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1、课时提能练(十一)抛体运动的规律及其应用(限时:40分钟)A级跨越本科线1(多选)(2017江苏省苏北联考)“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏,游戏规则是:游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈,落下后套中前方的物体,所套即所得如图4214所示,小孩站在界外抛出圈圈并套中前方一物体,若大人也抛出圈圈并套中前方同一物体,则()图4214A大人站在小孩同样的位置,以小点的速度抛出圈圈B大人站在小孩同样的位置,以大点的速度抛出圈圈C大人退后并下蹲至与小孩等高,以大点的速度抛出圈圈D大人退后并下蹲至与小孩等高,以小点的速度抛出圈圈AC“套圈圈”可视为平抛运动由于大人较高,抛出圈圈时离地面较高,根
2、据平抛运动规律,大人站在小孩同样的位置,以小点的速度抛出圈圈,选项A正确,B错误大人退后并下蹲至与小孩等高,以大点的速度抛出圈圈,选项C正确,D错误2(多选)某物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为,其正切值tan 随时间t变化的图象如图4215所示,(g取10 m/s2)则() 【导学号:92492172】图4215A第1 s物体下落的高度为5 mB第1 s物体下落的高度为10 mC物体的初速度为5 m/sD物体的初速度为10 m/sAD因tan t,对应图象可得1,v010 m/s,D正确,C错误;第1 s内物体下落的高度hgt21012 m5 m,A正确,B错误3如图4216所
3、示,滑板运动员以速度v0从离地高度为h的平台末端水平飞出,落在水平地面上忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点,下列表述正确的是()图4216Av0越大,运动员在空中运动时间越长Bv0越大,运动员落地瞬间速度越大C运动员落地瞬间速度方向与高度h无关D运动员落地位置与v0大小无关B运动员在空中运动时间t,与初速度v0无关,A错误;运动员落地时的竖直速度vgt,落地时速度大小v,故B正确;落地速度v与水平方向夹角为,则tan ,与高度h有关,C错误;由xv0tv0可知,运动员落地位置与v0大小有关,D错误4如图4217所示,A、B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出,A在竖直平面
4、内运动,落地点为P1;B沿光滑斜面运动,落地点为P2,P1和P2在同一水平面上,不计阻力,则下列说法正确的是() 【导学号:92492173】图4217AA、B的运动时间相同BA、B沿x轴方向的位移相同CA、B运动过程中的加速度大小相同DA、B落地时速度大小相同D设O点与水平面的高度差为h,由hgt,gsin t可得:t1,t2,故t1t2,A错误;由x1v0t1,x2v0t2,可知,x1x2,B错误;由a1g,a2gsin 可知,C错误;A落地的速度大小为vA,B落地的速度大小vB,所以vAvB,故D正确5(2017唐山模拟)如图4218所示,位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水
5、平抛出,都落在了倾角为30的斜面上的C点,小球B恰好垂直打到斜面上,则v1、v2之比为()图4218A11B21C32D23C小球A、B从同一高度平抛,到斜面上的C点经历的时间相等,设为t,由题意可得:tan 30,tan 30,解得:v1v232,C正确6(2017厦门模拟)如图4219所示,将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出,它们均落在水平地面上的P点,a球抛出时的高度比b球的高,P点到两球起抛点的水平距离相等,不计空气阻力与b球相比,a球() 【导学号:92492174】图4219A初速度较大B速度变化率较大C落地时速度一定较大D落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大D根据题述,两
6、球水平位移相等由于a球抛出时的高度比b球的高,由hgt2可知a球飞行时间长,由xv0t可知,a球的初速度一定较小,选项A错误两球都只受重力作用,加速度都是g,即速度变化率g,相同,选项B错误小球落地时速度v是水平速度与竖直速度的合速度,a球的初速度(水平速度)小,竖直速度大,所以不能判断哪个小球落地时速度较大,a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大,选项C错误,D正确7(多选)(2017武汉模拟)在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一个固定的竖直杆,其上的三个光滑水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C,它们离地的高度分别为3h、2h和h,当小车遇到障碍物M时,立即停下来,三个小球同时从支
7、架上水平抛出,落到水平路面上的第一落点分别是a、b、c点,如图4220所示不计空气阻力,则下列说法正确的是()图4220A三个小球从平抛至落地的时间之比为tAtBtC1B三个小球从平抛至落地的时间之比为tAtBtC321C三个小球落点的间距之比为L1L2()(1)D三个小球落点的间距之比为L1L211AC由题意可知三个小球A、B、C下落的高度之比为321,又由于竖直方向做自由落体运动,由t可知三个小球在空中运行的时间之比为1,A正确,B错误;A、B、C三个小球的水平位移之比为1,因此由题图可知L1L2()(1),C正确,D错误8(2017南京模拟)刀削面是山西最有代表性的面条,堪称天下一绝,已
8、有数百年的历史传统的操作方法是一手托面,一手拿刀,直接削到开水锅里,其要诀是:“刀不离面,面不离刀,胳膊直硬手水平,手端一条线,一棱赶一棱,平刀是扁条,弯刀是三棱”如图4221所示,面团与开水锅的高度差h0.80 m,与锅的水平距离L0.50 m,锅的半径R0.50 m要使削出的面条落入锅中,求面条的水平初速度v0的范围图4221【解析】设面条落入锅中的时间为t,则hgt2解得t0.4 s面条落至锅的左边缘时面条的水平速度最小,由Lv1t可得v11.25 m/s面条落至锅的右边缘时对应面条速度最大此时有L2Rv2t解得v23.75 m/s因此初速度取值范围:1.25 m/sv03.75 m/s
9、.【答案】1.25 m/sv03.75 m/sB级名校必刷题9如图4222所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面,半径为R,在B点上方的C点水平抛出一个小球,小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切,OD与OB的夹角为60,则C点到B点的距离为() 【导学号:92492175】图4222ARBC.DD设小球平抛运动的初速度为v0,将小球在D点的速度沿竖直方向和水平方向分解,则有tan 60,得.小球平抛运动的水平位移xRsin 60,xv0t,解得v,v.设平抛运动的竖直位移为y,v2gy,解得y,则BCy(RRcos 60),选项D正确10(2017沈阳模拟)如图4223所示,斜面固定在水平面上,两个小
10、球分别从斜面底端O点正上方A、B两点向右水平抛出,B为AO连线的中点,最后两球都垂直落在斜面上,A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为()图4223A.1B21C4D41B设落到斜面上的位置分别为P、Q,由题意知,落到斜面上时两小球的速度与水平面夹角相等,根据平抛运动的推论知,位移AP、BQ与水平面夹角也相等,则POA与QOB相似,对应边成比例,B正确11(多选)如图4224所示,小球a从倾角为60的固定粗糙斜面顶端以速度v1沿斜面恰好匀速下滑,同时将另一小球b在斜面底端正上方与a球等高处以速度v2水平抛出,两球恰好在斜面中点P相遇,则下列说法正确的是() 【导学号:92492176】图42
11、24Av1v221Bv1v211C若小球b以2v2水平抛出,则两小球仍能相遇D若小球b以2v2水平抛出,则b球落在斜面上时,a球在b球的下方AD两球恰在斜面中点P相遇,则在水平方向上它们的位移相同,即v2tv1tcos 60,得v1v221,A正确,B错误;若小球b以2v2水平抛出,a球竖直方向上的分速度不变,b球竖直方向做自由落体运动不变,若还能相遇,则仍然在P点相遇,但b的水平初速度变为2v2,水平方向相遇点会向左移动,所以两小球不能再相遇,C错误;小球a、b原来在P点相遇,b球竖直方向的平均速度等于v1sin ,b球的水平速度变为2v2,小球b会落在P点上方,在这段时间里,a球在竖直方向
12、的速度会大于b球在竖直方向做自由落体运动的平均速度,则b球落在斜面上时,a球在b球的下方,D正确12(2017锦州模拟)如图4225所示,一物体M从A点以某一初速度沿倾角37的粗糙固定斜面向上运动,自顶端B点飞出后,垂直撞到高H2.25 m的竖直墙面上C点,又沿原轨迹返回已知B、C两点的高度差h0.45 m,物体M与斜面间的动摩擦因数0.25,取sin 370.6,cos 370.8,重力加速度g取10 m/s2.试求:图4225(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小;(2)物体返回到B点时的速度大小;(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间【解析】(1)设物体M沿斜面向上运动时的加速度为a,由牛顿第二定律有mgsin mgcos ma代入数据得a8 m/s2.(2)物体从C点到B点做平抛运动,设落至B点时在竖直方向的速度为vBy,由平抛运动规律有v2gh解得vBy3 m/s由题意知,物体落在B点后刚好沿斜面下滑,则它落至B点时的速度方向沿斜面向下,与水平方向的夹角为37大小为vB5 m/s.(3)设物体从B点返回到A点过程中的加速度大小为a,时间为t,由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma代入数据得a4 m/s2由运动学公式vBtat2代入数据解得t0.5 s(3 s舍去)【答案】(1)8 m/s2(2)5 m/s(3)0.5 s