高一物理下册 抛体运动专题练习(解析版)

7．如图所示，是竖直平面内的直角坐标系，P、Q分别是y轴和x轴上的一点，这两点到坐标原点的距离均为L。从P点沿x轴正向抛出一个小球，小球只在重力作用下运动，恰好经过Q点，现改变抛出点的位置（仍从第一象限抛出），保持抛出速度的大小和方向不变，要使小球仍能经过Q点，则新的抛出点坐标（x、y）满足的函数关系式为（ ）
A．甲在A点的速度为2m/s
B．甲在A点的速度为2.5m/s
C．甲由A点向B点运动的过程，速度逐渐增大
D．甲由A点向B点运动的过程，速度先增大后减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．将甲的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子的速度等于甲沿绳子方向的分速度，设该速度为v绳，
根据平行四边形定则得，B点的实际速度
A．小球落在P点的时间是
B．Q点在P点的下方
C．v1>v2
D．落在P点的时间与落在Q点的时间之比是
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．以水平速度v1从O点抛出小球，正好落入倾角为 的斜面上的洞中，此时位移垂直于斜面，由几何关系可知
所以
A错误；
BC．当以水平速度v2从O点抛出小球，小球正好与斜面在Q点垂直相碰，此时速度与斜面垂直，根据几何关系可知
故选BD。
15．如图所示，在水平地面上固定一倾角为 的光滑斜面，在斜面底端将一物块以初速度 沿斜面上滑，同时在斜面底端正上方高 处以初速度 水平抛出一小球，已知当物块的速度最小时，小球与物块恰在斜面中点相撞，忽略空气阻力，那么下列说法正确的有（ ）
A．物块与小球相遇的时间
B．物块初速度
C．小球初速度
B．等于A所受的重力
C．小于A所受的重力
D．先大于A所受的重力，后等于A所受的重力
【答案】A
【解析】
【详解】
绳与小车的结点向右匀速运动，此为合运动，可把它按如图所示进行分解．
其中v1为绳被拉伸的速度，
v1＝vcosθ
A上升的速度vA与v1大小相等，即
vA＝v1＝vcosθ
随着车往右运动，θ角减小，故vA增大，即A物体加速上升，加速度竖直向上，由牛顿第二定律得，绳中拉力
A．小船以最短位移渡河时，位移大小为160m
B．小船渡河的时间不可能少于40s
C．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为120m
D．小船不可能到达正对岸
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AD．船在静水中的速度大于河水的流速，由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸，所以小船能垂直河岸正达对岸。合速度与分速度如图
当合速度与河岸垂直，渡河位移最短，位移大小为河宽160m。
选项A正确，D错误；
BC．当静水中的速度与河岸垂直时，渡河时间最短，为
它沿水流方向的位移大小为
选项BC正确。
本题选错误的，故选D。
5．在光滑水平面上，有一质量为m的质点以速度 做匀速直线运动。t=0时刻开始，质点受到水平恒力F作用，速度大小先减小后增大，运动过程中速度最小值为 。质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程经历的时间为t，发生位移的大小为x，则判断正确的是（ ）
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知x方向初速度为 ，
y方向初速度
所以质点的初速度
选项A正确；
B．x方向的加速度
所以质点的合力
选项B错误；
C．x方向的合力恒定不变，y方向做匀速直线运动，合力为零，则质点的合力恒定不变，做匀变速曲线运动，选项C错误；
D．任意1s内速度的改变量为
选项D错误。
故选A。
D．斜面的水平长度
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
设物块在斜面上运动的距离为 ，由牛顿第二定律得
由运动学方程得
又因为
联立解得
故ABD正确，C错误。
故选ABD。
若小球落到水平面上，飞行时间一定．由速度分解求解末速度与竖直方向的夹角的正切，再进行分析．
【详解】
A．若小球落到斜面上，则有
得
可知t∝v0，故A正确．
B．末速度与竖直方向夹角的正切
tanα保持不变，故B错误．
C．若小球落到水平面上，飞行的高度h一定，由 得
可知t不变．故C错误．
D．末速度与竖直方向的夹角的正切
A．3 m/sB．3 m/sC． m/sD． m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
将速度和重力都分解到垂直于杆的方向和沿着杆的方向，如图所示
在垂直于杆的运动方向上
在垂直于杆的方向的加速度
由题可知，减速到零时的，恰好与杆相碰，则
整理得
故选B。
4．一小船在静水中的速度为4m/s，它在一条河宽160m，水流速度为3m/s的河流中渡河，则下列说法错误的是（ ）
t不变，则v0越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大，故D正确．
故选AD．
【点睛】
本题关键抓住水平位移和竖直位移的关系，挖掘隐含的几何关系，运用运动的分解法进行研究．
13．如图所示，倾角为θ=37°的斜面放在水平地面上，小球从斜面顶端P点以初速度v0水平抛出，刚好落在斜面中百度文库处。现将小球以初速度2v0水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中（ ）
设对应的最短位移为s，则
所以
选项C正确。
故选C。
10．如图，A、B、C三个物体用轻绳经过滑轮连接，物体A、B的速度向下，大小均为v，则物体C的速度大小为（）
A．2vcosθB．vcosθC．2v/cosθD．v/cosθ
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
将C速度分解为沿绳子方向和垂直与绳子方向，根据平行四边形定则，则有 ，则 ，故选D．
T＝mg＋ma＞mg
故A正确，BCD错误。
故选A．
9．一艘小船在静水中的速度为3 m/s，渡过一条宽150 m，水流速度为4 m/s的河流，则该小船（ ）
A．能到达正对岸
B．渡河的时间可能少于50 s
C．以最短位移渡河时，位移大小为200 m
D．以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为240 m
【答案】C
A．时间之比为1：2B．时间之比为1：
C．水平位移之比为1：4D．竖直位移之比为1：2
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
第一次落到斜面中点，假设第二定落到水平面上，根据
可知
水平方向做匀速直线运动，根据
代入数据可知
由于第一次恰好落到斜面中点处，因此第二定一定落到水平面上，假设成立。
因此运动时间之比 ；水平位移之比为 ；竖直位移之比为1：2。
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据 得
可知P的运动时间大于Q的运动时间，所以P先抛出；
两者水平位移相等，P的运动时间长，则P的初速度小于Q的初速度。
选项B正确，A错误；
CD．小球落地的瞬时速度与水平方向的夹角
由于P的运动时间大于Q的运动时间，所以 落地的瞬时速度与水平方向的夹角比Q大，选项C错误，D正确。
即
根据速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍，可知Q点在P点的上方， ，水平位移 ，所以 ，BC错误；
D．落在P点的时间与落在Q点的时间之比是 ，D正确。
故选D。
2．不可伸长的轻绳通过定滑轮，两端分别与甲、乙两物体连接，两物体分别套在水平、竖直杆上。控制乙物体以v=2m/s的速度由C点匀速向下运动到D点，同时甲由A点向右运动到B点，四个位置绳子与杆的夹角分别如图所示，绳子一直绷直。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（ ）
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，选项A错误；
B．船以最短时间渡河时，渡河时间
所以渡河的时间不可能少于50 s，选项B错误；
D．以最短时间渡河时，沿河岸的位移
即到对岸时被冲下200m，选项D错误；
C．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸。所以最短位移时船的速度与合速度的方向垂直，设合速度与河岸之间的夹角θ，有
【点睛】
解决本题的关键知道沿绳子方向上的速度是如何分解，将C的速度分解，沿绳子方向的分速度大小等于小物体的速度大小,掌握运动的合成与分解的方法．
11．如图所示，船停在平静的河水中，人在岸上拉船，人匀速向左的速度为v，则（ ）
A．船在河中做匀速直线运动，速度也为v
B．船在河中做匀减速直线运动
C．船在河中做加速度增加的加速直线运动
解得
故AB错误；
CD．垂直于恒力F方向上发生的位移
沿力F方向上发生的位移
位移的大小为
故D正确，C错误；
故选D。
6．质量为5kg的质点在x－y平面上运动，x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图所示，则质点（ ）
A．初速度大小为5m/sB．所受合外力大小为3N
C．做匀变速直线运动D．任意1s内速度的改变量为3m/s
同理，D点的速度分解可得
联立解得
那么，同理则有
由于控制乙物体以 的速度由C点匀速向下运动到D点，因此甲在A点的速度为 ，AB错误；
CD．设甲与悬点连线与水平夹角为 ，乙与悬点连线与竖直夹角为 ，由上分析可得
在乙下降过程中， 角在逐渐增大， 角在逐渐减小，则有甲的速度在增大，C正确，D错误。
故选C。
3．如图所示，一根长木杆ab两端分别固定在水平地面和竖直墙壁aO上，已知杆与水平地面之间的夹角为 =53°，a点到地面的距离为12m。从竖直墙壁上距地面8m的c点以水平速度v0射出一颗小石子，小石子运动的轨迹恰好与ab杆相切（重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6），则小石子射出时的水平初速度为（ ）
一、第五章抛体运动易错题培优（难）
1．一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型，以水平速度v1从O点抛出小球，正好落入倾角为θ的斜面上的洞中，洞口处于斜面上的P点，OP的连线正好与斜面垂直；当以水平速度v2从O点抛出小球，小球正好与斜面在Q点垂直相碰。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．在t=0时开始受到恒力F作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动。
设恒力与初速度之间的夹角是θ，最小速度
解得
设经过t质点的速度最小，将初速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解，故在沿恒力方向上有
D．斜绳与水平成 时，
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意知，船的速度方向水平向左。现在将船的速度分解到两个方向，沿着绳子向上的 和垂直于绳子向下的 ，其中
则根据几何关系可知
随着人向左拉绳子，船也在水平向左运动， 角逐渐变大，则可知 逐渐增大，所以船在河中做加速运动，所以AB错误；
C．由AB选项分析可知，船在河中做加速运动。设河岸高为h，传到岸边的绳长为l，岸到船的距离为x，则由数学知识推导为
B．若小球落到斜面上，则v0越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大
C．若小球落到水平面上，则v0越大，小球飞行时间越大
D．若小球落到水平面上，则v0越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大
【答案】AD
【解析】
【分析】
若小球落到斜面上，竖直位移与水平位移之比等于tanθ，列式分析时间与初速度的关系．将速度进行分解，求出末速度与竖直方向夹角的正切．
BD正确，AC错误。
故选BD。
14．如图所示，从同一条竖直线上两个不同点分别向右平抛两个小球P和Q，初速度分别为 ，结果它们同时落到水平面上的 点处(不考虑空气阻力)。下列说法中正确的是( )
A．一定是Q先抛出的，并且
B．一定是P先抛出的，并且
C．Q落地的瞬时速度与水平方向的夹角比P大
D．P落地的瞬时速度与水平方向的夹角比Q大
，
由加速度的定义式可得
又由几何关系可得
，
得
所以当船在河中向左运动时，x逐渐减小，a逐渐增大，则船在河中做加速度增加的加速直线运动，所以C正确；
D．由AB选项分析可知
则当
时
所以D正确。
故选CD。
12．如图，小球从倾角为θ的斜面顶端A点以速率v0做平抛运动，则（ ）
A．若小球落到斜面上，则v0越大，小球飞行时间越大
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
小球从P点沿x轴正向抛出，有
解得
当抛出点的坐标为（x，y）时，小球以初速度v0水平抛出，仍能到达Q点，则有
解得
，其中0<x<L
选项A正确，BCD错误。
故选A。
8．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下，当小车匀速向右运动时，绳中拉力()．
A．大于A所受的重力