高中物理必修第五章拋體運(yùn)動(dòng)練習(xí)題及答案

一、選擇題1．(2012·皖南八校高三聯(lián)考一)如圖所示，在足夠長(zhǎng)的斜面上A點(diǎn)，以水平速度v0拋出一個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，它落到斜面上的水平距離為x1；若將此球改用2v0水平速度拋出，落到斜面上的水平距離為x2，則x1∶x2為()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4[答案]D[解析]設(shè)斜面傾角為θ，則tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)，故t＝eq\f(2v0tanθ,g)，水平位移x＝v0t＝eq\f(2v\o\al(2,0)tanθ,g)∝veq\o\al(2,0)，故當(dāng)水平初速度由v0變?yōu)?v0后，水平位移變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，D項(xiàng)正確。2．(2012·哈爾濱質(zhì)檢)如圖所示，某同學(xué)為了找出平拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度之間的關(guān)系，用一個(gè)小球在O點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)前方的一塊豎直放置的擋板，O與A在同一高度，小球的水平初速度分別是v1、v2、v3，打在擋板上的位置分別是B、C、D，AB∶BC∶CD＝1∶3∶5。則v1、v2、v3之間的正確關(guān)系是()A．v1∶v2∶v3＝3∶2∶1B．v1∶v2∶v3＝5∶3∶1C．v1∶v2∶v3＝6∶3∶2D．v1∶v2∶v3＝9∶4∶1[答案]C[解析]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由于AB∶BC∶CD＝1∶3∶5，則y1∶y2∶y3＝1∶4∶9，又因?yàn)閤＝v0t，則y＝eq\f(gx2,2v\o\al(2,0))，即v1∶v2∶v3＝eq\r(\f(1,y1))∶eq\r(\f(1,y2))∶eq\r(\f(1,y3))＝6∶3∶2，選項(xiàng)C正確。3.如圖所示，取稍長(zhǎng)的細(xì)桿，其一端固定一枚鐵釘，另一端用羽毛做一個(gè)尾翼，做成A、B兩只“飛鏢”，將一軟木板掛在豎直墻壁上，作為鏢靶。在離墻壁一定距離的同一處，將它們水平擲出，不計(jì)空氣阻力，兩只“飛鏢”插在靶上的狀態(tài)如圖所示(側(cè)視圖)。則下列說(shuō)法中正確的是()A．A鏢擲出時(shí)的初速度比B鏢擲出時(shí)的初速度大B．B鏢插入靶時(shí)的末速度比A鏢插入靶時(shí)的末速度大C．B鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比A鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)D．A鏢的質(zhì)量一定比B鏢的質(zhì)量大[答案]AC[解析]由題圖可知A鏢的豎直位移較小，由h＝eq\f(1,2)gt2可以判斷A鏢的運(yùn)動(dòng)時(shí)間較小，由于兩鏢的水平位移相同，所以A鏢的初速度較大，選項(xiàng)A、C正確。由vy＝gt可以判斷A鏢的豎直速度較小，而其水平速度較大，無(wú)法判斷其合速度的大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。A、B兩鏢的運(yùn)動(dòng)情況與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以無(wú)法判斷它們質(zhì)量的大小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．(2012·長(zhǎng)春畢業(yè)班調(diào)研一)如圖所示，三個(gè)小球A、B、C分別在離地面不同高度處，同時(shí)以相同的速度向左水平拋出，不計(jì)空氣阻力，每隔相等的時(shí)間間隔小球依次落到水平地面，小球A落到水平地面D點(diǎn)，DE＝EF＝FG，則下列說(shuō)法正確的是()A．B、C兩球也落在D點(diǎn)B．B球落在E點(diǎn)，C球落在F點(diǎn)C．三個(gè)小球離地面的高度AE∶BF∶CG＝1∶3∶5D．三個(gè)小球離地面的高度AE∶BF∶CG＝1∶4∶9[答案]AD[解析]由于下落時(shí)間間隔相等，且水平拋出初速度相同，水平方向上通過(guò)位移之比為1∶2∶3，所以選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝eq\f(1,2)gt2可知三小球離地面的高度比為1∶4∶9，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。5．(2012·上海卷)如圖，斜面上a、b、c三點(diǎn)等距，小球從a點(diǎn)正上方O點(diǎn)拋出，做初速為v0的平拋運(yùn)動(dòng)，恰落在b點(diǎn)。若小球初速度為v，其落點(diǎn)位于c，則()A．v0<v<2v0B．v＝2v0C．2v0<v<3v0D．v>3v0[答案]A[解析]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知若小球在b點(diǎn)，有x＝v0tb，tb＝eq\r(\f(2hb,g))，若落在c點(diǎn)，則2x＝vtc，而tc＝eq\r(\f(2hc,g))，顯然tc>tb，所以v0<v<2v0，即A正確。6．(2012·南昌高三一模)如圖所示，在水平地面上的A點(diǎn)以v1速度跟地面成θ角射出一彈丸，恰好以v2的速度垂直穿入豎直壁上的小孔B，下面說(shuō)法正確的是(不計(jì)空氣阻力)()A．在B點(diǎn)以跟v2大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，它必定落在地面上的A點(diǎn)B．在B點(diǎn)以跟v1大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，它必定落在地面上的A點(diǎn)C．在B點(diǎn)以跟v1大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，它必定落在地面上A點(diǎn)的左側(cè)D．在B點(diǎn)以跟v1大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，它必定落在地面上A點(diǎn)的右側(cè)[答案]AC[解析]以v1速度跟地面成θ角射出一彈丸，恰好以v2的速度垂直穿入豎直壁上的小孔B，說(shuō)明彈丸在B點(diǎn)的豎直速度為零，v2＝v1cosθ。根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，在B點(diǎn)以跟v2大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，它必落在地面上的A點(diǎn)，A對(duì)，B錯(cuò)；在B點(diǎn)以跟v1大小相等的速度，跟v2方向相反射出彈丸，由于v1>v2，彈丸在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變，所以它必定落在地面上A點(diǎn)的左側(cè)，C對(duì)，D錯(cuò)。7．(2012·北師大附中期中)如圖所示，斜面上有A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，AB＝BC＝CD，從A點(diǎn)以初動(dòng)能Ek0水平拋出一個(gè)小球，它落在斜面上的B點(diǎn)，速度方向與斜面之間的夾角為θ，若小球從A點(diǎn)以初動(dòng)能2Ek0水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是()A．小球?qū)⒙湓贑點(diǎn)B．小球?qū)⒙湓贑下方C．小球落在斜面的速度方向與斜面的夾角大于θD．小球落在斜面的速度方向與斜面的夾角等于θ[答案]AD[解析]當(dāng)小球從斜面上以初速度v0水平拋出后，又落在斜面上時(shí)，滿(mǎn)足關(guān)系式tanβ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)＝eq\f(gt,2v0)(其中β為位移與水平方向的夾角，其大小等于斜面傾角)，可得t＝eq\f(2v0tanβ,g)，即小球下落的時(shí)間與初速度v0成正比，因v1∶v2＝1∶eq\r(2)，而t∝v0，故t2＝eq\r(2)t1，由y＝eq\f(1,2)gt2可知，h1∶h2＝1∶2，選項(xiàng)A對(duì)而B(niǎo)錯(cuò)；根據(jù)tanβ＝eq\f(gt,2v0)＝eq\f(vy,2vx)＝eq\f(tanα,2)(其中α為小球落在斜面的速度方向與水平方向的夾角)，可得tanα＝2tanβ，因斜面傾角β不變，故速度方向與水平方向的夾角α不變，選項(xiàng)D對(duì)。8．(2012·江蘇單科)如圖所示，相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l，h均為定值)。將A向B水平拋出的同時(shí)，B自由下落。A、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反。不計(jì)空氣阻力及小球與地面碰撞的時(shí)間，則()A．A、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度B．A、B在第一次落地前若不碰，此后就不會(huì)相碰C．A、B不可能運(yùn)動(dòng)到最高處相碰D．A、B一定能相碰[答案]AD[解析]對(duì)A球，水平方向上x(chóng)＝vt，豎直方向上h＝eq\f(1,2)gt2，兩式聯(lián)立解得x＝veq\r(\f(2h,g))，兩球第一次落地間距為Δx＝l－x＝l－veq\r(\f(2h,g))，當(dāng)v較小時(shí)，有l(wèi)>x，兩球不相碰，當(dāng)v增大到恰好使得l＝x時(shí)，兩球恰好落地時(shí)第一次相碰，當(dāng)v增大到一定值會(huì)有l(wèi)<x即第一次落地前相碰，選項(xiàng)A正確；由于兩球在豎直方向上同時(shí)從同一高度下落，碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，兩球始終處于同一高度，由于A球水平速度不變，在t＝eq\f(l,v)時(shí)兩球一定相碰，選項(xiàng)B錯(cuò)誤、D正確；當(dāng)l＝2nveq\r(\f(2h,g))(其中n＝1、2、3…)時(shí)兩球恰好能在最高點(diǎn)相碰，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。二、非選擇題9．用下述方法可測(cè)出子彈的速度：讓子彈水平射出，在離槍口s遠(yuǎn)處豎直立兩塊相距ΔL的薄紙，測(cè)出薄紙上兩彈孔的豎直距離Δh，則可求得子彈的速度，如圖所示，子彈的速度為_(kāi)_______。[答案]eq\r(\f(gΔL,Δh)·s＋\f(ΔL,2))[解析]設(shè)AC豎直間距為h，子彈過(guò)B點(diǎn)有：h－Δh＝eq\f(1,2)geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(s,v0)))2①子彈過(guò)C點(diǎn)有：h＝eq\f(1,2)g(eq\f(s＋ΔL,v0))2②由①②得v0＝eq\r(\f(gΔL,Δh)·s＋\f(ΔL,2))。10．(2012·福建福州質(zhì)檢)如圖所示，斜面體ABC固定在地面上，小球p從A點(diǎn)靜止下滑。當(dāng)小球p開(kāi)始下滑時(shí)，另一小球q從A點(diǎn)正上方的D點(diǎn)水平拋出，兩球同時(shí)到達(dá)斜面底端的B處。已知斜面AB光滑，長(zhǎng)度L＝2.5m，斜面傾角為θ＝30°。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：(1)小球p從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的時(shí)間；(2)小球q拋出時(shí)初速度的大小。[答案](1)1s(2)eq\f(5\r(3),4)m/s[解析](1)設(shè)小球p從斜面上滑下的加速度為a，由牛頓第二定律mgsinθ＝ma設(shè)小球p從斜面上滑下所需時(shí)間為t1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式L＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,1)聯(lián)立解得t1＝eq\r(\f(2L,gsinθ))，代入數(shù)據(jù)得t1＝1s(2)小球q做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)拋出速度為v0，飛行時(shí)間為t2，則有：x＝v0t2，x＝Lcos30°，由題意得t1＝t2聯(lián)立解得v0＝eq\f(Lcos30°,t1)，代入數(shù)據(jù)得v0＝eq\f(5\r(3),4)m/s。11．如圖所示，有一帶正電小球，從地面上A點(diǎn)正上方的某點(diǎn)O以某一初速度平拋，落地點(diǎn)為B點(diǎn)(不計(jì)空氣阻力)；今在豎直平面所在的空間加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，仍從O點(diǎn)以相同的初速度平拋該帶電小球，小球落地點(diǎn)為C點(diǎn)，測(cè)得AC＝2AB。已知小球的重力為mg，小球所帶電荷量為q。求：電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??？[答案]eq\f(3mg,4q)[解析]設(shè)O點(diǎn)距A點(diǎn)的距離為h，AB的距離為s，下落時(shí)間為t1，初速度為v0，則無(wú)電場(chǎng)平拋時(shí)，水平：s＝v0t1豎直：h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)得：s＝v0eq\r(\f(2h,g))有電場(chǎng)平拋時(shí)，水平：2s＝v0t2豎直：h＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)豎直方向的加速度a＝eq\f(mg－Eq,m)代入得：2s＝v0eq\r(\f(2hm,mg－Eq))解得：E＝eq\f(3mg,4q)。12．(2012·福建理綜)如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R＝0.5m，離水平地面的高度H＝0.8m，物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小s＝0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0；(2)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。[答案](1)1m/s(2)0.2[解析](1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有H＝eq\f(1,2)gt2 ①在水平方向上有s＝v0t ②由①②式解得v0＝seq\r(\f(g,2H))v0＝1m/s ③(2)物塊離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有fmax＝meq\f(v\o\al(2,0),R) ④fmax＝μN(yùn)＝μmg ⑤由③④⑤式解得μ＝eq\f(v\o\al(2,0),gR)＝0.2。13．(2013·江蘇南京)如圖所示，半徑R＝0.2m的光滑1/4圓弧AB在豎直平面內(nèi)，圓弧B處的切線水平。B端高出水平地面h＝0.8m，O點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方。將一質(zhì)量為m＝1.0kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，落在水平面上的C點(diǎn)處，(g取10m/s2)求：(1)滑塊滑至B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力及xOC的長(zhǎng)度；(2)在B端接一長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1.0m的木板MN，滑塊從A端釋放后正好運(yùn)動(dòng)到N端停止，求木板與滑塊的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)若將木板右端截去長(zhǎng)為ΔL的一段，滑塊從A端釋放后將滑離木板落在水平面上P點(diǎn)處，要使落地點(diǎn)P距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，ΔL應(yīng)為多少？[答案](1)90N0.8m(2)0.2(3)0.16m[解析](1)由機(jī)械能守恒定律知，mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，v0＝eq\r(2gR)＝2m/s，由向心力公式可知，N－mg＝eq\f(mv\o\al(2,0),R)，解得，N＝3mg＝30N。由力的相互性可知，滑塊滑至B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力為30N，方向豎直向下。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，