2020-2021物理第二冊(cè)課時(shí)5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材物理人教版必修第二冊(cè)課時(shí)分層作業(yè)：5.4拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律含解析課時(shí)分層作業(yè)（三)拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(建議用時(shí)：25分鐘）◎考點(diǎn)一平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法及規(guī)律1．一個(gè)物體以初速度v0水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，豎直方向速度大小為v0，則t為（不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g）(）A．eq\f(v0,g)B．eq\f(2v0，g)C．eq\f(v0，2g)D．eq\f(\r（2)v0，g)A［平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，則拋出后經(jīng)過(guò)時(shí)間t，在豎直方向上分速度v0＝gt,即t＝eq\f(v0，g)，故A正確。]2．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以速度v0從離地高h(yuǎn)處的平臺(tái)末端水平飛出，落在水平地面上.忽略空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員和滑板可視為質(zhì)點(diǎn)，下列表述正確的是（)A．v0越大,運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)B．v0越大，運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度越大C．運(yùn)動(dòng)員落地瞬間速度與高度h無(wú)關(guān)D．運(yùn)動(dòng)員落地位置與v0大小無(wú)關(guān)B[運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\r（\f(2h,g))，只與高度有關(guān)，與初速度無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員的末速度是由初速度和豎直方向上的速度合成的，合速度v＝eq\r(vv\o\al（2，0）＋v\o\al（2,y）),初速度越大，合速度越大，B項(xiàng)正確；運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上的速度vy＝eq\r（2gh）,高度越高，落地時(shí)豎直方向上的速度越大,故合速度越大，C項(xiàng)錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，落地的水平位移x＝v0t＝v0eq\r（\f(2h,g）)，故落地的位置與初速度有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］3．(多選)如圖所示，某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔廢紙球，結(jié)果恰好從桶的右側(cè)邊緣飛到地面，不計(jì)空氣阻力,為了能把廢紙球扔進(jìn)垃圾桶中，此人水平拋紙球時(shí)，可以做出的調(diào)整為（)A．初速度大小保持不變，拋出點(diǎn)在原位置正上方B．初速度大小保持不變，拋出點(diǎn)在原位置正下方C．減小初速度，拋出點(diǎn)位置保持不變D．增大初速度,拋出點(diǎn)在原位置正上方BC［根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，若拋出點(diǎn)位置不變，即豎直方向位移不變，則廢紙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，減小初速度則水平方向位移減小，選項(xiàng)C正確;同理可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤;若初速度大小保持不變，要減小水平方向位移，則應(yīng)減小運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即將拋出點(diǎn)從原位置向下移動(dòng)，選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤.］4．羽毛球運(yùn)動(dòng)員曾在綜藝節(jié)目中表演羽毛球定點(diǎn)擊鼓,如圖是他表演時(shí)的羽毛球場(chǎng)地意圖。圖中甲、乙兩鼓等高，丙、丁兩鼓較低但也等高,若運(yùn)動(dòng)員每次在A點(diǎn)發(fā)球時(shí)羽毛球飛出位置不變,且羽毛球均做平拋運(yùn)動(dòng)，則（)A．擊中甲鼓和乙鼓的兩羽毛球初速度v甲＝v乙B．擊中甲鼓和乙鼓的兩羽毛球運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能不同C．假設(shè)某次發(fā)球能夠擊中甲鼓，用相同大小的速度發(fā)球可能擊中丁鼓D．擊中四鼓的羽毛球中，擊中丙鼓的初速度最大C［由題意可知，甲、乙高度相同，所以羽毛球到達(dá)鼓用時(shí)相同，但由于甲鼓離林丹的水平距離比乙鼓離林丹的水平距離遠(yuǎn),由v＝eq\f(x,t)可知,擊中甲鼓和乙鼓的兩羽毛球初速度v甲＞v乙，A、B錯(cuò)誤;甲鼓的位置比丁鼓的位置高，則羽毛球達(dá)到丁鼓用時(shí)較長(zhǎng)，若某次發(fā)球能夠擊中甲鼓，用相同大小的速度發(fā)球可能擊中丁鼓，C正確；由于丁鼓與丙鼓高度相同，但丁鼓離林丹的水平距離最大，所以擊中丁鼓的羽毛球的初速度一定大于擊中丙鼓的初速度，即擊中丙鼓的羽毛球的初速度不是最大的，D錯(cuò)誤。］◎考點(diǎn)二與斜面相關(guān)的平拋運(yùn)動(dòng)5．如圖所示，在斜面頂端以速度v1向右拋出小球時(shí)，小球落在斜面上的水平位移為x1，在空中飛行時(shí)間為t1；以速度v2向右拋出小球時(shí)，小球落在斜面上的水平位移為x2，在空中飛行時(shí)間為t2.下列關(guān)系式正確的是()A．eq\f(x1,x2)＝eq\f(v1，v2)B．eq\f(x1，x2）＝eq\f（v\o\al（2，1）,v\o\al(2，2)）C．eq\f（t1，t2)＝eq\f(x1,x2)D．eq\f（t1,t2)＝eq\f（v\o\al（2，1）,v\o\al(2，2))B［設(shè)斜面的傾角為α，小球由拋出到落到斜面上，水平位移與豎直位移分別為x、y，則tanα＝eq\f（y，x)，又豎直方向y＝eq\f（1，2）gt2，水平方向x＝vt，整理可得t＝eq\f（2vtanα，g)，t∝v，x＝eq\f（2v2tanα,g），x∝v2,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由以上分析可知t2＝eq\f（2xtanα，g),即t2∝x,C項(xiàng)錯(cuò)誤。］6．如圖所示，斜面上有a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，ab＝bc＝cd＝de。從a點(diǎn)以速度v0水平拋出一個(gè)小球，它落在斜面上的b點(diǎn)，若小球從a點(diǎn)以速度2v0水平拋出，不計(jì)空氣的阻力,則它將落在斜面上的()A．c點(diǎn) B．c與d之間某一點(diǎn)C．d與e之間某一點(diǎn) D．e點(diǎn)D[小球落在斜面上時(shí)速度與水平方向的夾角用α表示（由斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知tanα＝2tanθ)，則tanα＝eq\f(vy，v0）＝eq\f(gt，v0）,解得t＝eq\f(v0tanα，g)，小球在豎直方向上的位移y＝eq\f（1,2)gt2＝eq\f（vv\o\al(2,0）tan2α，2g），當(dāng)初速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，豎直方向的位移變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，所以小球一定落在斜面上的e點(diǎn)，選項(xiàng)D正確.］7．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員從傾角為53°的斜坡頂端滑下，滑下的過(guò)程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端有一個(gè)高h(yuǎn)＝1。4m、寬L＝1。2m的長(zhǎng)方體障礙物，為了不觸及這個(gè)障礙物，他必須在距水平地面高度H＝3.2m的A點(diǎn)沿水平方向跳起離開(kāi)斜面.忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0。6),求:（1)若運(yùn)動(dòng)員不觸及障礙物，他從A點(diǎn)起跳后落至水平面的過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間；（2)運(yùn)動(dòng)員為了不觸及障礙物，他從A點(diǎn)沿水平方向起跳的最小速度.[解析］（1)運(yùn)動(dòng)員從斜面上起跳后沿豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)自由落體公式H＝eq\f（1,2）gt2解得：t＝eq\r（\f(2H,g)）＝0。8s。(2)為了不觸及障礙物，運(yùn)動(dòng)員以速度v沿水平方向起跳后豎直下落高度為H－h(huán)時(shí),他沿水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為eq\f（H，tan53°)＋L,設(shè)他在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′，則：H－h(huán)＝eq\f（1,2)gt′2，eq\f(H,tan53°）＋L＝vt′，聯(lián)立解得v＝6.0m/s。[答案]（1）0。8s(2)6。0m/s◎考點(diǎn)三一般的拋體運(yùn)動(dòng)8．（多選)將小球以某一初速度拋出,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，不計(jì)空氣阻力影響，下列有關(guān)該運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A．小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)B．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度不為零C．小球在最高點(diǎn)時(shí)速度為零D．小球做勻變速運(yùn)動(dòng)ABD［小球在水平方向上不受力，有水平初速度，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；小球在最高點(diǎn)，豎直分速度為零,水平分速度不為零，則最高點(diǎn)的速度不為零，故B正確，C錯(cuò)誤;小球以初速度拋出，僅受重力，加速度不變，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確。］9．如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員在參加跳遠(yuǎn)比賽,他騰空過(guò)程中離地面的最大高度為L(zhǎng),成績(jī)?yōu)?L.假設(shè)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為α，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。則有(）A．tanα＝2 B．tanα＝eq\f(1,2）C．tanα＝eq\f（1,4) D．tanα＝1D[運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)到落地的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)對(duì)稱性知平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為2L，則有L＝eq\f（1,2）gt2，解得t＝eq\r(\f(2L,g)），運(yùn)動(dòng)員通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v＝eq\f（2L,t)＝eq\r（2gL），則有tanα＝eq\f（gt,v）＝1，選項(xiàng)D正確.］10．如圖為湖邊一傾角為30°的大壩的橫截面示意圖，水面與大壩的交點(diǎn)為O。一人站在A點(diǎn)處以速度v0沿水平方向扔小石塊，已知AO＝40m，忽略人的身高，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（g取10m/s2）（）A．若v0>18m/s,則石塊可以落入水中B．若v0〈20m/s，則石塊一定不能落入水中C．若石塊能落入水中，則v0越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越大D．若石塊不能落入水中,則v0越大，落到斜面上時(shí)速度方向與斜面的夾角越大A［小石塊恰好落在O點(diǎn)時(shí),下落的高度h＝AOsin30°＝40×0.5m＝20m，則由h＝eq\f(1,2）gt2得t＝eq\r（\f（2h，g）)＝eq\r(\f(2×20,10)）s＝2s，對(duì)應(yīng)的初速度v0＝eq\f（AOcos30°，t)＝eq\f（40×\f（\r(3),2),2）m/s＝10eq\r（3）m/s。若v0＞10eq\r（3)m/s，則石塊可以落入水中,若v0＜10eq\r(3)m/s，則石塊不能落入水中，故A正確,B錯(cuò)誤；若石塊能落入水中,下落的高度一定，豎直分速度一定，結(jié)合平行四邊形定則知，tanα＝eq\f(vy，v0),初速度越大，落水時(shí)速度方向與水平面的夾角越小，C錯(cuò)誤;石塊落在斜面上時(shí)，石塊豎直位移與水平位移的比值是定值，有tan30°＝eq\f（\f（1,2)gt2，v0t)＝eq\f(gt,2v0），速度與水平方向夾角的正切值tanα＝eq\f（vy，v0)＝eq\f（gt，v0)＝2tan30°，則速度與水平方向的夾角一定,D錯(cuò)誤。］11．中央電視臺(tái)某綜藝節(jié)目中有一個(gè)橄欖球空中擊劍游戲：如圖所示，寶劍從空中B點(diǎn)自由落下,同時(shí)橄欖球從A點(diǎn)以速度v0沿AB方向拋出，恰好在空中C點(diǎn)擊中劍尖。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是(）A．橄欖球在空中運(yùn)動(dòng)的加速度大于寶劍下落的加速度B．若橄欖球以小于v0的速度沿原方向拋出，一定能在C點(diǎn)下方擊中劍尖C．若橄欖球以大于v0的速度沿原方向拋出，一定能在C點(diǎn)上方擊中劍尖D．無(wú)論橄欖球以多大速度沿原方向拋出，都能擊中劍尖C[橄欖球在空中運(yùn)動(dòng)的加速度等于寶劍下落的加速度，均等于重力加速度，A錯(cuò)誤;若橄欖球以小于v0的速度沿原方向拋出,則水平方向上的分速度vx減小,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所在豎直線所用的時(shí)間t＝eq\f（x,vx）增大，寶劍在這段時(shí)間內(nèi)下降的高度增大,有可能劍尖落地后橄欖球才到達(dá)C點(diǎn)所在的豎直線，所以橄欖球只是可能在C點(diǎn)下方擊中劍尖，B錯(cuò)誤；若橄欖球以大于v0的速度沿原方向拋出，則水平方向上的分速度vx增大，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所在豎直線所用的時(shí)間t＝eq\f（x,vx)減小，寶劍在這段時(shí)間內(nèi)下降的高度減小,所以橄欖球一定能在C點(diǎn)上方擊中劍尖,C正確；若拋出的速度太小,橄欖球可能不會(huì)與劍尖相遇，D錯(cuò)誤。]12．如圖所示，窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0。4m,某人在離墻壁距離L＝1。4m、距窗子上沿h＝0.2m處的P點(diǎn)，將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物件以v的速度水平拋出，小物件直接穿過(guò)窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s2.則v的取值范圍是（）A．v〉7m/s B．v<2.3m/sC．3m/s〈v<7m/s D．2.3m/s<v<3m/sC[小物件做平拋運(yùn)動(dòng),可根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解題。若小物件恰好經(jīng)過(guò)窗子上沿，則有h＝eq\f（1,2）gteq\o\al（2,1），L＝v1t1，得v1＝7m/s；若小物件恰好經(jīng)過(guò)窗子下沿，則有h＋H＝eq\f（1，2）gteq\o\al（2，2），L＋d＝v2t2，得v2＝3m/s，所以3m/s〈v〈7m/s,故C項(xiàng)正確。］13．如圖所示，一小球自平臺(tái)上水平拋出，恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為α＝53°的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下滑，已知斜面頂端與平臺(tái)的高度差h＝0。8m,重力加速度g取10m/s2，sin53°＝0。8，cos53°＝0。6,求：(1）小球水平拋出的初速度v0是多少？（2)斜面頂端與平臺(tái)邊緣的水平距離s是多少?（3)若斜面頂端高H＝19.2m，且小球離開(kāi)平臺(tái)后剛好落在斜面底端，那么小球離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的速度為多大？[解析］（1）由題意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，說(shuō)明此時(shí)小球速度方向與斜面平行，否則小球會(huì)彈起,如圖所示.所以vy＝v0tan53°,veq\o\al(2,y）＝2gh代入數(shù)據(jù),得vy＝4m/s,v0＝3m/s