摘要:
**基本信息**
聚焦抛体运动规律,通过基础概念辨析、综合情境分析及实际问题解决的三层设计,构建从单一知识点到复杂应用的巩固路径,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|平抛运动基本规律(速度变化量、加速度方向)|单选题1-4结合生活情境(飞镖、击球),强化运动和相互作用观念|
|能力提升|平抛与斜面综合(位移偏角、速度偏角)|多选题7-9及单选5-6涉及临界条件分析,培养科学推理能力|
|综合应用|实际问题建模(投弹、射门、跳台滑雪)|计算题10-12从单过程到多过程,渗透模型建构与问题解决能力|
内容正文:
抛体运动的规律 同步练习
一、单选题
1.同一水平线上相距为L的两位置沿相同方向水平抛出两小球甲和乙,两球在空中相遇,运动轨迹如图所示。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.甲球要先抛出才能相遇
B.在任意相同时间内两球速度的变化量相同
C.两球相遇时乙球速度更大
D.两球相遇时甲球加速度更大
2.如图,某同学在空旷的地面扔飞镖,曲线为飞镖飞行的轨迹。关于飞镖在空中飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.飞镖速度的大小不变,速度方向时刻发生变化
B.飞镖速度的大小不变,加速度方向时刻发生变化
C.飞镖速度方向和加速度方向,始终在曲线每点的切线方向上
D.飞镖的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上
3.如图所示,甲乙两人进行击球训练,甲在A处将球以4 m/s的速度水平击出,乙在比A处低45 cm的B处将球击回,不计空气阻力,重力加速度g取,,若要使球垂直击中乙的球拍,则乙接球时球拍与水平方向的夹角应为( )
A.37° B.45° C.53° D.60°
4.如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上的点A碰撞后沿水平方向弹离,恰好垂直拍面落在球拍的点B上,已知球拍与水平线的夹角,A、B两点间的高度差。忽略空气阻力,重力加速度,则球刚要落到球拍上时,速度的大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,甲、乙两位同学正对竖直墙壁进行投球游戏,两人投球时出手点均在地面P点正上方,结果两人投出的球都正好垂直打在墙壁上的同一点Q,已知甲投球时球离开手时速度大小为,方向与竖直方向夹角为60°;乙投球时球离开手时速度大小为,方向与竖直方向夹角为30°。不计空气阻力,则为( )
A.1:1 B. C. D.1:3
6.如图所示,一物体在某液体中运动时只受到重力G和恒定的浮力F的作用,且。如果物体从M点以水平初速度开始运动,最后落在N点,M、N间的竖直高度为h,M与右壁水平间距为L,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.从M运动到N的时间为
B.M与N之间的水平距离
C.若增大初速度,物体将撞击右壁,且初速度越大,物体撞击右壁速度越大
D.若h足够大,当初速度时,物体撞击右壁时速度最小
二、多选题
7.如图所示,斜面倾角为θ,位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面项点B水平抛出,小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g,不计空气阻力( )
A.若小球以最小位移到达斜面,则
B.若小球击中斜面时速度与斜面垂直,则
C.若小球能击中斜面中点,则
D.若小球能击中斜面中点,则
8.2022年冬奥会在北京举行,跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示,某运动员(可视为质点)从雪坡顶端同一点先后以不同初速度沿水平方向飞出,初速度之比,运动员均落在雪坡上,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中( )
A.运动员先后运动的时间之比为5:4
B.运动员两次运动落在雪坡上的速度方向相同
C.运动员两次运动速度变化量的方向一定不同
D.运动员先后落到坡上的水平位移之比为4:5
9.如图所示,固定在水平面上的光滑斜面的倾角为30°,斜面长,宽,一小球(可视为质点)从顶端B处水平向左射入,沿图中轨迹到达斜面底端A点,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A.小球在斜面上运动的加速度大小为
B.小球在B点的速度大小为
C.小球从B运动到A的过程中速度、加速度不断变化
D.小球从B运动到A的过程中,速度变化量大小为
三、计算题
10.如图所示,飞机离地面高,水平飞行速度为,欲使从飞机上投下的炸弹击中与飞机同向以速度行驶的汽车,飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?()
11.为促进学生德、智、体、美、劳全面发展,学校准备举办足球比赛,某同学利用课余时间练习射门,如图所示,在一面厚度不计的竖直墙上有高的窗口,该同学以不同的力度踢球使球通过窗口飞向墙的另一侧地面,球被踢出瞬间速度均沿水平方向,已知墙两边的地面在同一水平内,踢球时球到地面的高度,到窗口的水平距离,窗台到地面的高度,重力加速度g取,不计球的大小及球在空中运动时受到的阻力,求:
(1)球打到窗口上下沿的时间差;
(2)若要球能通过窗口,足球被踢出瞬间速度的取值范围;
(3)球在窗口另一侧地面落点的范围长度s。
12.跳台滑雪是最具观赏性的冰雪运动项目之一,图甲所示的跳台滑雪比赛场地可简化为图乙所示的雪道示意图。运动员从助滑道的起点由静止开始下滑,到达起跳点O时,借助设备和技巧,从倾角的斜面顶端O点以的初速度飞出,初速度方向与斜面的夹角,图中虚线为运动员在空中的运动轨迹,A为轨迹的最高点,B为轨迹上离斜面最远的点,C为过B点的竖直线与斜面的交点。不计空气阻力,运动员可视为质点,重力加速度大小。求:
(1)运动员从O点运动到A点的时间;
(2)O、C两点间的距离。
参考答案
1.答案:B
解析:
2.答案:D
解析:A.飞镖抛出后做曲线运动,速度方向不断改变,忽略空气阻力,飞镖做平抛运动,水平速度不变,竖直速度一直增大,合速度逐渐增大,即速度大小变化,故A错误;
B.忽略空气阻力飞镖只受重力,故根据牛顿第二定律可知,加速度恒定,为重力加速度,故B错误;
C.飞镖做曲线运动,速度方向是切线方向;合力方向竖直向下,故加速度方向竖直向下,故C错误;
D.飞镖做曲线运动,根据曲线运动条件,加速度方向跟速度方向不在同一直线上,故D正确。
故选D。
3.答案:C
解析:
4.答案:A
解析:根据平抛的竖直分运动是自由落体运动,有
可得平抛时间为
竖直分速度为
刚要落到球拍上时速度大小为
故选A。
5.答案:A
解析:
6.答案:D
解析:根据牛顿第二定律有,解得物体竖直方向的加速度,该物体做类平抛运动,则,解得物体从M运动到N的时间为,A错误;M与N之间的水平距离,B错误;若h足够大,物体撞击右壁时,运动的时间为,竖直方向的速度为,撞击右壁的速度,根据几何关系可知,当,即当初速度时,物体撞击右壁时速度最小,故物体将撞击右壁时,初速度越大,撞击右壁速度不一定越大,C错误,D正确。
7.答案:BD
解析:A.若小球最小位移到达斜面,则位移垂直于斜面,根据平抛规律
根据位移的偏角公式
联立解得
故A错误;
B.若小球垂直击中斜面,则速度垂直于斜面,根据几何关系知速度偏角
解得
故B正确;
CD.若小球击中斜面中点,根据几何关系
解得
故D正确,C错误。
故选BD。
8.答案:AB
解析:A.运动员落到雪坡上,根据几何关系可知
运动员在空中经历的时间为
初速度之比
则运动时间之比为5:4,故A正确;
B.雪坡倾角等于位移与水平方向的夹角,根据平抛运动规律可知,位移与水平方向夹角的正切值的二倍等于速度与水平方向夹角的正切值,故两次速度与水平方向的夹角不变,即运动员先后落在雪坡上的速度方向相同,故B正确;
C.两次运动过程,加速度方向相同,则速度变化量方向相同,故C错误;
D.运动员水平位移为
则水平位移之比为25:16,故D错误。
故选AB。
9.答案:BD
解析:A(×)对小球受力分析,其受到重力和斜面的支持力,根据牛顿第二定律,可得
解得,方向沿斜面向下。
B(√)小球从B到A做类平抛运动,设球从B点水平射入时的速度大小为,从B运动到A所用时间为t,水平方向有
沿斜面向下方向有
联立解得。
C(×)小球从B运动到A的过程中,速度不断变化,加速度不变。
D(√)小球从B运动到A的过程中,速度变化量为。
10.答案:900m
解析:炸弹做平抛运动,其下落的时间取决于竖直高度,由
可得
设飞机距汽车水平距离为s处投弹,则有
11.答案:(1)0.3s;(2);(3)
解析:(1)球打到墙上窗口上端时
球打到墙上窗口下端时
球打到窗口上下沿的时间差
代入数据解得
,,
(2)若要能通过窗口,球被踢出瞬间的最大速度
球被踢出瞬间的最小速度
若要球能通过窗口,则球被踢出瞬间的速度取值范围为
(3)球能通过窗口落在另一侧地面时
球擦着窗口上沿通过时,水平位移最大
球擦着窗口上沿通过时,水平位移最小
球在窗口另一侧地面落点的范围长度为
12.答案:(1)1.0 s
(2)40 m
解析:(1)设运动员从O到A的时间为,在竖直方向上有
解得
(2)沿斜面向下方向和垂直斜面向上方向建立直角坐标系,如图所示
垂直斜面方向的初速度为
垂直斜面方向的加速度大小为
平行斜面方向的初速度为
平行斜面方向的加速度为
运动员从O点运动到B点的时间
解得
此时垂直斜面方向的位移
平行斜面方向的位移
O、C两点间的距离为
解得
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