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1、专题15 抛体运动【满分:110分 时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求; 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)1如图所示,在水平地面上 M 点的正上方某一高度处,将 球以初速度 v1 水平向右抛出,同时在 M 点右方地面上 N 点处,将 S2 球以初速度 v2斜向左上方抛出, 两球恰在 M、N 连线的中点正上方相遇,不计空气阻力,则两球从抛出到相遇 过程中: ( )A.初速度大小关系为 v1v2B速度变化量大小相等C都是变加速运动D都不是匀变速运动【答案】B【
2、名师点睛】平抛运动和斜抛运动在水平方向都是匀速直线运动,不同的是在竖直方向上的运动,但在竖直方向上的加速度是一样的,都是重力加速度。2如图所示,将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上,不计空气阻力,则下列说法中正确的是: ( )A从抛出到撞墙,第二次球在空中运动的时间较短B篮球两次撞墙的速度可能相等C篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等D抛出时的动能,第一次一定比第二次大【答案】A【名师点睛】由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上,该运动的逆运动为平抛运动,结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解。3如图,在竖直平面内,直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨
3、道水平相切于O点O点在水平地面上。可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆,刚好能通过半圆的最高点A,从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点,不计空气阻力,g=l0ms2。则B点与O点的竖直高度差为: ( )AB C D【答案】A【解析】小球刚好通过A点,则在A点重力提供向心力,则有:,解得:从A点抛出后做平抛运动,则水平方向的位移x=vt,竖直方向的位移h=gt2,根据几何关系有:x2+h2=R2解得:,B点与O点的竖直高度差,故A正确,BCD错误故选A.【名师点睛】本题综合运用了向心力公式、平抛运动规律,综合性较强,关键理清过程,选择适当的定理或定律进行解题,并借助于几何关系进行解答,难
4、度适中。4如图所示,在斜面顶端A以速度v水平抛出一小球,经过时间t1恰好落在斜面的中点P;若在A点以速度2v水平抛出小球,经过时间t2落地完成平抛运动。不计空气阻力,则: ( ) At22t1Bt2=2t1Ct2 tb Bta vb Dva vb【答案】AD【解析】两个小球都作平抛运动,竖直方向作自由落体运动,由h=gt2,得,则知tatb小球水平方向都做匀速直线运动,由x=v0t,由题意x相等,又tatb,则知vavb,故选AD【名师点睛】此题考查平抛运动的规律;要知道平抛运动在水平方向做匀速运动,在竖直方向做自由落体运动,结合运动公式解答. 10如图所示,相同的乒乓球1、2落台后恰好在等高
5、处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网不计乒乓球的旋转和空气阻力,乒乓球自起跳到最高点的过程中,下列说法中正确的是: ( )A起跳时,球1的重力功率等于球2的重力功率B球1的速度变化率小于球2的速度变化率C球1的飞行时间大于球2的飞行时间D过网时球1的速度大于球2的速度【答案】AD【解析】将小球运动视为斜抛运动,将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动,根据过网时的速度方向均垂直于球网,知竖直方向末速度为零,根据和知竖直方向初速度相同,运动时间相同,水平初速度1的大于2的,相同,故A正确;不计乒乓球的旋转和空气阻力,知两球加速度相同,故球1的速度变化率等于球2的速度变化率
6、,故BC错误;根据以上分析知竖直方向初速度相同,运动时间相同,水平初速度1的大于2的,故过网时球1的速度大于球2的速度,D正确。【名师点睛】此题考查斜抛运动,注意将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动,然后根据规律分析。11如图所示,横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c下列判断正确的是: ( )A图中三小球比较,落在a点的小球飞行时间最长B图中三小球比较,落在c点的小球飞行时间最长C图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最小D图中三小球比较,落在c点的小球
7、飞行过程速度变化最快【答案】AC【名师点睛】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12某次网球比赛中,某选手将球在边界正上方水平向右击出,球刚好过网落在场中(不计空气阻力),已知网球比赛场地相关数据如图所示,下列说法中正确的是: ( )A击球高度与网球高度之间的关系为B任意增加击球高度,只要击球传送带合适,球一定能落在对方界内C任意降低击球高度(仍大于),只要击球初速度合适,球一定能落在对方界内D若保持击球高度不变,球的初速度只要不大于,一定落在对方界内【答案】AB【解析】【名师点睛】本题考查平抛运动的临界问题,关
8、键掌握平抛运动的规律,抓住临界情况,运用运动学规律进行求解 二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)13(10分)小亮观赏跳雪比赛,看到运动员先后从坡顶水平跃出后落到斜坡上斜坡长80m,如图所示,某运动员的落地点B与坡顶A的距离L=75m,斜面倾角为37,忽略运动员所受空气阻力重力加速度取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8(1)求运动员在空中的飞行时间;(2)小亮认为,无论运动员以多大速度从A点水平跃出,他们落到斜坡时的速度方向都相同你是否同意这一观点?请通过计算说明理由;(3)假设运动员在落到倾斜雪道上时,靠改变姿势进
9、行缓冲使自己只保留沿斜坡的分速度而不弹起运动员与斜坡和水平地面的动摩擦因数均为=0.4,经过C处运动员速率不变,求运动员在水平面上滑行的最远距离【答案】(1)(2)见解析(3)14(10分)如图所示,质量为m=0.2kg的小球从平台上水平抛出后,落在一倾角=53的光滑斜面顶端,并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下,顶端与平台的高度差h=3.2m,g取10m/s2 (sin53=0.8,cos53=0.6),求:(1)斜面顶端与平台边缘的水平距离S;(2)小球沿斜面下滑到距斜面顶端竖直高度H=15m时重力的瞬时功率。【答案】(1)4.8m(2)32W15(15分)一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧
10、竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示,以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。已知,山沟竖直一侧的高度为h,坡面的抛物线方程为y=,探险队员的质量为m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。(1)求此人落到坡面时的动能;(2)此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?【答案】(1)(2)时,【解析】(1)设该队员在空中运动的时间为t,在坡面上落点的横坐标为x,纵坐标为y由运动学公式和已知条件得x=v0t 依题意:由机械能守恒可知落到坡面时的动能为:联立解得:(2)由可改写为当时,即时,16(15分)如
11、图所示,高的水平台面上是一个以的速度顺时针转动的水平传送带AB,在该水平台面右边竖直面BC的右端处也有一高度的足够长水平台面,其左端竖直面DE也是竖直方向,E点为平台的左端点。将一质量的小物块无初速度的放在传送带上的A点处。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,传送带的长度,传送带的滑轮大小可以忽略,重力加速度取(1)求物体从A到B的过程中,产生的热量;(2)求小物块离开传送带后,第一落点的位置到E点的距离。【答案】(1)4J(2)0.1m产生的热量(2小物体离开传送带后做平抛运动,若能到平台下方的地面,解得由于,所以小物体不可能到达平台下方的地面 设体落在竖直面DE上,由于 则小物块落点距E的距离。