内容正文:
专题:斜抛运动 能力提升综合检测训练(B卷)
一、单选题
1.把三个物体从水平地面上的不同位置沿不同的路径抛出,最终落在水平地面上的同一点,三条路径的最高点是等高的,如图所示。若忽略空气阻力的影响,下列说法正确的是( )
A.沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最长
B.沿路径1抛出的物体初速度的水平分量最大
C.沿路径3抛出的物体初速度的竖直分量最大
D.三个物体抛出时初速度的水平分量相等
2.如图所示,运动员将铅球(可视为质点)从A点以方向与水平方向夹角为30°、大小的初速度抛出,经过最高点B后铅球落到水平地面,已知铅球从A点到落地运动的总时间为1s,取重力加速度大小,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.铅球经过B点时的速度大小为3m/s
B.A点距离水平地面的高度为2.45m
C.铅球落地时的速度大小为7m/s
D.铅球落地点离A点的水平距离为
3.如图所示,小球从O点以斜向上抛出,且的方向与水平方向的夹角为,A点是轨迹上的最高点,轨迹上的B点与O点等高,不计空气的阻力,重力加速度为g,以下有关小球运动的表述正确的是( )
A.小球运动到A点时的速度方向沿水平方向
B.小球运动到A点时的速度最小且为
C.小球运动到B点时的速度与从O点抛出时的初速度相同
D.OA两点的连线与水平方向夹角的正切值为1
4.如图所示是一位跳水运动员从高台做“转身翻腾二周半”动作时头部的轨迹曲线,最后运动员沿竖直方向以速度入水。下列说法正确的是( )
A.由于位置最高,因此在位置头部的速度为0
B.在位置头部的速度方向相同
C.跳水运动员不可以看成质点
D.运动员入水后就开始做减速运动
5.如图,某同学正对靶面射箭,每次箭离开手时均在同一位置且与靶心A点在同一水平线上。设箭离开手时的初速度为v0,方向与水平方向成θ角,若每次都恰能正中靶心,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若θ=0,只要初速度v0足够大,也一定能正中靶心
B.若,初速度v0最小
C.箭到达靶心A点时的速度与初速度v0相同
D.初速度v0越大,箭到达靶心A点所需的时间越短
6.打水漂投掷时石片在距离水面高处以水平速度抛出,若石片与水面碰撞时,水平速度不变,但碰后反弹高度都是前一次,不计空气阻力,重力加速度为,则石片从抛出到第四次触水过程中( )
A.经历的时间 B.经历的时间
C.经历的水平距离为 D.经历的水平距离为
7.如图所示,将小球从P点以速率斜向上抛出,与水平方向的夹角,小球恰好垂直打在竖直墙壁上的B点,A点与P点等高,若仅将与水平方向的夹角变为,则小球恰好打在墙壁上的A点,不计空气阻力,不计小球大小,则下列各式正确的是( )
A. B. C. D.
8.排球比赛中,某次运动员将飞来的排球从a点水平击出,球击中b点;另一次将飞来的排球从a点的正下方c点斜向上击出,也击中b点,且b点与c点等高。第二次排球运动的最高点d与a点等高,且两轨迹交点恰好为排球网上边缘某点e。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.两个过程中,排球运动到b点的速度大小可能相等
B.b点与c点到球网平面的水平距离之比为3:1
C.a、c两点高度差与e、c两点高度差之比为9:8
D.运动员两次击球后,排球获得的速度不可能相等
二、多选题
9.关于斜抛运动,下列说法中正确的是( )
A.斜抛运动是曲线运动 B.斜抛运动是直线运动
C.斜抛运动的初速度是水平的 D.斜抛运动的加速度是恒定的
10.如图,水平地面上有一截面为正方形的建筑物,边长为a。在地面上某一确定高度斜向上抛出一小球,要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小。空气阻力不计,重力加速度为g,则小球运动过程中( )
A.距地面最大高度为
B.由于抛出点未知,故小球运动过程中距地面的最大高度不能确定
C.小球在水平方向的分速度大小为
D.小球在水平方向的分速度大小为
11.如图1所示,甲、乙两个小球(可视为质点)在不同时刻,以相同的初速度从同一水平面做竖直上抛运动,在某一高度相遇,从甲球抛出时开始计时,整个过程中两小球所处高度h与时间t的关系图像如图2所示。已知重力加速度为g,不计空气阻力,根据乙图所提供的信息,下列说法正确的是( )
A.甲回到抛出点的时刻为2t0
B.乙回到抛出点的时刻为4t0
C.甲的初速度大小为2gt0
D.甲的最大高度与甲乙相遇时的高度之差为
12.一篮球运动员投篮点和篮筐正好在同一水平面上,到篮筐距离为,且篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,不考虑空气阻力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.篮球刚被抛出的速度为
B.篮球从被抛出到落入篮筐的时间为1.2s
C.篮球运动的最高点到抛出点的竖直高度为1.6m
D.篮球从被抛出到落入篮筐过程中速度的改变量为12m/s
13.如图所示,半径为的半圆弧轨道竖直固定在水平面上,是竖直半径,倾斜半径、与水平方向的夹角均为,现让可视为质点的小球在点获得方向与垂直、大小为(为未知量)的初速度,小球直接打到点,运动轨迹的最高点为,重力加速度为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.、两点连线与水平方向的夹角为
B.、两点间的高度差为
C.小球从到的运动时间为
D.小球在点获得的初速度
14.某广场喷泉喷出的两水柱如图中a、b所示。不计空气阻力,a、b中的水( )
A.加速度相同
B.喷出时的初速度大小可能相等
C.在最高点的速度相同
D.在空中运动的时间可能相等
三、填空题
15.在体育比赛中我们可以观察到各种不同的运动。对这些运动物体进行建模分析,可以研究运动背后蕴含的物理奥秘。
如图是a、b两支标枪投掷后在空中划出的抛物线,它们运动的最大高度相同。不计空气阻力,两标枪
(1)在空中运动时间__________;
(2)抛出时的初速度大小__________。
(均选填:A.相同 B.不同)
16.如图所示,某同学对着竖直墙壁练习打网球,该同学使球拍与水平方向的夹角为,在O点击中网球,球以的速度垂直球拍离开O点,恰好垂直击中墙壁上的P点,忽略空气阻力的影响,取重力加速度大小,。网球在P点与墙壁碰撞时的速度大小为______m/s;O、P两点间的水平距离为______m;O、P两点间的高度差为______m。
17.袋鼠具有惊人的跳跃能力。袋鼠(视为质点)从水平草地上奋力跃起,在空中距草地的最大高度为1.8m,落地点到起跳点的距离为6m。取重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力。袋鼠在空中的运动时间为___s,袋鼠在最高点时的速度大小为____m/s。
18.固定抛射角,把流量控制开关到最大,让喷嘴喷水,把连接管从药瓶中拔出,并使上端停在药瓶口处不动,随着软管中液面的不断降低,可以观察到射程________,射高________,关闭流量控制开关。
四、解答题
19.滑雪跳台场地可以简化为如图甲所示的模型。图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图,段为助滑道和起跳区,段为倾角的着陆坡。运动员从助滑道的起点由静止开始下滑,到达起跳点时,借助设备和技巧,以与水平方向成角起跳角的方向起跳,最后落在着陆坡面上的点。已知运动员在点以的速率起跳,轨迹如图,不计一切阻力,取。求:
(1)运动员在空中运动的最高点到起跳点的距离;
(2)运动员离着陆坡面的距离最大时的速度大小;
20.在12月2日举行的2023-2024赛季国际雪联单板及自由式滑雪大跳台世界杯决赛中,北京冬奥会冠军苏翊鸣不负众望,获得男子单板滑雪大跳台金牌。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成,如图所示。在某次训练中,运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为vC=20m/s,与水平方向成的速度飞,完成空中动作后落在着陆坡上,后沿半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点,进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为,在点运动员对地面的压力为体重(含装备)的2倍,运动员在水平停止区受到的阻力为体重(含装备)的0.5倍,取,忽略运动过程中的空气阻力。求:
(1)运动员在空中最高点的速度大小;
(2)水平停止区的最小长度;
(3)运动员在空中的运动时间。
21.某同学在台阶上玩弹跳乒乓球的游戏,从上到下要求每个台阶乒乓球只弹一次,若哪一级台阶弹了两次或一次都没弹,则游戏结束。如图所示,乒乓球撞击第一个台阶的边缘A点后以初速度v0斜向右上方弹起,v0与竖直方向的夹角为θ,台阶的高度和宽度均为d,乒乓球的质量为m且可视为质点,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求在无风条件下乒乓球上升的最高点与A点间的竖直距离;
(2)若由于受到水平向左的恒定风力,发现乒乓球从A点弹起后直接落在了二级台阶BC的B点,求该风力的大小;
(3)若在无风条件下乒乓球从A点弹起时竖直分速度大小为3m/s,乒乓球与台阶碰撞时水平分速度不变,竖直分速度的大小变为原来的,台阶的高度和宽度均为d=0.35m,重力加速度g=10m/s2。要让游戏至少成功两个台阶,即在二级台阶BC上弹一次,在三级台阶DE上弹一次,然后继续下落,求水平分速度的取值范围。
试卷第1页,共3页
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《专题:斜抛运动 能力提升综合检测训练(B卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
C
B
B
B
C
AD
AD
题号
11
12
13
14
答案
BD
BD
BD
AB
1.B
【详解】AC.设物体抛出初速度的竖直分量为vy,水平分量为vx,上升的最大高度为h,运动时间为t,由于竖直高度相同,根据对称性有
解得
则竖直分速度大小
由于最高点等高,则三个物体运动时间与初速度的竖直分速度大小均相等,故AC错误;
BD.物体水平方向做匀速直线运动
根据图像有
可知即初速度水平分量不等,沿路径1抛出的物体初速度的水平分量最大,故B正确,D错误。
故选B。
2.D
【详解】A.铅球经过B点时的速度大小为
故A错误;
B.铅球从抛出点到达最高点的时间
铅球从最高点落地的时间
A点距离水平地面的高度为
故B错误;
C.铅球落地时的竖直速度大小为
铅球落地时的速度大小为
故C错误;
D.铅球落地点离A点的水平距离为
故D正确。
故选D。
3.A
【详解】A.小球抛出后做斜抛运动,水平方向分运动是匀速直线运动,竖直方向上是竖直上抛运动,由于A点是轨迹上的最高点,则小球运动到A点时的速度方向沿水平方向,故A正确;
B.结合上述可知,小球运动到A点时的速度最小且为,故B错误;
C.根据斜坡运动的对称性可知,小球运动到B点时的速度与从O点抛出时的初速度大小相同,方向不相同,即小球运动到B点时的速度与从O点抛出时的初速度不相同,故C错误;
D.小球从O点到A点过程有
,
令OA两点的连线与水平方向夹角为则有
解得
由于大小不确定,则OA两点的连线与水平方向夹角的正切值也不确定是否为1,故D错误。
故选A。
4.C
【详解】A.根据题意,由图可知,由于位置最高,因此在位置头部的竖直速度为0,但水平速度不为0,故A错误;
B.根据题意,由图可知,在位置头部的速度方向相反,故B错误;
C.研究跳水运动员的跳水动作时,不能忽略跳水运动员的大小和形状,不能看成质点,故C正确;
D.运动员入水后,开始阶段阻力小于运动员的重力,继续做加速运动,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】A.时,箭做平抛运动,不能正中靶心,故A错误;
B.斜抛时
水平位移为
当时,有最小值为
故B正确;
C.由斜抛运动对对称性可知,箭到达靶心时,速度方向与水平方向成角,斜向下,故C错误;
D.由
可知初速度v0越大,也可能越大,则箭到达靶心A点所需的时间越长,故D错误。
故选B。
6.B
【详解】AB.从抛出到第一次接触水面的时间
碰后反弹高度都是前一次,可知从第一次接触水面到第二次接触水面的时间
从第二次接触水面到第三次接触水面的时间
从第三次接触水面到第四次接触水面的时间
则经历的时间,A错误,B正确;
CD.因水平速度不变,则经历的水平距离为,CD错误。
故选B。
7.B
【详解】设A、B高度差为h,P到A的距离为x,重力加速度为g,则有,
解得
设当抛出初速度与水平方向夹角为时,有,
解得
故选B。
8.C
【详解】A.第二次排球运动的最高点d与a点等高,故比较第一次排球从a到b的过程和第二次排球从d到b的过程,这两个过程都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,下落高度相同,则排球从a到b的时间与从d到b的时间相等,根据可知,排球从a到b的水平位移等于从d到b的水平位移的2倍,所以第一次水平速度等于第二次水平速度的2倍,但由于时间相等,竖直速度相等,根据可知,排球第一次运动到b点的速度较大,故A错误;
B.比较第一次排球从a到e过程和第二次排球从e到d过程,根据可逆性,把第二次排球从e到d过程看成是从d到e过程的平抛运动,这两个过程竖直方向做自由落体运动,下落高度相同,则运动时间相等,第一次水平速度等于第二次水平速度的2倍,则a到e的水平位移等于d到e的水平位移的2倍,即b点与c点到球网平面的水平距离之比为2:1,故B错误;
C.根据以上分析可知
所以,
所以
根据可得
所以,故C正确;
D.运动员两次击球后,排球获得的速度大小为,
由此可知,v1和v2可能相等,故D错误。
故选C。
9.AD
【详解】A B.斜抛运动的初速度与重力方向不共线,故轨迹是曲线,故A正确,B错误;
C.斜抛运动是将物体以与水平方向成一定角度的初速度抛出,仅在重力作用下的运动,故C错误;
D.做斜抛运动的物体只受重力,重力加速度竖直向下,恒为g,故D正确。
故选AD。
10.AD
【详解】小球上升时,在竖直方向上为竖直上抛,在水平方向上为匀速直线运动。所以要使小球恰好能够抛过该建筑物的初速度最小,则小球刚好上升经过建筑物时速度最小,设小球上升经过建筑物边缘时的速度大小为,与水平方向的夹角为,则小球在竖直方向的分速度大小为
所以,小球经过建筑物的时间为
在水平方向上匀速直线,则
其中
整理可得
所以,当时,最小,为
则上升距地面最大高度
小球在水平方向的分速度为
故选AD。
11.BD
【详解】AB.设甲、乙回到抛出点的时刻分为t1、t2,由对称性有
解得
,
故A错误,B正确;
C.设甲的初速度大小为v0,根据竖直上抛运动的对称性,甲返回到抛出点的速度大小为v0,甲从最高点到抛出点自由落体运动的时间为
则有
联立解得
,
故C错误;
D.设竖直上抛运动的最大高度为hm,则有
甲、乙相遇的时刻为2t0,设甲、乙相遇时与抛出点的高度为h,则有
联立可得
故D正确。
故选BD。
12.BD
【详解】AB.篮球被抛出后做斜抛运动,设篮球被抛出时的速度为,其水平方向和竖直方向的分速度大小分别为、,则由题中数据可知,
篮球水平方向做匀速直线运动,设篮球从被抛出到落入篮筐的时间为,则有
篮球竖直方向做竖直上抛运动,则有
代入数据联立解得,,,故A错误,B正确;
C.篮球运动的最高点到抛出点的竖直高度为,故C错误;
D.篮球从被抛出到落入篮筐过程中速度的改变量为,故D正确。
故选BD。
13.BD
【详解】AB.由斜抛运动的对称性,可知点在点正上方,由几何关系可知,点速度与水平方向的夹角为,由相关推论可知,、连线与水平方向的夹角的正切值为
由几何关系可知
解得
则、两点间高度差为,故A错误;B正确;
CD.由
解得
则有
解得
从到的时间为,故C错误;D正确。
故选BD。
14.AB
【详解】A.不计空气阻力,喷泉喷出的水在空中只受重力,加速度均为重力加速度,故A正确;
B.设水柱喷射的高度为h,射程为x
根据斜抛的规律有
得
根据图中轨迹可知,,
则a的竖直分速度小于b的竖直分速度,但a的水平分速度大于b的水平分速度,
故喷出时的初速度大小可能相等,故B正确;
C.最高点的速度为
a的水平分速度大于b的水平分速度,故C错误;
D.在空中运动的时间
由于,故,故D错误。
故选AB。
15. A B
【详解】(1)[1]不计空气阻力,两标枪均做斜抛运动,运动时间由竖直方向的高度决定,由于它们运动的最大高度相同,所以两标枪在空中运动时间相同。
(2)[2]标枪在水平方向做匀速直线运动,由可知,因b的水平位移大,所以b的水平速度大,b在最高点的速度大,标枪从抛出时的位置到最高点由动能定理可知
可知b抛出时的初速度大,抛出时的初速度大小不同。
16. 12 19.2 12.8
【详解】[1]网球的逆向运动(由点到点)为平抛运动,对点速度进行分解可得
[2]以竖直向下为正方向,在竖直方向上有
解得
两点间的水平距离
[3] 逆向思维,从到为平抛运动,两点间的高度差
17. 1.2 5
【详解】[1]设袋鼠从最高点到落地点所用的时间为,则有
其中,解得
根据对称性可知,袋鼠在空中运动的时间,解得;
[2]袋鼠起跳时的水平分速度大小
其中,解得
18. 减小 减小
【详解】[1][2]软管中液面的不断降低,则斜抛运动的初速度减小,斜抛运动在竖直方向上的初速度减小,根据
可知,射高减小。
斜抛运动的时间
由于竖直分速度减小,则斜抛运动的时间减小,射程
初速度减小,水平分速度减小,则射程减小。
19.(1)
(2)
【详解】(1)从O点起跳后运动员做斜抛运动,水平速度分量为
竖直方向分量为
运动员到达最高点时竖直速度减为零,所用时间为
水平位移
竖直位移
运动员在空中运动的最高点到起跳点的距离
(2)运动员离着陆坡面的距离最大时速度的方向应与斜面平行,即
此时的速度为
20.(1)16m/s;(2)40m;(3)
【详解】(1)运动员在空中最高点的速度
(2)在F点时
根据牛顿第二定律
解得
在水平轨道上时
其中
解得
(3)从c点抛出上升阶段的时间
落到着陆坡上的竖直速度
则下落的时间
21.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)上升的高度满足
解得
(2)根据运动学公式在竖直方向上有
解得
而水平方向看,在风力作用下,先向右减速到零,再向左加速到,时间各占,在水平方向上有
解得
(3)如图甲所示
乒乓球从A点弹起时的竖直分速度大小
设乒乓球从A点上升的高度为h1,用时为t1,从最高点落到台阶BC上的时间为t2,由运动学公式有,
从最高点落到台阶BC上,下落的竖直分速度满足,
解得
反弹后竖直分速度大小变为下落时的,所以又变为3m/s,重复上述过程,设水平速度最大值为,有
解得
如图乙所示
水平速度较小,且只满足成功弹跳2个台阶,台阶DE上弹一次,之后落下来恰好打在E点,有
解得
所以水平分速度的取值范围为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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