高一物理下册 抛体运动单元复习练习(Word版 含答案)

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B.若船头垂直河岸,则当水流速最大时,船的速度最大
选项B正确;
C.当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短
选项C正确;
D.船在沿河岸方向上做变速运动,在垂直于河岸方向上做匀速直线运动,两运动的合运动轨迹是曲线,选项D错误。
故选BC。
15.如图所示,半圆形轨道半径为R,AB为水平直径.一个小球从A点以不同初速度 水平抛出.不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.φ2>φ1B.φ2<φ1C.φ2=φ1D.无法确定两角大小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
物体做平抛运动,设斜面倾角为 ,则
整理得
同理当初速度为2v0时
由于
因此

B正确,ACD错误。
故选B。
6.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连,施加外力让A沿杆以速度v匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置,已知AO与竖直杆成θ角,则( )
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B.小环到达B处时,重物上升的高度也为d
C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
由题意,释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知绳中张力一定大于重力 ,所以A正确;小环到达B处时,重物上升的高度应为绳子缩短的长度,即 ,所以B错误;根据题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环A速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足: ,即 ,所以C正确,D错误.
故B错误;
C.能过网而不出界是落在斜对角上,条件为
带入轨迹方程可得最大初速度为
故C正确;
D.根据末速度的合成规律可知,能落在界内的最大末速度为
故D错误。
故选C。
10.里约奥运会我国女排获得世界冠军,女排队员“重炮手”朱婷某次发球如图所示,朱婷站在底线的中点外侧,球离开手时正好在底线中点正上空3.04m处,速度方向水平且在水平方向可任意调整.已知每边球场的长和宽均为9m,球网高2.24m,不计空气阻力,重力加速度 .为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是
A.能过网的最小初速度为
B.能落在界内的最大位移为
C.能过网而不出界的最大初速度为
D.能落在界内的最大末速度为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
根据平抛运动的两分运动规律
联立可得
A.刚能过网的条件为
带入轨迹方程可得最小初速度为
故A错误;
B.能落在界内的最大位移是落在斜对角上,构成的直角三角形,由几何关系有
【分析】
【详解】
A球在空中做平抛运动,落在斜面上时,有
解得
同理对B有
由此解得
故选C。
5.如图所示,斜面倾角不为零,若斜面的顶点与水平台AB间高度相差为h(h≠0),物体以速度v0沿着光滑水平台滑出B点,落到斜面上的某点C处,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。现将物体的速度增大到2v0,再次从B点滑出,落到斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ2,(不计物体大小,斜面足够长),则( )
A.刚开始时B的速度为
B.A匀速上升时,重物B也匀速下降
C.重物B下降过程,绳对B的拉力大于B的重力
D.A运动到位置N时,B的速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.对于A,它的速度如图中标出的v,这个速度看成是A的合速度,其分速度分别是 ,其中 就是B的速率(同一根绳子,大小相同),故刚开始上升时B的速度 ,故A不符合题意;
B.小球落在圆弧面上不同点时,结合圆弧可知位移的偏向角 会随着落点的不同而发生变化,根据平抛运动的推论可知速度偏向角 ,所以小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同,故B错误;
CD.根据平抛运动的推论:速度反向延长线过水平位移的中点,若小球垂直落在圆弧面上,则速度方向延长线过圆心,违背了速度反向延长线过水平位移的中点,所以无论 取何值,小球都不可能垂直撞击半圆轨道,故D正确;C错误;
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。
9.2019年女排世界杯,中国女排以十一连胜夺冠。如图为排球比赛场地示意图,其长度为L,宽度s,球网高度为h。现女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球,发球点高度为1.5h,排球做平抛运动(排球可看做质点,忽略空气阻力),重力加速度为g,则排球()
【点睛】
解决本题的关键会将的运动分解为沿河岸方向和垂直河岸方向,知道在垂直于河岸方向上速度越大,时间越短.以及知道分运动和合运动具有等时性.
13.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是
A.时间之比为1:2
B.时间之比为
C.水平位移之比为1:4
D.当初速度为 时,小球在空中离斜面的最远距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB.设小球的初速度为v0时,落在斜面上时所用时间为t,斜面长度为L。小球落在斜面上时有:
解得:
设落点距斜面顶端距离为S,则有
若两次小球均落在斜面上,落点距斜面顶端距离之比为1:4,则第二次落在距斜面顶端4L处,大于斜面的长度,可知以2v0水平拋出时小球落在水平面上。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)
1.如图所示,半径为R的半球形碗竖直固定,直径AB水平,一质量为m的小球(可视为质点)由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出,小球落进碗内与内壁碰撞,碰撞时速度大小为2 ,结果小球刚好能回到抛出点,设碰撞过程中不损失机械能,重力加速度为g,则初速度v0大小应为( )
D.任意1s内速度的改变量为
选项D错误。
故选A。
8.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( )
【点睛】
应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.
14.河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,经过一段时间该船成功渡河,则下列说法正确的是()
3.一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m、水流速度为4m/s的河流中渡河,则该小船( )
A.能到达正对岸
B.渡河的时间不少于50s
C.以最短时间渡河时,它渡河的位移大小为200m
D.以最短位移渡河时,位移大小为150m
【答案】B
【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;
2.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,vx和vy恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确.
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】
小球欲回到抛出点,与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞,即速度方向沿弧AB的半径方向.设碰撞点和O的连线与水平夹角 ,抛出点和碰撞点连线与水平夹角为 ,如图,则由 ,得 ,竖直方向的分速度为 ,水平方向的分速度为 ,又 ,而 ,所以 ,物体沿水平方向的位移为 ,又 ,联立以上的方程可得 ,C正确.
B.由于A匀速上升, 在增大,所以 在减小,故B不符合题意;
C.B做减速运动,处于超重状态,绳对B的拉力大于B的重力,故C符合题意;
D.当运动至定滑轮的连线处于水平位置时 ,所以 ,故D不符合题意。
7.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
【答案】A
源自文库【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;
A.船渡河的航程可能是300m
B.船在河水中的最大速度可能是
C.船渡河的时间不可能少于100s
D.若船头与河岸垂直渡河,船在河水中航行的轨迹是一条直线
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.因河流中间部分水流速度大于船在静水中的速度,因此船渡河的合速度不可能垂直河岸,则位移不可能是300m,选项A错误;
B.当船在静水中的速度垂直河岸时,渡河时间最短
选项B正确;
C.船以最短时间50s渡河时,沿水流方向的位移大小
渡河位移应为水流方向的位移与垂直河岸方向位移的合位移,选项C错误;
D.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。若以最短位移渡河,情景如图
两次下落高度之比1:2,根据 得:
所以时间之比为 ,选项A错误,B正确;
C.根据 得水平位移之比为:
选项C错误;
D.当小球的速度方向与斜面平行时,小球到斜面的距离最大。即在小球距离斜面最远时,垂直于斜面方向的速度等于0。
建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐标系,将初速度v0和重力加速度g进行分解,垂直于斜面的最远距离
A.想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大,小球应该落在轨道的最低点
B.虽然小球初速度不同,小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角都相同
C.若初速度 取值适当,可以使小球垂直撞击半圆轨道
D.无论 取何值,小球都不可能垂直撞击半圆轨道
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大,则根据 可知小球应该落在轨道的最低点,故A正确;
根据三角形相似可知,最短位移
选项D错误。
故选B。
4.如图所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为30°和60°,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为( )
A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4
【答案】C
【解析】
选项D正确。
故选BD。
12.一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶.已知快艇在静水中的速度图象如(图甲)所示;河中各处水流速度相同,且速度图象如(图乙)所示.则()
A.快艇的运动轨迹一定为直线
B.快艇的运动轨迹一定为曲线
C.快艇最快到达岸边,所用的时间为20s
D.快艇最快到达岸边,经过的位移为100m
A.22m/sB.23m/s
C.25m/sD.28m/s
【答案】B
【解析】
恰好能过网时,根据 得, ,则击球的最小初速度 ,
球恰好不出线时,根据 ,得
则击球的最大初速度: ,注意运动距离最远是到对方球场的的角落点,所以 ,故B项正确.
综上所述本题正确答案为B.
11.如图所示,斜面倾角为 °,小球从斜面顶端P点以初速度 水平抛出,刚好落在斜面中点处。现将小球以初速度 水平抛出,不计空气阻力,小球下落后均不弹起, , ,重力加速度为g,则小球两次在空中运动过程中( )
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB、两分运动为一个做匀加速直线运动,一个做匀速线运动,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一直线上,合运动为曲线运动.故A错误、B正确;
CD、当水速垂直于河岸时,时间最短,垂直于河岸方上的加速度a=0.5m/s2,由 ,得t=20s,而位移大于100m,故C正确、D错误.
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