【物理】2020届一轮复习人教新课标抛体运动课时练（解析版) 10页

‎2020年高考物理课时过关练：抛体运动（解析版)‎ ‎1．向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则有（ ）‎ A．b的速度方向一定与原来速度方向相反 B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大 C．a、b一定同时到达水平地面 D．在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的冲量一定相同 ‎2．如图所示，在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动，同时刻在它的正上方有一小球b也以v0的初速度水平抛出，并落于c点，则(　　)‎ A．小球a先到达c点 B．小球b先到达c点 C．两小球同时到达c点 D．无法判断 ‎3．图中给出某一通关游戏的示意图，安装在轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧BCD的半径为R=2.0m，直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直平面内，小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37º，游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关.为了能通关，弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻力) ‎ A． B． C． D．‎ ‎4．关于做平抛运动的物体，正确的说法是(    )‎ A．加速度始终不变 B．速度始终不变 C．受力始终与运动方向垂直 D．受力始终与运动方向平行 ‎5．下列关于平抛运动的说法正确的是（   ）‎ A．平抛运动是匀速运动 B．平抛运动是变加速运动 C．平抛运动是匀变速曲线运动 D．平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 ‎6．水平抛出一小球，t秒末小球的速度方向与水平方向的夹角为θ1，(t＋t0)秒末小球的速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力作用，则小球初速度的大小为(　　)‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎7．如图所示，以9.8 m/s的水平初速度 v0 抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为(g取9.8 m/s2)(　　)‎ A． B．‎ C． D．2 s ‎8．从高H处以水平速度v1平抛一个小球1，同时从地面以速度v2竖直向上抛出一个小球2，两小球在空中相遇，则（   ）‎ A．从抛出到相遇所用时间为 B．从抛出到相遇所用时间为 C．抛出时两球的水平距离是 D．相遇时小球2上升高度是 ‎9．（多选）将一抛球入框游戏简化如下：在地面上竖直固定一矩形框架，框架高1m、长3m，抛球点位于框架底边中点正前方2m，离地高度为1.8m，如图所示，假定球被水平抛出，方向可在水平面内调节，不计空气阻力， ，忽略框架的粗细，球视为质点，球要在落地前进入框内，则球被抛出的速度大小可能为（ ）‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎10．（多选）如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平，B是最低点，A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方。现由D点无初速度释放一个大小可以忽略的小球，小球从A点进入圆弧轨道，从C点飞出后做平抛运动并落在平台MN上，P点是小球落在MN之前轨迹上紧邻MN的一点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )‎ A．只要DA的高度大于，小球就可以落在平台MN上任意一点 B．若DA高度为2R，则小球经过B点时对轨道的压力为7mg C．小球从D运动到B的过程中，重力的功率一直增大 D．若小球到达P点时的速度方向与MN夹角兹为30°，则对应的DA高度为4R ‎11．如图所示，已知竖直杆O1O2长为1.0m，水平杆长L1=0.2米，用长L2=0.2米的细绳悬挂小球，整个装置可绕竖直杆O1O2转动，当该装置以某一角速度转动时，绳子与竖直方向成45°角，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）该装置转动的角速度；‎ ‎（2）如果运动到距离杆最远时刻悬挂小球的细绳突然断了，小球将做平抛运动．求小球落地点与竖直杆在地面上点O2的距离s．（答案可用根式表示）‎ ‎12．如图所示，光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接，圆弧半径为R=0.4m，一半径很小、质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，斜面倾角为53°，求：‎ ‎（1）小球最初自由释放位置A离最低点C的高度h； ‎ ‎（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小； ‎ ‎（3）小球从离开D点至第一次落回到斜面上运动的时间． ‎ ‎ 参考答案 ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒，炸裂前炮弹的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断出b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与炮弹原来动量的大小关系，故A错误.‎ B.a、b都做平抛运动，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大，故B错误.‎ C.a、b都做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a、b一定同时到达水平地面，故C正确.‎ D.在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等，但方向相反，爆炸力的冲量不同，故D错误。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ b球做平抛运动，在水平方向上以v0做匀速直线运动，与a球的运动规律相同，可知两球同时到达c点，故C正确，A、B、D错误。‎ ‎3．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题意可知弹丸从p点射出时的速度方向就是半径OP的方向.即与水平方向成37度夹角，由平抛运动规律知：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得： ‎ ‎ ，故A对；BCD错 综上所述本题答案是：A ‎【点睛】‎ 结合水平方向上的位移以及速度偏向角可以求出水平速度，再利用竖直方向上的自由落体运动可以求出弹丸在竖直方向上的位移即高度h也可以求出。‎ ‎4．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 平抛运动是匀变速曲线运动，合外力为重力，加速度为重力加速度，恒为g；A正确；速度方向与合外力方向有一定夹角，速度方向每时每刻都在变化；B错误；受力只与初速度垂直，速度方向是变化的，受力方向与运动方向夹角越来越小，但永远不会平行；CD错误；故选A.‎ ‎【点睛】‎ 容易题。平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动来研究。‎ ‎5．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 平抛运动只受重力，加速度为g，保持不变，初速度水平，则合力与初速度垂直，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故AB错误，C正确．平抛运动在水平方向是匀速直线运动，水平方向肯定有速度，所以速度不可能竖直向下，故D错误．故选C.‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ t秒末竖直分速度，同理秒末竖直分速度，因为，解得，D正确．‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图。‎ ‎ 则tan60°=，则vy=v0tan60°=gt，所以，故选C.‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球1做平抛运动，小球2做竖直上抛运动，根据两球竖直方向上的位移大小之和等于h求出抛出到相遇所需要的时间；‎ 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，求出相遇时小球1的水平位移，即为两球抛出时的水平距离；‎ ‎【详解】‎ A、设相遇的时间为t，此时小球1在竖直方向上的位移，小球2在竖直方向上的位移，根据，解得，故A错误，B正确； C、相遇时，小球1在水平方向上的位移，该位移为两球抛出时的水平距离，故C正确； D、相遇时小球2上升高度是，故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题关键知道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，以及知道两球相遇时在竖直方向上的位移之和等于H。‎ ‎9．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当速度v最小时，球打在框架底边的中间位置，速度v最大时，球打在框架顶边的边缘位置，根据平抛运动的规律求解速度范围即可；‎ ‎【详解】‎ 无论向哪个方向水平抛球，球都做平抛运动，当速度v最小时，球打在框架底边的中间位置，则有：， 解得： 当速度v最大时，球打在框架顶边的边缘位置，则有：，‎ 解得： 故球被抛出的速度大小范围为，故BC正确、AD错误。‎ ‎【点睛】‎ 以平抛运动知识为命题背景，考查学生的分析综合能力，掌握平抛运动的规律是关键。‎ ‎10．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、由，小球可以通过C点的最小速度 ；由得，这是小球可以通过C点所对应的DA最小高度；由，，得，这是平抛的最小水平位移，而不是落在平台MN上任意一点；故A错误。‎ B、当DA =2R，由，，得F = 7mg；故B正确。‎ C、从D到A过程速度方向和重力方向一致，重力的功率逐渐增大，从A到B，速度方向与重力方向夹角越来越大，到B点时重力的功率为零；C错误。‎ D、当图中θ = 30°，由，，，联解得h = 4R；D正确。‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】‎ 本题要把握C点的临界速度的求法，知道小球通过C点后水平位移有最小值，运用机械能守恒定律和牛顿定律结合是求圆周运动中物体受力情况常用的思路．‎ ‎11．（1）5rad/s（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1) 小球做匀速圆周运动，靠重力和拉力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出该装置转动的角速度；‎ ‎(2) 根据平抛运动的规律求出小球在水平方向的位移的大小，然后结合平行四边形定则求出小球落地点与竖直杆在地面上点O2的距离。‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 小球转动的轨道半径为：r=L1+L2sin45°=0.2+‎ 对小球进行受力分析如图，‎ 根据牛顿第二定律得：mgtan45°=mrω2‎ 解得：ω=5 rad/s；‎ ‎(2) 小球的线速度为：v=ωr=5×0.4=2m/s 小球做平抛运动的开始时的高度为：h=O1O2-L2cos45°=1.0- ‎ 小球做平抛运动的时间为： ‎ 小球做平抛运动的水平方向的位移为：x=vt=2×0.4=0.8m 当小球从距离杆最远时刻开始做平抛运动时，小球沿水平方向的速度方向与小球到杆的方向相互垂直，所以小球的落地到O2的距离为：‎ ‎。‎ ‎12．（1）1m；（2）12N；（3）0.27s；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小球恰好通过D点，重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：mg＝m， 解得：vD＝m/s=2m/s． 对A到D的过程运用机械能守恒定律得：mg(h−2R)＝mvD2， 代入数据解得：h=1m． （2）A到C的过程运用机械能守恒定律得：mgh＝mvC2， 在C点，根据牛顿第二定律得：FC−mg＝m， 代入数据解得：FC=12N， 根据牛顿第三定律知，小球运动到C点时对轨道的压力大小为12N． （3）设落点与B点的距离为x，根据平抛运动的规律知，水平方向上有：Rsin53°+xcos53°=vDt， ‎ 竖直方向上有：R+Rcos53°−xsin53°＝gt2， 代入数据联立解得：t=s≈0.27s．‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了机械能守恒定律、牛顿第二定律和圆周运动、平抛运动的综合运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．‎