2019高考物理一輪復習 第四章《曲線運動與萬有引力》第2課時 平拋運動課時沖關 新人教版

第四章 第2課時 平拋運動一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1(68520090)(2017·廣東廣州綜合測試)如圖，窗子上、下沿間的高度H1.6 m，墻的厚度d0.4 m某人在離墻壁距離L1.4 m，距窗子上沿高h0.2 m處的P點，將可視為質(zhì)點的小物體以速度v垂直于墻壁水平拋出，小物體直接穿過窗口并落在水平地面上，g取10 m/s2，則v的取值范圍是()Av7 m/sBv2.3 m/sC3 m/sv7 m/s D2.3 m/sv3 m/s解析：C小物體穿過窗口并落在地上，需滿足的條件為能穿過窗口的右上沿(即水平位移xL時，豎直位移yh)，同時能穿過窗口的左下沿(即水平位移xLd，豎直位移yHh)，結(jié)合公式h，xvt，解得3 m/sv7 m/s，故選C.2(2017·吉林省實驗中學二模)如圖所示，一小球從一半圓軌道左端A點正上方某處開始做平拋運動(小球可視為質(zhì)點)，飛行過程中恰好與半圓軌道相切于B點O為半圓軌道圓心，半圓軌道半徑為R，OB與水平方向夾角為60°，重力加速度為g，則小球拋出時的初速度為()A. B.C. D.解析：C小球做平拋運動，在飛行過程中恰好與半圓軌道相切于B點，則知速度與水平方向的夾角為30°，則有vyv0tan 30°，又vygt，則得v0tan 30°gt，則t.水平方向上小球做勻速直線運動，則有RRcos 60°v0t.聯(lián)立解得v0 ，故選C.3(2017·湖南衡陽縣一中月考)如圖所示，小球由傾角為45°的斜坡底端P點正上方某一位置Q處自由下落，下落至P點的時間為t1，若小球從同一點Q處以速度v0水平向左拋出，恰好垂直撞在斜坡上，運動時間為t2，不計空氣阻力，則t1t2等于()A12 B.1C1 D1解析：B小球自Q處自由下落，下落至P點，則有Hgt；小球自Q處水平向左拋出，恰好垂直撞在斜坡上，如圖所示，則有vyv0gt2，hgt，xv0t2，由幾何關系知x2h，Hxh，聯(lián)立解得t1t21，故B正確4(2017·安徽合肥一中、蕪湖一中等六校聯(lián)考)有一半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，如圖所示，O為圓心，AB為水平直徑，有一質(zhì)點從A點以不同速度向右平拋，不計空氣阻力，在小球從拋出到碰到軌道這個過程中，下列說法正確的是()A初速度越大的小球運動時間越長B初速度不同的小球運動時間可能相同C落在圓形軌道最低點的小球末速度一定最大D小球落到半圓形軌道的瞬間，速度方向可能沿半徑方向解析：B平拋運動的時間由下落高度決定，與水平初速度無關，初速度大時，與半圓接觸時下落的距離不一定比速度小時下落的距離大，故A錯誤；速度不同的小球下落的高度可能相等，如碰撞點關于半圓過O點的豎直軸對稱的兩個點，運動的時間相等，故B正確；落在圓形軌道最低點的小球下落的距離最大，運動時間最長，末速度v，由于初速度不是最大，故末速度不一定最大，故C錯誤若小球落到半圓形軌道的瞬間，速度方向沿半徑方向，則其速度的反向延長線過水平位移的中點，由此推知水平位移等于直徑，不存在這樣的點，故D錯誤5(68520091)(2017·遼寧撫順一中一模)橫截面為直角三角形的兩個相同斜面緊靠在一起，如圖所示，固定在水平面上，它們的豎直邊長都是底邊長的一半，小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上，其中有三次的落點分別是a、b、c.下列判斷正確的是()A圖中三次平拋比較，落在a點時小球飛行時間最短B圖中三次平拋比較，落在c點時小球飛行過程速度變化最大C圖中三次平拋比較，落在c點時小球飛行過程速度變化最快D無論小球拋出時初速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直解析：D小球做平拋運動，運動的時間是由豎直方向上的位移決定的，由圖可知，落在a點時下落的高度最大，所以落在a點時的運動時間最長，A錯誤；速度變化的快慢是指物體運動的加速度的大小，三次小球都是做平拋運動，加速度都是重力加速度，所以速度變化的快慢是相同的，C錯誤；三次小球都是做平拋運動，水平方向的速度是不變的，只有豎直方向的速度在變化，由于落在a點時的運動時間最長，所以落在a點時速度的變化最大，B錯誤；首先落在a點時速度不可能與斜面垂直，然后看落在b、c點時，豎直速度是gt，水平速度是v，斜面傾角是arctan 0.5，要使合速度垂直斜面，把兩個速度合成后，需要tan ，即v0.5 gt，t時間內(nèi)豎直位移為0.5 gt2，水平位移為vt(0.5 gt)·t0.5 gt2，即若要滿足這個關系，需要水平位移和豎直位移都是一樣的，顯然在圖中b、c點不存在此種情況，因為落在b、c點時水平位移必定大于豎直位移，D正確6(2017·湖南四縣聯(lián)考)如圖所示，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度v0同時水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等且在同一豎直面內(nèi)，斜面底邊長是其豎直高度的2倍若小球b能落到斜面上，下列說法正確的是()Aa、b不可能同時分別落在半圓軌道和斜面上Ba球一定先落在半圓軌道上Ca球可能先落在半圓軌道上Db球一定先落在斜面上解析：C將半圓軌道和斜面軌道重合在一起，如圖所示，交點為A，可知若初速度合適，小球做平拋運動落在A點，則運動的時間相等，即同時落在半圓軌道和斜面上由圖可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在半圓軌道上故A、B、D錯誤，C正確二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分全部選對的得6分，部分選對的得3分，有選錯或不答的得0分)7(2017·山東濱州黃山高中模擬)如圖為湖邊一傾角30°的大壩的橫截面示意圖，水面與大壩的交點為O.一人站在A點處以速度v0沿水平方向扔小石塊，已知AO40 m，g取10 m/s2.下列說法正確的是()A若v018 m/s，則石塊可以落入水中B若石塊能落入水中，則v0越大，落水時速度方向與水平面的夾角越小C若石塊不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時速度方向與斜面的夾角越大D若石塊不能落入水中，則v0越大，落到斜面上時速度方向與斜面的夾角越小解析：AB根據(jù)hgt2得，t s 2 s，則石塊落入水中的最小平拋初速度v0 m/s10 m/s<18 m/s，即v018 m/s時，石塊可以落入水中，故A正確若石塊能落入水中，則下落的高度一定，可知豎直分速度一定，根據(jù)tan 知，初速度越大，則落水時速度方向與水平面的夾角越小，故B正確若石塊不能落入水中，速度方向與水平方向的夾角的正切值tan ，位移方向與水平方向夾角的正切值tan ，可知tan 2tan ，因為一定，則速度與水平方向的夾角一定，可知石塊落到斜面時速度方向與斜面的夾角一定，與初速度無關，故C、D錯誤8(68520092)(2017·安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示，一質(zhì)點以速度v0從傾角為的斜面底端斜向上拋出，落到斜面上的M點且速度水平向右現(xiàn)將該質(zhì)點以2v0的速度從斜面底端朝同樣方向拋出，落在斜面上的N點下列說法正確的是()A落到M和N兩點時間之比為12B落到M和N兩點速度之比為11CM和N兩點距離斜面底端的高度之比為12D落到N點時速度方向水平向右解析：AD由于落到斜面上M點時速度水平向右，故可把質(zhì)點在空中的運動逆向看成從M點向左的平拋運動，設在M點的速度大小為u，把質(zhì)點在斜面底端的速度v分解為水平u和豎直vy，由xut，ygt2，tan ，得空中飛行時間t，vygt2utan ，v和水平方向夾角的正切值2tan 為定值，即落到N點時速度方向水平向右，故D正確；vu，即v與u成正比，故落到M和N兩點速度之比為12，故B錯誤；由t知落到M和N兩點時間之比為12，A正確；由ygt2，知y和u2成正比，M和N兩點距離斜面底端的高度之比為14，C錯誤9(2017·湖南湘潭一模)如圖，半圓形凹槽的半徑為R，O點為其圓心在與O點等高的邊緣A、B兩點分別以速度v1、v2水平同時相向拋出兩個小球，已知v1v213，兩小球恰落在弧面上的P點則以下說法中正確的是()AAOP為60°B若要使兩小球落在P點右側(cè)的弧面上同一點，則應使v1、v2都增大C改變v1、v2，只要兩小球落在弧面上的同一點，v1與v2之和就不變D若只增大v1，兩小球可在空中相遇解析：AD連接OP，過P點作AB的垂線，垂足為D，如圖甲所示甲乙兩球在豎直方向運動的位移相等，所以運動時間相等，兩球水平方向做勻速直線運動，所以，而ADBD2R，所以ADR，所以ODR，所以cosAOP，即AOP60°，故A正確；若要使兩小球落在P點右側(cè)的弧面上同一點，則A球水平方向位移增大，B球水平位移減小，而兩球運動時間相等，所以應使v1增大，v2減小，故B錯誤；要兩小球落在弧面上的同一點，則水平位移之和為2R，則(v1v2)t2R，落點不同，豎直方向位移就不同，t也不同，所以v1v2也不是一個定值，故C錯誤；若只增大v1，而v2不變，則兩球運動軌跡如圖乙所示，由圖可知，兩球必定在空中相遇，故D正確10(2017·河南洛陽尖子生一聯(lián))一個質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度v0做勻速運動，某一時刻開始受到恒力F的作用，質(zhì)點的速度先減小后增大，其最小值為.質(zhì)點從開始受到恒力作用到速度減至最小的過程中()A經(jīng)歷的時間為 B經(jīng)歷的時間為C發(fā)生的位移為 D發(fā)生的位移為解析：AD質(zhì)點減速運動的最小速度不為0，說明質(zhì)點不是做直線運動，是做類斜拋運動質(zhì)點的速度先減小后增大，其最小值為，分析可知初速度與恒力的夾角為150°.在沿恒力方向上有v0cos 30°t0，xt；在垂直恒力方向上有yt，質(zhì)點的位移s，聯(lián)立解得經(jīng)歷的時間t，發(fā)生的位移為，故選A、D.三、非選擇題(本題共2小題，共40分寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(68520093)(20分)(2017·江西八校聯(lián)考)如圖所示，在水平地面上固定一傾角37°表面光滑的斜面體，物體A以v16 m/s的初速度沿斜面上滑，同時在物體A的正上方，有一物體B以某一初速度水平拋出如果當A上滑到最高點時恰好被B物體擊中(A、B均可看做質(zhì)點，sin 37°0.6，cos 37°0.8)求：(1)物體A上滑到最高點所用的時間t；(2)物體B拋出時的初速度v2.解析：(1)物體A上滑過程中，由牛頓第二定律得：mgsin ma解得：a6 m/s2設經(jīng)過時間t物體A上滑到最高點，由運動學公式：0v1at，解得：t1 s.(2)平拋物體B的水平位移：xv1tcos 37°2.4 m平拋速度：v22.4 m/s.答案：(1)1 s(2)2.4 m/s12(68520094)(20分)(2017·遼寧鞍山一中二模)用如圖甲所示的水平斜面裝置研究平拋運動，一物塊(可視為質(zhì)點)置于粗糙水平面上的O點，O點距離斜面頂端P點為s.每次用水平拉力F，將物塊由O點從靜止開始拉動，當物塊運動到P點時撤去拉力F.實驗時獲得物塊在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如圖乙所示的圖象，若物塊與水平部分的動摩擦因數(shù)為0.5，斜面與水平地面之間的夾角45°，g取10 m/s2，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力則O、P間的距離s是多少？(保留兩位有效數(shù)字)解析：根據(jù)牛頓第二定律，在OP段有Fmgma，又2asv，由平拋運動規(guī)律和幾何關系有物塊的水平射程xvPt，物塊的豎直位移ygt2，由幾何關系有yxtan ，聯(lián)立以上各式可以得到x，解得F xmg.由圖象知mg5，10，解得s0.25 m.答案：0.25 m- 7 -