2020屆高考物理總復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力和航天核心素養(yǎng)提升練十一4.2平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用新人教版.docx

平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用(45分鐘100分)(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，14題為單選題，5題為多選題)1.在豎直墻壁上懸掛一鏢靶，某人站在離墻壁一定距離的某處，先后將兩只飛鏢A、B由同一位置水平擲出，兩只飛鏢落在靶上的狀態(tài)如圖所示(側(cè)視圖)，若不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法中正確的是()A.A、B兩鏢在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.B鏢擲出時(shí)的初速度比A鏢擲出時(shí)的初速度小C.A、B鏢的速度變化方向可能不同D.A鏢的質(zhì)量一定比B鏢的質(zhì)量小【解析】選B。從兩只飛鏢在鏢靶的位置可以看出，B飛鏢在A飛鏢在下方，即B飛鏢在豎直方向下降的位移大于A飛鏢，hAhB，根據(jù)A、B飛鏢在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=gt2有，tAvB，選項(xiàng)B正確；A、B飛鏢均做平拋運(yùn)動(dòng)，加速度均為g，而速度變化方向是與加速度方向一致的，故A、B飛鏢速度變化方向均豎直向下，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.如圖所示，將兩小球以20 m/s 的初速度分別從A、B兩點(diǎn)相差1 s先后水平相向拋出，小球從A點(diǎn)拋出后經(jīng)過(guò)時(shí)間t，兩小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，則拋出點(diǎn)A、B間的水平距離是()A.180 mB.140 mC.200 mD.100 m【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解決平拋運(yùn)動(dòng)綜合問(wèn)題的“兩點(diǎn)”注意(1)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由物體被拋出點(diǎn)的高度決定，而物體的水平位移由物體被拋出點(diǎn)的高度和物體的初速度共同決定。(2)兩條平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的相交處是兩物體的可能相遇處，兩物體要在此處相遇，必須同時(shí)到達(dá)此處?！窘馕觥窟xA。經(jīng)過(guò)t時(shí)間兩球的速度方向相互垂直，此時(shí)B運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(t-1) s，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得，tan =，解得t=5 s，則B運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(t-1) s=4 s，故A、B兩點(diǎn)的水平距離x=v0t+v0(t-1)=180 m，故選項(xiàng)A正確。【加固訓(xùn)練】“套圈”是老少皆宜的游戲，如圖，大人和小孩在同一豎直線上的不同高度處分別以水平速度v1、v2拋出鐵圈，都能套中地面上同一目標(biāo)。設(shè)鐵圈在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2，則()A.v1=v2B.v1v2C.t1=t2D.t1t2【解析】選D。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h=gt2知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落的高度決定，故t1t2，所以C錯(cuò)誤，D正確；由題圖知，兩圈水平位移相同，再根據(jù)x=vt，可得v1vBvCD.必須滿(mǎn)足vAvBvBvC，故C正確，D錯(cuò)誤。9.(7分)(多選)(2018鄭州模擬)如圖所示為一半球形的坑，其中坑邊緣兩點(diǎn)MN與圓心等高且在同一豎直面內(nèi)?，F(xiàn)甲、乙兩位同學(xué)分別站在MN兩點(diǎn)，同時(shí)將兩個(gè)小球以v1、v2的速度沿圖示方向水平拋出，發(fā)現(xiàn)兩球剛好落在坑中同一點(diǎn)Q，已知MOQ=60，忽略空氣阻力。則下列說(shuō)法正確的是()A.兩球拋出的速率之比為13B.若僅增大v1，則兩球?qū)⒃诼淙肟又兄跋嘧睠.兩球的初速度無(wú)論怎樣變化，只要落在坑中的同一點(diǎn)，兩球拋出的速率之和不變D.若僅從M點(diǎn)水平拋出小球，改變小球拋出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中【解析】選A、B。根據(jù)幾何關(guān)系知，Q到O點(diǎn)的水平方向的距離等于0.5R，所以M的水平位移xM=R-=，N的水平位移xN=R+=，則落在Q點(diǎn)的水平位移之比為13，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則初速度之比為13，故A正確；若只增大v1，而v2不變，則M運(yùn)動(dòng)的軌跡的落點(diǎn)將向右一些，兩球可在空中相遇，故B正確；要兩小球落在弧面上的同一點(diǎn)，則水平位移之和為2R，則(v1+v2)t=2R，落點(diǎn)不同，豎直方向位移就不同，t也不同，所以v1+v2也不是一個(gè)定值，故C錯(cuò)誤；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論：速度的反向延長(zhǎng)線交水平位移的中點(diǎn)，因?yàn)榍蛐腛并不是水平位移的中點(diǎn)，所以不可能使小球沿半徑方向落在圓弧軌道內(nèi)，故D錯(cuò)誤。所以A、B正確，C、D錯(cuò)誤。10.(7分)(多選)“嫦娥五號(hào)”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)航天技術(shù)又邁上了一個(gè)新臺(tái)階。將來(lái)我國(guó)宇航員還會(huì)乘坐探月衛(wèi)星登上月球，如圖所示是宇航員在月球表面水平拋出小球的閃光照片的一部分。已知照片上小方格代表的實(shí)際邊長(zhǎng)為a，閃光周期為T(mén)，據(jù)此可知()A.月球上的重力加速度為B.小球平拋的初速度為C.照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置D.小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度大小為【解題指導(dǎo)】(1)圖中各點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等，為等時(shí)間段；豎直方向上滿(mǎn)足y=gT2。(2)計(jì)算小球在第1個(gè)T時(shí)間內(nèi)豎直方向位移可判斷A點(diǎn)是不是初始位置?！窘馕觥窟xB、C。由閃光照片可知，小球豎直方向位移差y=2a，由y=gT2可得月球上的重力加速度g=，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)可得3a=v0T，解得v0=，選項(xiàng)B正確；小球在平拋出后第1個(gè)T時(shí)間內(nèi)豎直方向位移y1=gT2=T2=a，所以照片上A點(diǎn)一定是平拋的起始位置，選項(xiàng)C正確；小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)豎直速度vy=g3T=3T=，水平速度為v0=，小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度大小為v=，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.(7分)(多選)如圖所示，AB為斜面，BC為水平面，從A點(diǎn)以水平速度v0拋出一小球，此時(shí)落點(diǎn)到A的水平距離為s1；從A點(diǎn)以水平速度3v0拋出小球，這次落點(diǎn)到A點(diǎn)的水平距離為s2，不計(jì)空氣阻力，則s1s2可能等于()A.13B.16C.19D.112【解析】選A、B、C。如果小球兩次都落在BC段上，則由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h=gt2，s=v0t可知，水平位移與初速度成正比，A項(xiàng)正確；如果兩次都落在AB段，則設(shè)斜面傾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知tan =，解得s=，故C項(xiàng)正確；如果一次落在AB段，一次落在BC段，則位移比應(yīng)介于13與19之間，故B項(xiàng)正確。12.(15分)如圖所示，光滑半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓形軌道與光滑的水平地面相切于半圓的端點(diǎn)A。一質(zhì)量為m的小球在水平地面上C點(diǎn)受水平向左的恒力F由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)撤去恒力F，小球沿豎直半圓形軌道運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B點(diǎn)，最后又落在水平地面上的D點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)。已知A、C間的距離為L(zhǎng)，重力加速度為g。(1)若軌道半徑為R，求小球到達(dá)半圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN的大小。(2)為使小球能運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)B，求軌道半徑的最大值Rm。(3)軌道半徑R多大時(shí)，小球在水平地面上的落點(diǎn)D到A點(diǎn)距離最大？最大距離xm是多少？【解析】(1)設(shè)小球到B點(diǎn)速度為v，從C到B根據(jù)動(dòng)能定理有FL-2mgR=mv2解得v=在B點(diǎn)，由牛頓第二定律有FN+mg=m解得FN=-5mg根據(jù)牛頓第三定律可知FN=FN=-