浙江省2019-2020學(xué)年高中物理 第四章 課時訓(xùn)練1 曲線運動和平拋運動（含解析）

課時訓(xùn)練1　曲線運動和平拋運動 基礎(chǔ)鞏固 1.如圖,籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐,圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點速度方向的是(　C　) A.v1 B.v2 C.v3 D.v4 2.船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2。為使船行駛到河正對岸的碼頭,則v1相對v2的方向應(yīng)為(　C　) 3.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上浮。如圖所示,當(dāng)紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時,第一次使玻璃管水平向右勻速運動,測得紅蠟塊運動到頂端所需時間為t1;第二次使玻璃管水平向右加速運動,測得紅蠟塊從下端運動到頂端所需時間為t2,則(　A　) A.t1=t2 B.t1>t2 C.t1<t2 D.無法比較 4.如圖所示,飛機水平飛行時向下投出一重物,不計空氣阻力,圖中虛線為重物的運動軌跡。下列表示重物在P位置時速度和加速度方向的箭頭分別是(　C　) A.①② B.②① C.②③ D.③② 解析:在曲線運動中,速度的方向沿軌跡的切線方向,而重物的加速度方向與重力方向相同。 5.在電影中,演員在右邊樓頂上遭遇“圍攻”,情急之下向左急奔后跳出,落在左側(cè)大樓頂層的陽臺上,得以“逃生”。假設(shè)右邊樓頂與左側(cè)大樓頂層的陽臺的高度差為3 m,水平距離為6.24 m,將上述“跳出”動作看成水平跳出,不考慮空氣阻力,g取10 m/s2,則演員起跳速度大小約為(　B　) A.6 m/s B.8 m/s C.11 m/s D.13 m/s 解析:根據(jù)h=gt2得平拋運動的時間為t== s≈0.8 s,則起跳的速度為v0== m/s≈8 m/s,故B正確。 6.套圈游戲是一項趣味活動,如圖,某次游戲中,一小孩從距地面高0.45 m處水平拋出半徑為0.1 m的圓環(huán)(圓環(huán)面始終水平),套住了距圓環(huán)前端水平距離為1.2 m、高度為0.25 m的瓶子。若重力加速度大小g=10 m/s2,則小孩拋出圓環(huán)的速度可能是(　C　) A.4.3 m/s B.4.6 m/s C.6.5 m/s D.7.5 m/s 解析:由平拋運動規(guī)律可知h1-h2=gt2,則圓環(huán)飛行時間t== 0.2 s,則平拋運動的最大速度v1== m/s=7 m/s,最小速度v2== m/s=6 m/s,則小孩拋出圓環(huán)的速度6 m/s<v<7 m/s,選項C 正確。 7.甲圖為飛碟全自動拋靶機,乙圖是某次拋靶機將飛碟拋出的飛行軌跡。下面圖中關(guān)于合外力及飛碟運動方向關(guān)系正確的是(　D　) 解析:曲線運動中某點的速度方向沿該點的切線方向,所受合外力方向與速度方向不在同一條直線上,并指向軌跡的凹側(cè),故D正確,A, B,C錯誤。 8.如圖所示,一小球在光滑桌面上做勻速運動,若沿桌面對小球施加一個恒定外力,則小球一定做(　C　) A.直線運動 B.曲線運動 C.勻變速運動 D.勻加速直線運動 解析:小球受恒力作用,則加速度不變,小球一定做勻變速運動,但受力方向與速度方向關(guān)系不確定,則可能做直線運動或曲線運動,選項C正確。 9.民族運動會上有一騎射項目如圖所示,運動員騎在奔跑的馬上,彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)。假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為v1,運動員靜止時射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d。要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時間最短,則下列說法正確的是(　B　) A.運動員放箭處離目標(biāo)的距離為 B.運動員放箭處離目標(biāo)的距離為 C.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為 D.箭射到固定目標(biāo)的最短時間為 解析:箭垂直于馬運動方向發(fā)射,此時飛行時間最短,所以最短時間 t=,故C,D錯誤。最短時間為t=,則箭在沿馬運動方向上的位移為x=v1t=,所以放箭處距離目標(biāo)的距離為s==,故A錯誤,B正確。 10.如圖所示,蹲在樹枝上的一只松鼠看到一個獵人正在用槍水平瞄準(zhǔn)它,就在子彈出槍口時,開始逃跑,松鼠可能的逃跑方式有下列四種。在這四種逃跑方式中,松鼠能逃脫厄運的是(設(shè)樹枝足夠高,忽略空氣阻力)(　B　) A.自由落下 B.豎直上跳 C.迎著槍口,沿AB方向水平跳離樹枝 D.背著槍口,沿AC方向水平跳離樹枝 解析:射出的子彈做平拋運動,根據(jù)平拋運動的特點,豎直方向做自由落體運動,所以無論松鼠自由落下,迎著槍口沿AB方向水平跳離樹枝,還是背著槍口沿AC方向水平跳離樹枝,豎直方向運動情況都與子彈相同,一定被打中,但豎直上跳時不能被擊中,故選項B正確。 能力提高 11.某同學(xué)在籃球場上練習(xí)投籃,一次投籃時籃球恰好垂直打在籃板上,且籃球撞擊籃板處與投出點之間的水平距離是豎直距離的2倍?？諝庾枇Σ挥??；@球被投出時的速度與水平方向間的夾角為(　B　) A.30° B.45° C.60° D.75° 解析:采用逆向思維,籃球做平拋運動,設(shè)豎直位移為h,則水平位移為x=2h,根據(jù)h=gt2得t=, 可知籃球水平分速度為vx==,vy=, 則tan α==1,解得籃球被投出時的速度與水平方向間的夾角 α=45°。 12.如圖所示,兩小球A,B分別從距地面高度h,H處以速度vA,vB水平拋出,均落在水平面上CD間的P點。已知H=2h,PD=2PC,它們在空中運動的時間分別為tA,tB。不計空氣阻力,下列說法正確的是(　C　) A.tA∶tB=∶1 B.tA∶tB=1∶2 C.vA∶vB=1∶ D.vA∶vB=1∶2 解析:根據(jù)平拋運動規(guī)律,h=g,2h=g,則tA∶tB=1∶,選項A,B錯誤;在水平方向上x=vAtA,2x=vBtB,則vA∶vB=1∶,選項C正確,D 錯誤。 13.如圖所示,小球從斜面的頂端A處以大小為v0的初速度水平拋出,恰好落到斜面底部的B點,且此時的速度大小vB=v0,空氣阻力不計,該斜面的傾角為(　B　) A.60° B.45° C.37° D.30° 解析:根據(jù)三角形知識知,落到底端時豎直分速度為vy==2v0,則運動的時間為t==,設(shè)斜面的傾角為θ,則有tan θ===1,解得θ=45°,B正確。 14.(2019·嘉興期末)一小球在水平面上運動,每隔0.02 s小球的位置如圖所示,依次經(jīng)歷了甲、乙、丙、丁、戊5個過程。哪一過程小球所受的合外力方向與運動方向相同(　D　) A.甲 B.乙 C.丙 D.戊解析:根據(jù)圖象可知,甲階段做減速直線運動,則受力的方向與運動方向相反,故A錯誤;乙、丁階段做曲線運動,受力的方向指向彎曲的方向,與運動的方向不同,故B錯誤;丙階段做勻速直線運動,物體所受合外力為0,故C錯誤;戊階段做加速直線運動,故戊階段小球所受的合外力方向與運動方向相同,故D正確。 15.運動員跨欄時,若把起跑八步上欄改成七步上欄,從而使起跳時距欄的水平距離增大,若在過欄時的最高點仍在欄的正上方同一高度處,則該運動員雙腳離地時(不計空氣阻力)(　D　) A.速度不變,增大速度與水平方向的夾角 B.速度增大,同時增大速度與水平方向的夾角 C.速度增大,同時速度與水平方向的夾角不變 D.速度增大,同時減小速度與水平方向的夾角 解析:運動員起跳到最高點的過程,可以近似看成逆向平拋運動。若在過欄時的最高點仍在欄的正上方同一高度處,豎直方向高度不變,根據(jù)豎直方向公式h=gt2,得時間t不變,起跳時的豎直速度vy=gt保持不變。若運動員把起跑八步上欄改成七步上欄,從而使起跳時距欄的水平距離增大,根據(jù)水平位移公式x=v0t,水平速度v0增大,起跳速度v=增大。速度與水平方向夾角的正切值tan θ==,由上式可知A,B,C錯誤,D正確。 16.(2019·溫州聯(lián)考)排球隊員高拋發(fā)球,若球離開手時正好在底線中點正上空 3.49 m 處,速度方向水平且與底線垂直。已知每邊球場的長和寬均為 9 m,球網(wǎng)高2.24 m,不計空氣阻力。為了使球能落到對方場地,下列發(fā)球速度大小可行的是(　C　) A.15 m/s B.17 m/s C.20 m/s D.25 m/s 解析:設(shè)球離開手時的高度為H,網(wǎng)高為h,每邊球場的長和寬均為L, 球剛好過網(wǎng)時,由平拋運動規(guī)律,有 H-h=g, L=v1t1, 解得最小速度v1=18 m/s; 若球剛好落到對方的底線中點,則有 H=g, 2L=v2t2, 解得最大速度v2≈22 m/s, 因此發(fā)球速度的范圍是18 m/s<v<22 m/s,選項C正確。 17.如圖所示,擋板OM與豎直方向所夾的銳角為θ,一小球(視為質(zhì)點)從O點正下方的A點以速度v0水平拋出,小球運動過程中恰好不和擋板碰撞(小球軌跡所在平面與擋板垂直)。不計空氣阻力,重力加速度大小為g,求: (1)小球恰好不和擋板碰撞時的豎直速度大小; (2)O,A間的距離。 解析:(1)由于小球恰好不和擋板碰撞,則小球到達(dá)斜面時,速度方向與斜面恰好平行,有 tan θ= 解得vy=。 (2)根據(jù)tan θ==得運動的時間t=, 由平拋運動規(guī)律得,水平位移x=v0t=, 豎直位移y=gt2= 由幾何關(guān)系得tan θ=。 聯(lián)立解得O,A間的距離h=。 答案:(1)　(2) 18.市區(qū)某商場門口設(shè)計了一個巧妙的裝置,由兩個完全相同的不完整圓管豎直緊挨(如圖),圓管的半徑遠(yuǎn)大于管的粗細(xì)。A,C為圓管的最高點。一直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,以一定的初速度從A點飛出,可以沿ABCDA形成一個完美的近“∞”軌跡一直運轉(zhuǎn)。小球每次恰好沿B,D切線進(jìn)入管道。求: (1)O1B和O2D與豎直方向夾角θ的余弦值; (2)A點的初速度大小。 解析:小球做平拋運動,在豎直方向有 h=R+Rcos θ=gt2,vy=gt 在水平方向有x=Rsin θ=v0t。 又因為小球在B點剛好與圓相切,所以有tan θ=, 聯(lián)立解得cos θ=,v0=。 答案:(1)　(2) - 7 -