高考模拟理综物理选编抛体运动解析版.docx

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高考模拟理综物理选编抛体运动解析版

乐陵一中抛体运动

一、单选题（本大题共5小题，共30分）

1.

如图所示，滑板运动员以速度v0从距离地面高度为h的平台末端水平飞出，落在水平地面上．运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响．下列说法中正确的是（　　）

A.h一定时，v0越大，运动员在空中运动时间越长

B.h一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大

C.运动员落地瞬间速度与高度h无关

D.运动员落地位置与v0大小无关

【答案】B

【解析】解：

A、运动员和滑板做平抛运动，有

，故运动时间与初速度无关，故A错误；

B、C、根据动能定理，有mgh=

，解得

，故v0越大，h越大，运动员落地瞬间速度越大，故B正确，C错误；

D、射程

，初速度越大，射程越大，故D错误；

故选：

B．

运动员和滑板做平抛运动，根据分位移公式和分速度公式列式求解即可．

本题关键是明确运动员和滑板做平抛运动，然后根据平抛运动的分位移公式和动能定理列式分析讨论．

2.

如图，可视为质点的小球，位于半径为

m半圆柱体左端点A的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点．过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°，则初速度为：

（不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2）（　　）

A.

 m/sB.4

m/sC.3

 m/sD.

 m/s

【答案】C

【解析】【分析】

根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍，求出竖直方向上的位移，从而求出竖直方向上的分速度，根据速度方向求出平抛运动的初速度。

解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移关系、速度关系进行求解。

【解答】

飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，知速度与水平方向的夹角为30°，设位移与水平方向的夹角为θ，则有：

，

因为

，

则竖直位移为：

，

．

根据

，

联立各式解得

，故C正确，ABD错误。

故选C。

3.

如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为θ，一物块（可看成质点）沿斜面左上方顶点P以初速度v0水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则（　　）

A.物块做匀变速曲线运动，加速度为g

B.Q点速度vQ=

C.初速度v0=b

D.物块由P点运动到Q点所用的时间t=

【答案】C

【解析】解：

A、依据曲线条件，初速度与合力方向垂直，且合力大小恒定，则物体做匀变速曲线运动，再根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：

a=

=gsinθ，故A错误；

BCD、根据l=

at2，有：

t=

=

在Q点的平行斜面方向的分速度为：

vQy=at=gsinθ×

=

根据b=v0t，有：

v0=

=

=b

故物块离开Q点时速度的大小：

v=

=

，故BD错误；C正确；

故选：

C．

小球在光滑斜面有水平初速度，做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出物体下滑的加速度；根据沿斜面向下方向的位移，结合位移时间公式求出运动的时间；根据水平位移和时间求出入射的初速度；根据平行四边形定则，由分速度合成合速度．

解决本题的关键知道小球在水平方向和沿斜面向下方向上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解．

4.

如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（　　）

A.两次小球运动时间之比t1：

t2=

：

1

B.两次小球运动时间之比t1：

t2=1：

2

C.两次小球抛出时初速度之比v01：

v02=1：

D.两次小球抛出时初速度之比v01：

v02=1：

2

【答案】C

【解析】解：

A、根据h=

得，t=

，两小球下落的高度之比为1：

2，则两次小球运动的时间之比为

，故A、B错误．

C、根据

知，两小球水平位移之比为1：

2，时间之比为

，则初速度之比为1：

，故C正确，D错误．

故选：

C．

根据下降的高度之比，结合位移时间公式求出运动的时间之比，结合水平位移和时间之比求出两次抛出小球的初速度之比．

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．

5.

竖直半圆形轨道ACB的半径为R，AB水平，C为轨道最低点，一个小球从A点以速度v0水平抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）

A.总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击AC段某处

B.总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击最低点C

C.总可以找到一个v0值，使小球垂直撞击CB段某处

D.无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击轨道

【答案】D

【解析】解：

A.小球做平抛运动，与半圆形轨道相碰时，速度方向与竖直方向上有夹角，且偏向右，所以小球不可能垂直撞击AC段某处，也不可能垂直撞击最低点C，故A、B错误．

C.假设小球与BC段垂直撞击，设此时速度与水平方向的夹角为θ，知撞击点与圆心的连线与水平方向的夹角为θ．连接抛出点与撞击点，与水平方向的夹角为β．根据几何关系知，θ=2β．因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即tanθ=2tanβ．与θ=2β相矛盾．则不可能与半圆弧垂直相撞．故C错误，D正确．

故选：

D．

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的特点判断是否能够撞击在AC处，以及C点．采用假设法，假设小球垂直撞击的BC段，通过速度方向的夹角与位移与水平方向的夹角关系进行分析．

解决本题的关键知道平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍这一推论，并能灵活运用．

二、多选题（本大题共4小题，共24分）

6.

如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处．不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A.a和b初速度相同B.b和c运动时间相同

C.b的初速度是c的两倍D.a的运动时间是b的两倍

【答案】BC

【解析】解：

A、ab的水平位移相同，但时间不同，则初速度不同，则A错误

B、bc的高度相同，由h=

可知运动时间相同，则B正确

C、bc的时间相同，水平位移b为c的2倍，则b的初速度是c的两倍，则C正确

D、h=

可知t=

，则a的运动时间是b的

倍，则D错误

故选：

BC

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移和竖直位移相等求出运动的时间，从而得出竖直分速度，结合平行四边形定则求出瞬时速度的大小，根据水平位移求出位移的大小．

解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解

7.

如图所示，从地面上方某点，将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经1s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则可求出（　　）

A.小球抛出点离地面的高度为5 m

B.小球抛出点到落地点的水平距离为10 m

C.小球落地点的速度大小为20 m/s

D.小球落地时的速度方向与水平地面成60°角

【答案】AB

【解析】解：

A、根据

，故A正确；

B、抛出点到落地点的水平距离

，故B正确；

C、小球落地时的竖直分速度

，落地时速度大小

，故C错误；

D、小球落地时速度与水平方向的夹角为α，则

，即α=45°，故D错误；

故选：

AB

根据小球平抛运动的初速度和时间求出水平位移，结合位移时间公式求出小球下降的高度．通过落地时竖直分速度，结合平行四边形定则求出小球落地的速度大小和方向．

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．

8.

如图所示，让一小球自平台上以初速度v0水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为θ的光滑斜面顶端并刚好沿光滑斜面下滑，重力加速度为g．则（　　）

A.小球从抛出到落在斜面顶端所用时间为

B.小球落在斜面顶端时速度大小为

C.斜面顶端与平台的高度差为

D.斜面顶端与平台边缘的距离为

【答案】BD

【解析】解：

A、由题意可知：

小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以有：

vy=v0tanθ，则由vy=gt可得，t=

，故A错误；

B、小球落到斜面顶端时的速度大小为v=

，故B正确；

C、由vy2=2gh可得，h=

，故C错误；

D、由水平方向上的匀速运动可知，x=v0t=

，故D正确．

故选：

BD．

小球水平抛出后刚好能沿光滑斜面下滑，说明此时小球的速度方向恰好沿斜面方向，由速度的分解法可求得到达斜面顶端时的竖直速度和合速度；根据平抛运动的规律可以求得接触斜面之前的水平方向的位移，即为斜面顶端与平台边缘的水平距离；

本题的解题关键在于明确题干中小球沿斜面下滑的含义，要知道小球落到斜面时的速度是合速度．运用运动学公式解答这类问题．

9.

如图所示，质量为1kg的小球从距地面H=1.6m的A点水平抛出，恰好垂直撞在水平面上半径为1m的半圆形物体上的B点，已知O为半圆的圆心，BO与竖直方向间的夹角为37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A.O与A点间的水平距离为2m

B.小球平抛的初速度v0为3m/s

C.小球到B点时重力的瞬时功率为40W

D.小球从A到B的运动时间为0.4s

【答案】BCD

【解析】

解：

A、D、恰好垂直撞在水平面上半圆形轨道的B点，B点速度分解如图所示，由几何关系得：

…①

竖直方向上物体做自由落体运动则：

…②

半圆形轨道的圆心与A点的水平距离为 x′=x+Rsin37°=v0t+0.6R…③

①②③联立得：

x′=1.8m，t=0.4s．故A错误，D正确；

B、由①②联立得：

小球平抛的初速度为v0=3m/s，故B正确；

C、根据图，由几何关系可得：

vy=gt=4m/s，由P=Fv得：

P=mgvy=1×10×4W=40W，故C正确．

故选：

BCD

小球做平抛运动，利用平抛运动水平和竖直方向的运动规律解题即可．

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．

三、填空题（本大题共1小题，共5分）

10.

如图所示，在倾角为θ=30°的斜面顶端，水平抛出一小钢球，使其恰好落到斜面底端，如果斜面长为L，那么抛球的水平初速度v0=______（重力加速度为g）

【答案】

【解析】解：

根据Lsinθ=

得，平抛运动的时间t=

，

则小球的初速度

．

故答案为：

．

根据下降的高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．

四、实验题探究题（本大题共2小题，共25分）

11.

小汽车越壕沟比赛项目中驾驶员驾驶汽车从较高的平台上水平飞出，在空中运动一段时间后成功越过壕沟，在地面上滑行一段距离后停止．一频闪照相机记录了汽车在空中的部分位置和地面上运动至停下的位置，摄影师将其按比例印在同一张有正方形方格的照片上，如图所示．已知车长3.6m，相邻两次曝光时间相等，汽车飞离平台立即关闭发动机．图中最后两张照片有重叠不太