2020-2021学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册课后习题：第2章　第2节　平抛运动 Word版含解析

2020-2021学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册课后习题：第2章　第2节　平抛运动 Word版含解析

www.ks5u.com 第2章抛体运动 第2节　平抛运动 课后篇巩固提升 基础巩固 ‎1.(多选)关于平抛运动,下列说法中正确的是(　　)‎ A.平抛运动的轨迹是曲线,所以平抛运动是变速运动 B.平抛运动是一种匀变速曲线运动 C.平抛运动的水平射程x由初速度v0决定,与下落的高度h无关 D.平抛运动的落地时间t由初速度v0决定,v0越大,t越大 解析平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,不发生变化,是匀变速运动,运动轨迹是曲线,所以平抛运动一定是变速运动,故A、B正确;由平抛可得x=v0t,h=‎1‎‎2‎gt2,解得x=v0‎2hg,即平抛运动的水平射程由物体下落的高度和初速度共同决定,故C错误;由C知,平抛运动落地时间由h决定,与初速度无关,故D错误。‎ 答案AB ‎2.(多选)物体在平抛运动的过程中,在相等的时间内,下列物理量相等的是(　　)‎ A.速度的增量 B.加速度 C.位移 D.平均速度 解析根据题意知,物体在平抛运动中,由于只受到重力,则物体的加速度保持不变,故选项B正确;物体速度的增量为Δv=gΔt,重力加速度不变,在相等时间内速度变化量不变,故选项A正确;在相等时间内物体的位移和平均速度的方向都不相同,故选项C、D错误。‎ 答案AB ‎3.从离地面同一高度处以不同的速度水平抛出的两个物体(不计空气阻力),关于落到地面时的说法正确的是(　　)‎ A.速度大的落地时间长,水平射程大 B.速度小的落地时间短,水平射程小 C.质量小的落地时间长,水平射程大 D.落地时间一样长,速度大的水平射程大 解析平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,设落地时间为t,有h=‎1‎‎2‎gt2,即t=‎2hg,可见落地时间只与高度有关,与初速度的大小无关;水平射程x=v0t,t相同,v0越大,x越大,选项D正确。‎ 答案D ‎4.如图所示,在水平路面上一运动员驾驶摩擦车跨越壕沟,壕沟两侧的高度差为0.8 m,水平距离为8 m,则运动员跨过壕沟的初速度至少为(g取10 m/s2)(　　)‎ A.0.5 m/s B.2 m/s C.10 m/s D.20 m/s 解析根据x=v0t,y=‎1‎‎2‎gt2,将已知数据代入可得v0=20m/s。‎ 答案D ‎5.如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。不计空气阻力,下列说法正确的是(　　)‎ A.a和b的初速度大小之比为‎2‎∶1‎ B.a和b在空中运动的时间之比为2∶1‎ C.a和c在空中运动的时间之比为‎2‎∶1‎ D.a和c的初速度大小之比为2∶1‎ 解析平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,根据t=‎2hg可知a和b在空中运动的时间之比为‎2‎∶1;平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,根据v=xt可知a和b的初速度大小之比为1∶‎2‎,选项A、B错误;根据t=‎2hg可知a和c在空中运动的时间之比为‎2‎∶1;根据v=xt可知a和c的初速度大小之比为‎2‎∶1,选项C正确,D错误。故选C。‎ 答案C ‎6.在足够高处将质量m=1 kg的小球沿水平方向抛出,已知在抛出后第2 s末时小球速度大小为25 m/s(g取10 m/s2),求:‎ ‎(1)第2 s末时小球下降的竖直高度h;‎ ‎(2)小球沿水平方向抛出时的初速度大小。‎ 解析(1)小球在竖直方向上做自由落体运动,有h=‎1‎‎2‎gt2,代入数据得h=20m。‎ ‎(2)第2s末时小球的竖直分速度为vy=gt=20m/s 根据速度分解有v‎0‎‎2‎‎+vy‎2‎=‎v‎2‎‎2‎,‎ 代入数据得v0=15m/s。‎ 答案(1)20 m　(2)15 m/s ‎7.‎ 如图所示,水平台面AB距地面高度h=0.80 m。有一滑块从A点以v0=6.0 m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动,滑块与水平台面间的动摩擦因数μ=0.25。滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出。已知AB=2.2 m(不计空气阻力,g取10 m/s2,结果保留两位有效数字)。求:‎ ‎(1)滑块从B点飞出时的速度大小。‎ ‎(2)滑块落地点到平台边缘的水平距离。‎ 解析(1)设滑块从B点飞出时的速度大小为v,由牛顿第二定律和运动学方程得 ‎-μmg=ma v2-v‎0‎‎2‎=2as 代入数据得v=5.0m/s。‎ ‎(2)设滑块落地点到平台边缘的水平距离为x1,由平抛运动的规律得 x1=vt h=‎1‎‎2‎gt2‎ 代入数据得x1=2.0m。‎ 答案(1)5.0 m/s　(2)2.0 m 能力提升 ‎1.(多选)以v0的速度水平抛出一物体,当其水平分位移与竖直分位移相等时,下列说法正确的是(　　)‎ A.速度的大小是‎5‎v0‎ B.运动时间是‎2‎v‎0‎g C.竖直分速度大小等于水平分速度大小 D.运动的位移是‎2‎‎2‎v‎0‎‎2‎g 解析当其水平分位移与竖直分位移相等时,v0t=‎1‎‎2‎gt2,可得运动时间t=‎2‎v‎0‎g,水平分速度vx=v0,竖直分速度vy=gt=2v0,合速度v=vx‎2‎‎+‎vy‎2‎‎=‎‎5‎v0,合位移s=x‎2‎‎+‎y‎2‎‎=‎‎2‎‎2‎v‎0‎‎2‎g,故A、B、D正确,C错误。‎ 答案ABD ‎2.(多选)一飞机以200 m/s的速度在高空沿水平线做匀速直线飞行,每隔1 s由静止释放一个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,则(　　)‎ A.都没落地前,这5个小球在空中处在同一条竖直的直线上 B.都没落地前,这5个小球在空中处在同一抛物线上 C.都没落地前,第1、2两个球间的距离始终保持不变 D.相邻两球的落地点间距都是200 m 解析不同时刻释放的小球与飞机具有相同的水平速度,与飞机处在同一条竖直的直线上,选项A正确、B错误;在竖直方向上,各小球均做自由落体运动,以第2个球抛出时开始计时,则1、2两球间距离为Δh=‎1‎‎2‎g(t+1)2-‎1‎‎2‎gt2,Δh随t的增大而增大,选项C错误;落地时,两球的间距均为x=vΔt=200m/s×1s=200m,选项D正确。‎ 答案AD ‎3.质点做平抛运动经过A、B、C三点,其速度分别与竖直方向成90°、53°、37°,则质点在AB间运动时间t1与BC间运动时间t2之比为(　　)‎ A.‎5‎‎3‎ B.‎‎4‎‎3‎ C.‎9‎‎7‎ D.‎‎5‎‎7‎ 解析设物体的初速度为v0,根据题意画出反映速度关系的矢量图,如图所示。分析矢量图可得v‎0‎tan53°‎=gt1,v‎0‎tan37°‎‎-‎v‎0‎tan53°‎=gt2,解得t1∶t2=9∶7。‎ 答案C ‎4.如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,恰好垂直落在球拍上的B点,已知球拍与水平方向夹角θ=60°,AB两点高度差h=1 m,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则球刚要落到球拍上时速度大小为(　　)‎ A.2‎5‎ m/s B.2‎15‎ m/s C.4‎5‎ m/s D.‎4‎‎3‎‎15‎ m/s 解析根据h=‎1‎‎2‎gt2得t=‎2hg‎=‎‎2×1‎‎10‎s=‎1‎‎5‎s。竖直分速度vy=gt=10×‎1‎‎5‎m/s=‎20‎m/s,刚要落到球拍上时速度大小v=vycos60°‎=4‎5‎m/s,故选C。‎ 答案C ‎5.如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为(　　)‎ A.t B.‎2‎‎2‎t C.t‎2‎ D.‎t‎4‎ 解析设第一次抛出时A球的速度为v1,B球的速度为v2,则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t,第二次两球的速度为第一次的2倍,但两球间的水平距离不变,则x=2(v1+v2)T,联立得T=t‎2‎,所以C正确;ABD错误。‎ 答案C ‎6.物体做平抛运动,在它落地前的1 s内它的速度与水平方向夹角由30°变成60°。(g取10 m/s2)求:‎ ‎(1)平抛运动的初速度v0的大小。‎ ‎(2)平抛运动的时间。‎ ‎(3)平抛时的高度。‎ 解析(1)假定轨迹上A、B两点是落地前1s内的始、末点,画好轨迹图,如图所示。‎ 对A点:tan30°=‎gtv‎0‎ 对B点:tan60°=‎gt'‎v‎0‎ t'=t+1s 解得t=‎1‎‎2‎s,v0=5‎3‎m/s。‎ ‎(2)运动总时间t'=t+1s=1.5s。‎ ‎(3)高度h=‎1‎‎2‎gt'2=11.25m。‎ 答案(1)5‎3‎ m/s　(2)1.5 s　(3)11.25 m ‎7.‎ 女排比赛时,某运动员进行了一次跳发球,若击球点恰在发球处底线上方3.04 m高处,击球后排球以25.0 m/s的速度水平飞出,球的初速度方向与底线垂直,排球场的有关尺寸如图所示,试计算说明:‎ ‎(1)此球能否过网?‎ ‎(2)球是落在界内,还是界外?(不计空气阻力,g取10 m/s2)‎ 解析(1)当排球在竖直方向下落Δh=(3.04-2.24)m=0.8m时,所用时间为t1,满足Δh=‎1‎‎2‎gt‎1‎‎2‎,x=v0t1。解以上两式得x=10m>9m,故此球能过网。‎ ‎(2)当排球落地时h=‎1‎‎2‎gt‎2‎‎2‎,x'=v0t2。‎ 将h=3.04m代入得x'=19.5m>18m,故排球落在对方界外。‎ 答案(1)能过网　(2)界外