2020年新教材高中物理 課時素養(yǎng)評價四 拋體運動的規(guī)律（含解析）新人教版必修2

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1、拋體運動的規(guī)律 (25分鐘　60分) 一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分) 1.對于做平拋運動的物體,以下說法中正確的是 (　　) A.拋出速度越大,飛行的水平距離一定越大 B.拋出點高度越高,飛行的水平距離一定越大 C.拋出速度越大,飛行的時間越長 D.拋出點高度越高,飛行時間越長 【解析】選D。平拋運動的水平方向上為勻速直線運動,由x=v0t可得x=v0,故水平位移是由v0和h決定的,故A、B錯誤;平拋的豎直分運動是自由落體運動,由t=可知,物體在空中運動的時間只由h決定,故C錯誤,D正確。 2.物體做平拋運動時,它的速度方向與水平方向的夾角α的正切值tanα

2、隨時間t變化的圖像是圖中的 (　　) 【解析】選B。平拋運動水平方向上的速度不變,為v0,在豎直方向上的分速度為vy=gt,tanα==,g與v0為定值,所以tanθ與t成正比,故B正確。 3.物體以v0的速度水平拋出,當其豎直分位移與水平分位移大小相等時,下列說法中不正確的是 (　　) A.運動時間為 B.豎直分速度與水平分速度大小相等 C.瞬時速度的大小為v0 D.合位移大小為 【解析】選B。豎直分位移與水平分位移大小相等,有v0t=gt2,解得t=,豎直方向上的分速度vy=gt=2v0,故A正確,B錯誤;此時物體的速度v==v0,故C正確;此時物體的合位移s==,故D正

3、確。 4.飛盤自發(fā)明之始的50～60年間,由于運動本身的新奇、活潑、變化、具挑戰(zhàn)性、男女差異小、沒有場地限制等的諸多特點,吸引了男女老少各年齡層的愛好者。如圖,某一玩家從1.25 m的高度將飛盤水平投出,請估算飛盤落地的時間 (　　) A.0.3 s　　　B.0.4 s　　　C.0.5 s　　　D.3 s 【解析】選D。根據(jù)h=gt2得,t==0.5 s,而飛盤在運動的過程中受到空氣阻力作用,則運動的時間一定會大于0.5 s,故D正確。 【補償訓(xùn)練】 以10 m/s的初速度從距水平地面20 m高的塔上水平拋出一個石子。不計空氣阻力,g取10 m/s2,則石子拋出點到落地點位移

4、的大小為 (　　) A.20 m　　　　　　　 B.30 m C.20 m D.30 m 【解析】選C。根據(jù)平拋運動的分位移公式,有:x=v0t,y=gt2,聯(lián)立解得:t== s=2 s;x=v0t=10 m/s×2 s=20 m;故合位移為:s== m=20 m。 5.跳臺滑雪是勇敢者的運動,它需要利用山勢特點建造一個特殊跳臺。一運動員穿著專用滑雪板,不帶雪杖,在助滑路上獲得較高速度后從A點水平飛出,在空中飛行一段距離后在山坡上B點著陸,如圖所示。已知可視為質(zhì)點的運動員水平飛出的速度v0=20 m/s,山坡看成傾角為37°的斜面,不考慮空氣阻力,則運動員(g=10 m/s2,s

5、in37°=0.6,cos37°=0.8) (　　) A.落到斜面上時的速度大小為50 m/s B.在空中飛行的平均速度為20 m/s C.落到斜面上時的位移為60 m D.在空中飛行的時間為3 s 【解析】選D。運動員從A點到B點做平拋運動,水平方向的位移:x=v0t,豎直方向的位移:y=gt2,又有tan37°=,解得:t=3 s、x=60 m、y=45 m,故D正確;運動員落在斜面上時速度的豎直分量vy=gt=10×3 m/s=30 m/s,運動員落到斜面上時的速度v==10 m/s,故A錯誤;運動員落到斜面上時的位移s==75 m,故C錯誤;運動員在空中飛行的平均速度

6、== m/s=25 m/s,故B錯誤。 6.一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時,其速度方向與斜面垂直,運動軌跡如圖中虛線所示,則下列說法正確的是 (　　) A.水平速度與豎直速度之比為tanθ B.水平速度與豎直速度之比為 C.水平位移與豎直位移之比為 D.水平位移與豎直位移之比為 【解析】選A。小球撞在斜面上,速度方向與斜面垂直,則速度方向與豎直方向的夾角為θ,則水平速度與豎直速度之比為=tanθ,故A正確,B錯誤;水平位移與豎直位移之比===2tanθ,故C、D錯誤。 二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位) 7.

7、(14分)學(xué)習(xí)完平拋運動后,某同學(xué)設(shè)計了一個小實驗來粗略測量玩具槍的子彈射出槍口時的速度大小。具體做法是:將玩具槍水平放在桌面上,槍口恰好和桌邊對齊,此時扣動扳機,他測得子彈落地的位置與桌邊的水平距離s=2.4 m,槍口到地面的高度差為h=80 cm,由此他算出子彈射出時的速度大小。請你幫他寫出計算過程并求出結(jié)果(盡管是玩具槍,也需安全使用。忽略空氣阻力,g取 10 m/s2)。 【解析】玩具槍發(fā)射的子彈只考慮重力作用,而初速度水平,故做平拋運動,水平方向為勻速直線運動, 有s=v0t 豎直方向為自由落體運動, 有h=gt2 聯(lián)立解得:v0=s, 代入數(shù)據(jù)可得:v0=2.4× m

8、/s=6 m/s。 答案:6 m/s 8.(16分)如圖所示,將某物體以一定的速度水平拋出,A、B是其運動軌跡上的兩點,物體在A、B兩點時的速度方向與水平方向的夾角分別為θ1=37°、θ2=53°,且物體從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間Δt=1 s。重力加速度g取10 m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8。 (1)求該物體水平拋出時的速度大小v0。 (2)求A、B兩點間的高度差Δh。 【解析】(1)設(shè)物體從拋出點運動到A點所經(jīng)歷的時間為t, 由平拋運動規(guī)律有:tanθ1=　tanθ2= 其中:vyB=vyA+gΔt 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:v0= m/s,vy

9、B= m/s (2)由速度位移公式有:2gΔh=- 代入數(shù)據(jù)解得:Δh=17.9 m 答案:(1) m/s　(2)17.9 m (15分鐘　40分) 9.(6分)(多選)如圖為小球做平拋運動的示意圖。發(fā)射口距地面高為h,小球發(fā)射的速度為v,落地位置到發(fā)射口的水平距離為R,小球在空中運動的時間為t。下列說法正確的是 (　　) A.h一定時,v越大,R越大 B.h一定時,v越大,t越長 C.v一定時,h越大,R越大 D.v一定時,h越大,t越長 【解析】選A、C、D。根據(jù)t=可知,h一定時,下落的時間t一定,R=vt,v越大則R越大,故A項正確,B項錯誤;v一定時,h越大

10、下落時間t越長,則R越大,故C、D項正確。 10.(6分)(多選)西班牙某小鎮(zhèn)舉行了西紅柿狂歡節(jié),若一名兒童站在自家的平房頂上,向與他水平距離L的對面的豎直高墻上投擲西紅柿,第一次水平拋出的速度是v0,第二次水平拋出的速度是2v0,則比較前后兩次被拋出的西紅柿在碰到墻過程中,有(不計空氣阻力) (　　) A.運動時間之比是2∶1 B.下落的高度之比是2∶1 C.下落的高度之比是4∶1 D.運動的加速度之比是1∶1 【解析】選A、C、D。兩次拋出后都碰到了墻,所以水平位移相同,西紅柿的運動可分解為豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速直線運動;水平位移相同,初速度之比為1∶2,根據(jù)t

11、=可知,運動時間之比是2∶1,故A正確;下落的高度h=gt2,則下落高度之比為4∶1,故B錯誤,C正確;都做平拋運動,加速度都是重力加速度,即加速度之比是1∶1,故D正確。 【補償訓(xùn)練】 關(guān)于做平拋運動的物體,下列說法正確的是 (　　) A.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比為1∶3∶5 B.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)水平方向的位移之比為1∶3∶5 C.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的速度增加量相同 D.第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的加速度不斷增大 【解析】選C。平拋運動豎直方向上為自由落體運動,所以豎直方向第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比為1∶3∶5,而水平方向上為勻

12、速直線運動,整個平拋運動是豎直運動與水平運動的合成,所以平拋運動第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)的位移之比不是1∶3∶5,故A錯誤;平拋運動水平方向上為勻速直線運動,第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)水平方向的位移之比為1∶1∶1,故B錯誤;根據(jù)Δv=gΔt,所以相同時間內(nèi)速度變化量相同,故C正確;平拋運動只受重力,加速度為重力加速度不變,故D錯誤。 11.(6分)如圖所示,小球從斜面的頂端以不同的初速度沿水平方向拋出,落在傾角一定、足夠長的斜面上。不計空氣阻力,下列說法錯誤的是 (　　) A.小球落到斜面上時的速度大小與初速度的大小成正比 B.小球運動到距離斜面最遠處所用的時間與初速度的

13、大小成正比 C.當用一束平行光垂直照射斜面,小球在斜面上的投影做勻加速直線運動 D.初速度越大,小球落到斜面上時的速度方向與水平方向的夾角越大 【解析】選D。根據(jù)題意可得:tanθ===,小球落在斜面上豎直分速度為:vy=gt=2v0tanθ,根據(jù)平行四邊形定則可知落在斜面上的速度:v= v0,可知小球落到斜面上時的速度大小與初速度的大小成正比,故A正確;當小球的速度方向與斜面平行時,距離斜面最遠,根據(jù)題意可得:tanθ= =,解得時間:t=,所用的時間與初速度的大小成正比,故B正確;將速度和重力加速度分解成平行與垂直斜面方向,平行斜面方向運動是勻加速直線運動,而垂直斜面方向先勻減速

14、直線運動,后勻加速直線運動,可知小球在斜面上的投影加速移動,做勻加速直線運動,故C正確;因為平拋運動某時刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移方向與水平方向夾角正切值的2倍,小球落在斜面上位移的方向相同,則速度方向相同,故D錯誤。 12.(22分)一架轟炸機在離海720 m的高空以50 m/s的速度勻速飛行,要轟炸海面上某一靜止的敵艦,g取10 m/s2,求: (1)飛機應(yīng)在離敵艦水平距離多少米處投彈? (2)若敵艦以20 m/s的速度向前方逃跑,飛機應(yīng)在離敵艦水平距離多少米處投彈? 【解析】(1)炸彈在空中做平拋運動, 在豎直方向上做自由落體運動, 豎直方向有:h=gt2 解

15、得:t== s=12 s 在水平方向上做勻速直線運動,則水平距離為: x=v0t 聯(lián)立解得:x=600 m (2)敵艦在炸彈下落過程中走過的水平距離 x′=vt=20×12 m=240 m 設(shè)飛機應(yīng)在離敵艦水平距離Δx處投彈, 則有:Δx=x-x′=600 m-240 m=360 m 答案:(1)600 m　(2)360 m 【補償訓(xùn)練】 如圖所示,一小球從平臺上水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為α=53°的固定斜面頂端,并剛好沿斜面下滑,小球與斜面間摩擦因數(shù)μ=0.5,已知斜面頂端與平臺的髙度差h=0.8 m,g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.

16、6,則: (1)小球水平拋出的初速度是多大? (2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s是多少? (3)若平臺與斜面底端高度差H=6.8 m,則小球離開平臺后經(jīng)多長時間到達斜面底端? 【解析】(1)由于剛好沿斜面下滑 =2gh 據(jù)題有tan37°= 解得v0=3 m/s。 (2)由h=g,s=v0t1 聯(lián)立解得:s=1.2 m,t1=0.4 s。 (3)設(shè)小球在斜面上下滑的加速度為a mgsin53°-μ mgcos 53°=ma 由幾何關(guān)系有 cos37°= 小球剛落到斜面上時的速度 v合= 小球在斜面上運動的過程有 s斜=v合t2+a 聯(lián)立解得:t2=1 s 因此t總=t1+t2=1.4 s。 答案:(1)3 m/s　(2)1.2 m　(3)1.4 s - 10 -