弹落在观察点B正前方处的C点,与此同时飞机投放出第二颗炸弹,最终落在距观察点B正前方处的D点,且L2=3L1,空气阻力不计.以下说法正确的是( )
A.飞机第一次投弹的速度为
B.飞机第二次投弹时的速度为
C.飞机水平飞行的加速度为
D.两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为4L1
9.关于抛体运动,下列说法不正确的是( )
A.抛体运动只能是曲线运动,不能是直线运动
B.任何抛体运动都可以看成是两个分运动的合运动
C.斜抛或平抛运动都是匀变速曲线运动
D.竖直方向上的抛体运动都可以看成初速度不为零的匀变速直线运动
10.如图所示,倾角为的斜面固定在水平面上,从斜面顶端以速度水平抛出一小球,经过时间恰好落在斜面底端,速度是 v,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若以速度水平抛出小球,则落地时间为
B.若以速度水平抛出小球,则落地时速度方向与v同向
C.若以速度水平抛出小球,则撞击斜面时间为
D.若以速度水平抛出小球,则撞击斜面时速度方向与v同向
三、实验题
11.两个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置,击打金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动在竖直方向上是 运动;
(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形光滑轨道M、N,N的末端与光滑的水平板相切,两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出.实验可观察到的现象是P球落地时刚好和Q球相遇。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动在水平方向上是 运动。
12.某同学利用如图所示的装置描绘平抛运动的轨迹并测定平抛运动的初速度。器材有:铁架台、斜槽、固定有白纸和复写纸的方木板、重垂线及铅笔等。实验装置如图所示。
(1)除上述器材外,本实验还需要下列哪些器材______(填选项序号)。
A.刻度尺 B.小木球 C.小钢球 D.天平
(2)以小球离开轨道末端时球心在白纸上的投影位置为坐标原点O,建立平面直角坐标系。让小球多次由同一位置静止释放,通过描点得到小球做平抛运动时球心的轨迹如图所示。在轨迹上取、和三点,测得,,重力加速度为g,则小球做平抛运动的初速度大小为 (用a、b和g表示)。
四、解答题
13.从A点以初速度v0=3m/s水平抛出一个小球,落在倾角为37°的斜面上的B点,小球到达B点时速度方向恰好与斜面垂直.已知g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)A、B两点的高度差.
14.质量的物体在光滑水平面上运动,其分速度和随时间变化的图线如图甲、乙所示,求:
(1)物体的初速度;
(2)物体所受的合力。
15.如图所示,一长度的均匀薄木板A初始时静止在一光滑平台上,平台右端B处有一固定挡板,固定挡板的高度略小于木板的厚度,木板的右端到挡板的距离是。一可以看成质点的小滑块以初速度从木板的左端滑上木板,木板撞击挡板时速度立即变为零并静止,碰撞时小滑块仍在木板上,不计空气阻力。已知平台高度,小滑块的质量,木板的质量,厚度不计。小滑块与木板之间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)求木板撞击挡板时小滑块的速度大小;
(2)通过计算判断小滑块能否从挡板右边飞出,若小滑块不能从右边飞出,求小滑块静止时距木板右端的距离是多少;若小滑块能从右边飞出,求小滑块落地时距B端的水平距离是多少。
试卷第6页,共6页
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第五章 抛体运动单元训练参考答案
1.D
【详解】A.平抛运动的加速度为重力加速度,大小和方向均恒定,因此是匀变速曲线运动,故A正确。
B.平抛运动的加速度始终为,方向竖直向下,不会改变,故B正确。
C.速度变化量,因恒定,任意相等时间内相同,故C正确。
D.竖直方向的分运动是自由落体运动(匀加速直线运动),而非匀减速直线运动,故D错误。
故选D。
2.D
【详解】A.物体受变力作用时,如果该力与初速度方向在同一直线上,物体做直线运动,故A正确;
B.物体受恒力作用时,如果该力方向与初速度方向不在同一直线上,则物体做曲线运动,故B正确;
C.物体受恒力作用时,如果该力方向与初速度方向不在同一直线上,则物体做曲线运动,且加速度不变,C正确;
D.做曲线运动的物体,速度方向一定改变,但大小可能不变,故D错误。
故选D。
3.C
【详解】设小球从抛出至落到斜面上所用的时间为t,在这段时间内,水平位移和竖直位移分别为
由几何关系知
所以小球的运动时间
故选C。
4.D
【详解】当足球所受合力方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,并且合力(或加速度方向)指向轨迹的凹侧,速度方向沿切线方向,由牛顿第二定律可知,运动过程中任何加速度不为零的物体,其加速度方向都是合力的方向,这个结论与物体运动的轨迹无关。
故选D。
5.D
【详解】A.对参加首次列入亚运会正式竞赛项目的霹雳舞竞赛的运动员打分时,运动员的大小不能忽略,不可以把运动员看成质点,选项A正确;
B.忽略空气阻力,17岁“天才少女”黄雨婷,在射击比赛中打出的子弹在空中运动时因受重力作用而做做匀变速曲线运动,选项B正确;
C.张亮以6分57秒06的成绩获得赛艇男子单人双桨冠军,6分57秒06指时间,选项C正确;
D.参加4×100米混合泳接力赛的四名运动员比赛游过的总路程为400m,选项D错误。
故选D。
6.C
【详解】A.斜抛运动到最高点过程,逆向思维法可知,该过程可看成反向的平抛运动,根据可知高度h越大,时间t越长,图乙可知轨迹2的高度大,根据对称性可知轨迹2运动的时间更长,故A不正确;
B.水平方向做匀速直线运动,则有
由于轨迹1运动的时间更短,轨迹1的水平分速度更大,即轨迹1最高点时速度更大,故B正确;
C.根据
由于轨迹2的高度大,所以轨迹2抛出时的竖直分速度更大,又轨迹2抛出时的水平分速度更小,根据
可知轨迹2抛出的初速度不一定更大,故C错误;
D.篮球在空中只受重力作用,所以轨迹1和轨迹2的加速度均为重力加速度,故D正确。
故选C。
7.A
【详解】A.刚开始在M位置处,重物B的速度为,故A正确;
B.当A运动到N位置时有
根据
解得
即当A运动到N位置时,重物的速度为0,故B不正确;
CD.根据
可知匀速上升时,角变大,则重物速度减小,即重物减速下降。再根据牛顿第二定律可知,重物减速下降过程,加速度向上,绳对的拉力大于的重力,所以重物处于超重状态。故CD错误。
故选A。
8.AC
【详解】A.由运动学规律可知第一次投弹时的速度
故A正确;
BC.设飞机加速度为a,第二次投弹时的速度为v2,由匀变速运动规律可知
又
解得
故B错误,C正确;
D.两次投弹间隔T内飞机飞行距离
故D不正确。
故选AC。
9.AD
【详解】A.抛体运动可能是曲线运动(如平抛运动),也可能是直线运动(如竖直上抛运动),故A不正确;
B.根据运动的合成可知:任何抛体运动都可以看成是两个分运动的合运动,故B正确;
C.斜抛或平抛运动只受重力,加速度恒定,是匀变速曲线运动,故C错误;
D.由于加速度不变,竖直方向上的抛体运动都可以看成初速度不为零的匀变速直线运动,故D正确;
故选AD。
10.ACD
【详解】AB.由题意可知:小球以速度水平抛出后恰好落在斜面底端
所以
所以当以速度抛出后必然落在水平面上,由于抛出点距离地面的高度相同,故
速度方向与水平方向的夹角
由于竖直速度相同,水平速度不同,则落在水平地面上的速度方向和落在斜面上速度方向不同。故 A正确,B错误;
C.根据
由于落在斜面上的小球一定,故速度为时,时间,C选项正确。
D.小球落在斜面上的速度与水平方向夹角的正切值
可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,位移与水平方向夹角不变,若以速度水平抛出小球,小球必然落在斜面上,设速度与斜面的夹角为,由平抛运动的规律可知
所以
所以小球撞击斜面时速度方向与 v同向,故 D正确。
故选ACD。
11. 自由落体 匀速直线
【详解】(1)[1]在同一高度、同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动;
(2)[2]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度,小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动,当同时改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
12.(1)AC
(2)
【详解】(1)研究平抛运动的实验不需要测量质量,不需要天平,需要刻度尺测量距离,选择小球时为了减小阻力,选择质量大体积小的小钢球。
故选AC。
(2)因为水平方向匀速运动,且
说明相邻两点间的时间间隔相同,竖直方向做匀加速直线运动,有
解得
小球做平抛运动的初速度大小为
13.(1)5m/s;(2)0.8m
【详解】(1)刚落到B点时
sin37°=
代入数据得
v=5m/s
(2)在B点竖直方向速度满足
tan 37°=
运动学公式
代入数据得
h=0.8m
14.(1),方向沿x轴正方向;(2),方向沿y轴正方向
【详解】(1)由题图可知,,
则物体的初速度为,方向沿x轴正方向。
(2)物体在x轴方向上的加速度,y轴方向上加速度
根据牛顿第二定律知物体所受合力,方向沿y轴正方向。
15.(1)
(2)能,3.2m
【详解】(1)设小滑块的加速度大小为,木板的加速度大小为,根据牛顿第二定律得,
解得,
设经过时间滑块与木板速度相等,则有
解得
此过程木板的位移
表明木板撞击挡板时,滑块与木板没有到达相等速度,对木板进行分析,根据位移公式有
解得
则小滑块此时的速度
解得
(2)碰撞前小滑块的位移
结合上述解得
假设小滑块能滑到木板右端且速度为,根据运动学公式得
解得
假设成立,小滑块能从右边飞出后做平抛运动,设小滑块做平抛运动的时间为,竖直方向上有
解得
水平位移为
解得
即小滑块落地时距B端的水平距离是3.2m。
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