高一物理必修二 第五章平抛运动及其规律基础练习题(带参考答案)

高一物理必修二第五章平抛运动及其规律基础练习题(带参考答案)
高一物理第五章
一、研究要点
平抛运动及其规律
1.会用运动合成和分解的方法分析平抛运动。

2.掌握平抛运动的规律，会分析解决生活中的平抛运动问题。

二、研究内容
一）平抛运动基本知识
1.平抛运动的特征
初速度方向，只受重力，属于抛体曲线运动。

2.平抛运动的分解
水平方向：匀速直线运动，竖直方向：自由落体运动。

问题1：平抛运动是什么性质的运动？
例1：（多选题）关于平抛运动，下列说法正确的是（）
A．是匀变速运动 B．是变加速运动
C．任意两段时间内速度改变不一定相等 D．任意相等时间内的速度改变一定相等
练1：（多选题）物体在做平抛运动的过程中，以下的物理量不变的是（）
A．物体的速度 B．物体的加速度
C．物体竖直方向的分速度 D．物体水平方向的分速度
问题2：如何研究平抛运动？
例2：为了研究平抛物体的运动，可以概括为两点：
①水平方向作匀速运动；
②竖直方向作自由落体运动。

为了研究平抛物体的运动，可以进行如图1所示的实验。

1）把两个小铁球分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两个小铁球以相同的初速度从轨道A、B射出，两小铁球能够在轨道B上相碰，这可以说明水平方向作匀速运动。

2）把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，切断电磁铁C的电源，使一只小球从轨道A射出时碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小球，两个小球可以在空中相碰。

这可以说明竖直方向作自由落体运动。

练2：如图2所示，在光滑的水平面上有一小球a以初速度v运动，同时刻在它的正上方有小球b也以初速度水平v抛出，并落于c点，则（）
A．小球a先到达c点
B．小球b先到达c点
C．两小球同时到达c点
D．不能确定
二）平抛运动规律
1.平抛运动的速度及其方向
水平速度v
x
初速度v
x
竖直速度v
y
初速度v
y
gt；合速度v=√(v
x
²+v
y
²)，速度与水平方向的夹角θ，tanθ=v y
v
x
gt/v
x
2.平抛运动的位移及其方向
水平位移x=v
x
t；竖直位移y=v
y
t-1/2gt²；合位移s=√(x²+y²)，运动方向与初速度方向相同。

位移与水平方向的夹角α可以用tanα=g*t/v表示。

位移角和速度角有相同的tan值。

平抛运动的时间由初速度和竖直方向的位移决定。

为了使飞镖命中靶心，他应该适当增加投飞镖的初速度。

箭不能一定射中靶子，因为靶子在箭飞行的时间内会下落。

已知初速度和运动的时间（或高度），可以用公式求某时刻的速度和经过某时间内的位移。

求解滑雪者在空中运动的时间、离开平台边缘时的速度及着地时的速度大小，以及滑雪者着地点到平台边缘的水平距离。

在平抛运动中，已知物体在某时刻的运动方向和初速度，可以求出其他物理量。

小球抛出点离地面的高度可以用公式h=v^2*sin^2θ/2g求得，小球飞行的水平距离可以用公式R=v^2*sin2θ/g求得。

以9.8m/s的水平初速抛出的物体飞行一段时间后垂直地
撞在倾角为30度的斜面上，完成这段飞行的时间是3秒。

问题6：如何求解平抛运动中的其他物理量？
跳台滑雪是一项壮观的运动，运动员穿着专用滑雪板，在助滑路上获得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆。

如图8所示，一位运动员由点a沿水平方向跃起，到点b着陆时，
测得ab间距离l=40m，山坡倾角θ=30°。

不计空气阻力，g取10m/s2.求运动员起跳的速度和在空中飞行的时间。

练6：如图9所示，将物体以9.8m/s的初速度从倾角为30°的斜面顶端水平抛出，经过一段时间后物体落到斜面上，不计空气阻力。

则物体完成这段飞行的时间是多少？（选项不完整，无法判断正确答案）
问题7：如何解决平抛运动的综合应用？
如图10所示，水平台面AB距地面的高度h=0.80 m，有一滑块从A点以v=6.0 m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.25，滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出。

已知AB=2.2 m，不计空气阻力，g取10 m/s2.求滑块从B点飞出时的速度大小和滑块落地点到平台边缘的水平距离。

练7：在一次军事演练中，飞机在720m的高空以70m/s 的速度在海面上水平直线飞行，为了使从飞机上释放的炸弹击中正以30m/s的速度同向匀速运动的小艇，飞机和小艇在同一竖直平面内，则应该在离轰炸目标的水平距离多远的地方释放炸弹？不计空气阻力，g=10m/s2.
即时反馈：
1.从离地面h高度处投出A、B、C三个小球，A球自由下落，B球以速度v水平抛出，C球以速度2v水平抛出。

它们落地时间的关系是：tA<tB=tC。

2.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A 和B，要使两球在空中相遇，则必须先抛出A球。

3.在同一点O抛出的三个物体，做平抛运动的轨迹如图12所示，则三个物体做平抛运动的初速度分别为vA，vB，vC。

缺少图12，无法判断具体数值。

1.关于三个物体做平抛运动的时间t的关系，正确的选项是C，即vAtB>tC。

2.一个物体以初速度v水平抛出，经过t时间其竖直方向速度大小是v，那么t为v/g。

3.一个物体以初速度v水平抛出，落地时速度为v，那么物体运动的时间是2v/g。

4.为了越过高度为0.8m的壕沟，摩托车水平越过的速度至少为4m/s。

5.子弹从枪口射出的瞬间到击中目标所需的时间为0.5s，
目标靶下落的距离为50m。

6.炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离为vH/g，击中目标时的速度大小为v√(2H/g)。

7.物体相对于抛出点的水平位移为vtcos37°，竖直位移为(vtsin37°-1/2gt^2)，在经过0.6s后速度方向和水平方向的夹角
为53°。

课时过关：
1.相等的时间内，平抛运动中位移和平均速度是相等的，
加速度和速度的变化量不相等。

2.平抛运动只受重力作用，因此是竖直方向上匀加速直线
运动。

B。

平抛运动的速度方向不断变化，因此不是匀变速运动。

C。

平抛运动的时间由抛出时的高度和初速度共同决定。

D。

平抛运动的水平位移也由抛出时的高度和初速度共同决定。

3.物体做平抛运动时，速度方向与水平方向的夹角为φ，则正切φ随时间t变化的图像是图15中的B。

4.如图16所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速va和vb沿水平方向抛出，经时间ta和tb 后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，则选项D正确。

5.滑雪运动员以20m/s的速度从一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度差3.2m。

不计空气阻力，g取10m/s2.运动员飞过的水平距离为s，所用时间为t，则选项B正确，即
s=16m，t=0.80s。

课后练：
1.选项C正确，初速度越大，空中运动时间越长。

2.子弹的飞行时间为t=0.8s，根据平抛运动的规律，水平
方向的速度为v=3.5m/s，水平位移为s=v*t=2.8m。

20m/s，v
y
15m/s，合速度为v=v+y=25m/s，夹角为θ=37°。

2）小球的水平位移为x=vt=20×1.5=30m，竖直位移为
y=gt^2/2=10×1.5^2/2=11.25m，合位移为
s=sqrt(x^2+y^2)=sqrt(30^2+11.25^2)=32m。

与水平方向的夹角
为α，tanα=y/x=11.25/30=0.375，即α=20.5°。

例5：（1）小球离地面高度为5m，竖直初速度为10m/s，水平初速度为XXX（2）小球飞行的水平距离为10m。

例6：已知平抛物体的射程为l，仰角为θ，运动时间为t，水平初速度为v，则竖直初速度为v*sinθ，竖直位移为g*t^2/2，解得v=lcosθ/t=17.32m/s。

例7：（1）炮弹在水平方向飞行的速度为70m/s，竖直方向初速度为5m/s。

（2）炸弹在水平方向前进的距离为840m，小艇在水平方向前进的距离为360m，释放炸弹的距离为
480m。

即时反馈：1.D 2.C 3.C 4.A 5.C 6.摩托车水平越过的速度
至少为XXX（1）子弹击中目标靶的时间为0.5s，（2）目标
靶的高度为1.25m。

8.v。

v^2+2gH/g 9.（1）石子到达最高点
的高度为67.5m，到达地面的距离为25.3m，（2）石子的飞
行时间为1.75s。

根据公式x=vt，y=gt^2/2，可以求得物体在自由落体运动
中的位移和时间。

例如，当初速度v1为25m/s，时间t1为
2.25s时，x1=vt1=25m/s×2.25s=67.5m，
y1=gt1^2/2=9.8m/s^2×(2.25s)^2/2=25.3m。

因此，物体在垂直
方向上的位移为25.3m。

另外，如果物体在水平方向上运动，并且速度与水平方向成53°，则可以使用tan函数求得该角度的正切值为2.假设物
体经过时间t2时到达目的地，则t2=4s。

因此，可以计算出时
间间隔△t=t2-t1=4s-2.25s=1.75s。

最后，根据以上公式和计算方法，可以解决自由落体和斜抛运动的问题。

在课后练中，我们可以通过练题来加深对这些知识点的理解和掌握。

例如，当物体以初速度v=10m/s斜抛时，可以求得其到达最高点时的高度为1.4m。