題型1 平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
題型2 速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角
題型3 速度反向延長線的特點(diǎn)
題型4 平拋運(yùn)動(dòng)中追及相遇問題
題型5 斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)
題型6 曲面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)
題型7 類平拋運(yùn)動(dòng)
?第二層 能力提升練
?第三層 拓展突破練
平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
?積累與運(yùn)用
公式:水平速度
豎直速度
合速度
水平位移
豎直位移
合位移
(時(shí)間是聯(lián)系豎直和水平分運(yùn)動(dòng)的橋梁)。
1.(23-24高一下·青?!て谀┤鐖D所示,某同學(xué)取水時(shí),發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的高度恰好為水桶高的兩倍。在地面上平移水桶,水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g,則水從細(xì)水管出水口到桶口中心的時(shí)間與從桶口中心落到A點(diǎn)的時(shí)間之比為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】設(shè)桶高h(yuǎn),則水平細(xì)水管到水平地面的高度為2h,根據(jù)
可得水平細(xì)水管到水平地面的時(shí)間為
水平細(xì)水管到桶口的高度為h,則根據(jù)
解得
則水從細(xì)水管出水口到桶口中心的時(shí)間與從桶口中心落到A點(diǎn)的時(shí)間之比為
故選B。
2.(23-24高一下·湖南株洲·期末)“套圈圈”是小孩喜愛的一種游戲,游戲規(guī)則是:游戲者站在界線外從手中水平拋出一個(gè)圓形圈圈,落下后套中前方的物體,所套即所得。如圖所示,小孩保持直立并拋出圈圈套取了前方一物體,若小孩還想套取后方的另一物體,忽略圓形圈圈運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力,則以下方法一定不可行的是( )
A.小孩退后一步保持直立,以較小的速度拋出圈圈
B.小孩站在同樣的位置并踮起腳尖,以較大的速度拋出圈圈
C.小孩站在同樣的位置并踮起腳尖,以較小的速度拋出圈圈
D.小孩站在同樣的位置保持直立,以較大的速度拋出圈圈
【答案】A
【詳解】圈圈做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng),由
可知做平拋運(yùn)動(dòng)的圈圈飛行時(shí)間由高度決定,水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),水平位移為
A.小孩退后一步,以更小的速度拋出圈圈,相當(dāng)于把平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡向后平移,落點(diǎn)會更近,故A錯(cuò)誤;
BC.小孩踮起腳尖拋出圈圈,圈圈在空中飛行時(shí)間更長,以相同的速度或者更小的速度拋出都有可能拋出更遠(yuǎn),故BC正確;
D.小孩踮起保持直立拋出圈圈,圈圈在空中飛行時(shí)間不變,水平速度更大,可以飛行的更遠(yuǎn),故D正確。
本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng);
故選A。
3.(24-25高三上·福建福州·開學(xué)考試)如圖甲,投壺是古代“六藝”之一。如圖乙,A、B兩位投者在同一高度的不同位置、沿水平方向各射出一支完全相同的箭,箭都插入壺中。忽略空氣阻力、箭長、壺口大小等因素的影響,則兩支箭( )
A.在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.射出時(shí)的初速度相同
C.在空中運(yùn)動(dòng)的加速度不同D.插入壺中瞬間豎直分速度不同
【答案】A
【詳解】A.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
解得
所以兩支箭在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,故A正確;
B.水平方向有
由于水平位移不同,則水平初速度不同,故B錯(cuò)誤;
C.平拋運(yùn)動(dòng)的加速度都為重力加速度,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知
則插入壺中瞬間豎直分速度相同,故D錯(cuò)誤;
故選A。
4.(23-24高一下·遼寧·期末)如圖所示,豎直固定靶上端為O點(diǎn),線段MNO垂直于靶面,N位于M、O兩點(diǎn)的中點(diǎn)。某同學(xué)在練習(xí)飛鏢時(shí),第一次從M點(diǎn)水平拋出的飛鏢,擊中O點(diǎn)正下方的P點(diǎn),;第二次從N點(diǎn)水平拋出的飛鏢,擊中O點(diǎn)正下方的Q點(diǎn),。若飛鏢在M點(diǎn)的初速度為v,飛鏢在N點(diǎn)的初速度為( )
A.B.C.D.v
【答案】A
【詳解】設(shè),第一次從M點(diǎn)水平拋出的飛鏢,擊中O點(diǎn)正下方的P點(diǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

第二次從N點(diǎn)水平拋出的飛鏢,擊中O點(diǎn)正下方的Q點(diǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

聯(lián)立可得飛鏢在N點(diǎn)的初速度為
故選A。
速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角
?積累與運(yùn)用
1.偏轉(zhuǎn)角:
2..若已知平拋物體的位移和水平方向的夾角α及偏轉(zhuǎn)角θ,則有
5.(2025·浙江·一模)打水漂是一項(xiàng)很有趣的運(yùn)動(dòng),其成功與否的條件之一是石塊入水速度與水面的夾角。小明某次打水漂時(shí),將一小石塊從離水高度45的地方水平拋出,石塊首次入水速度與水面的夾角等于37°,結(jié)果打水漂失敗。為提高成功率,小明降低拋出點(diǎn)以同一速度平拋石塊,這次石塊首次入水速度與水面的夾角等于26.5°,打水漂成功。拋出點(diǎn)下移的距離為(不計(jì)空氣阻力,)( )
A.20B.25C.30D.35
【答案】B
【詳解】打水漂過程中石塊做平拋運(yùn)動(dòng),第一次打水漂, ,在豎直方向有
解得
根據(jù)速度夾角關(guān)系有
解得
第二次打水漂,設(shè)石塊剛落到水面時(shí)豎直方向的速度為,根據(jù)速度夾角關(guān)系有
解得
設(shè)此過程豎直方向的高度為,則有
故拋出點(diǎn)下移的距離為
故選B。
6.(23-24高一下·遼寧·期末)“打水漂”是人類古老的游戲之一,游戲者運(yùn)用手腕的力量把石片扔出,使得石片在水面上彈跳數(shù)次。某次游戲者打水漂時(shí)將石片以某初速度水平扔出,不計(jì)空氣阻力。對于石片從被扔出到首次落到水面上的過程,下列說法正確的是( )
A.石片被拋出的速度越大,在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長
B.石片落到水面時(shí)速度方向可能與水面平行
C.從同一高度拋出的石片速度越大,石片落到水面時(shí)速度方向與水面的夾角越小
D.石片落到水面時(shí)的速度大小與被拋出的速度大小無關(guān)
【答案】C
【詳解】A.由拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知
解得
高度決定物體下落時(shí)間,A錯(cuò)誤;
B.石片在空中做拋體運(yùn)動(dòng),豎直方向分速度不為零,故石片落到水面時(shí)速度方向不可能與水面平行,B錯(cuò)誤;
C.由拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知,石片落到水面時(shí)速度方向與水面的夾角為,則
從同一高度拋出的石片速度越大,則越大,夾角越小,C正確;
D.由拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知,石片落到水面時(shí)的速度大小為
故石片落到水面時(shí)的速度大小與拋出的速度有關(guān),D錯(cuò)誤;
故選C。
7.(23-24高一上·江蘇連云港·期末)如圖所示,小明從同一高度將相同的A、B兩個(gè)籃球先后拋出,籃球恰好都能垂直打在籃板上的點(diǎn)。已知籃球A、B拋出時(shí)與水平方向的夾角分別為、,運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為、,拋出時(shí)初速度的大小分別為、,不計(jì)空氣阻力。則( )
A.B.C.D.
【答案】D
【詳解】將兩籃球的運(yùn)動(dòng)過程的逆過程看做是平拋運(yùn)動(dòng),則因?yàn)樨Q直高度相同,根據(jù)
可知豎直速度相同
根據(jù)
可知時(shí)間相同
根據(jù)
則因A的水平位移小,則水平速度較小,即
根據(jù)
可知
故選D。
(多選)8.(23-24高一下·陜西西安·期末)飛鏢比賽中,某選手先后將三支飛鏢a、b、c由同一位置水平投出,三支飛鏢插在豎直靶上的狀態(tài)如圖所示。不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.飛鏢a在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短
B.飛鏢c投出的初速度最大
C.三支飛鏢鏢身的延長線交于同一點(diǎn)
D.飛鏢b插在靶上的位置一定在飛鏢a、c插在靶上的位置的正中間
【答案】BC
【詳解】A.根據(jù)
可知,飛鏢a在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長,飛鏢c在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)
可知,飛鏢c投出的初速度最大,選項(xiàng)B正確;
C.三支飛鏢鏢身的方向是速度的方向,其延長線應(yīng)該經(jīng)過水平位移的中點(diǎn),則應(yīng)該交于同一點(diǎn),選項(xiàng)C正確;
D.飛鏢b插在靶上的位置不一定在飛鏢a、c插在靶上的位置的正中間,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選BC。
速度反向延長線的特點(diǎn)?積累與運(yùn)用
做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向的反向延長線一定通過此時(shí)水平位移的中點(diǎn)
9.(23-24高三下·海南省直轄縣級單位·開學(xué)考試)某實(shí)驗(yàn)小學(xué)運(yùn)動(dòng)會上推出一種親子投擲游戲,大人和小孩站在同一位置,沿水平方向各投出一支箭,箭均插入地面上規(guī)定的點(diǎn)則獲勝。某次比賽中,大人投出的甲箭,箭尖插入地面上的點(diǎn)時(shí)與水平地面的夾角為;小孩投出的乙箭,箭尖插入地面上的點(diǎn)時(shí)與水平地面的夾角為,如圖所示。忽略空氣阻力、箭長等因素的影響,已知,,下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩箭投出時(shí)的初速度大小之比為B.甲、乙兩箭投出點(diǎn)到地面的高度之比為
C.甲、乙兩箭在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為D.甲、乙兩箭落地前瞬間的速度大小之比為
【答案】B
【詳解】B.由題圖可知,甲、乙兩箭平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移相等,設(shè)為,由落地前瞬間速度的反向延長線過水平位移的中點(diǎn),有
可得甲、乙兩箭投出點(diǎn)到地面的高度之比
故B正確;
C.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有
可得甲、乙兩箭在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為
故C錯(cuò)誤;
A.由
可得甲、乙兩箭投出時(shí)的初速度大小之比為
故A錯(cuò)誤;
D.箭落地前瞬間的速度大小為
甲、乙兩箭落地前瞬間的速度大小之比為
故D錯(cuò)誤。
故選B。
10.(21-22高一下·山西晉中·階段練習(xí))如圖所示,為半圓環(huán)的水平直徑,為環(huán)上的最低點(diǎn),一個(gè)小球從點(diǎn)以某速度水平拋出,一段時(shí)間后與半圓環(huán)相碰,不計(jì)空氣阻力。下列判斷正確的是( )
A.初速度越大,該過程小球的動(dòng)能的增量越大
B.要使該過程小球的動(dòng)能增量最大,小球應(yīng)該落在點(diǎn)
C.選取合適的初速度,可使小球與半圓環(huán)相碰時(shí)速度方向的反向延長線過半圓環(huán)的圓心
D.發(fā)現(xiàn)有兩次拋出過程中小球重力勢能變化量相同,則這兩次拋出的初速度一定相同
【答案】B
【詳解】B.小球拋出后只受重力作用,根據(jù)動(dòng)能定理可得
要使該過程小球的動(dòng)能增量最大,則重力做功最大,小球下落高度最大,故小球應(yīng)落在點(diǎn),B正確;
A.小球初速度越大,小球落到半圓環(huán)上的點(diǎn)離點(diǎn)的水平距離越大,但下落高度不一定越大,重力做功不一定越大,故小球的動(dòng)能的增量不一定越大,A錯(cuò)誤;
C.應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的推論可知,速度方向反向延長線過水平位移的中點(diǎn),而該過程中水平位移小于半圓環(huán)直徑,則速度的反向延長線不可能過半圓環(huán)的圓心,C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)重力勢能變化量相同時(shí),根據(jù)
可知,小球下落的高度相同,若兩次位置關(guān)于最低點(diǎn)左右對稱,兩次的水平位移不同,水平初速度不同,D錯(cuò)誤;
故選B。
平拋運(yùn)動(dòng)中追及相遇問題
11.(23-24高三上·江蘇·期末)如圖所示,在水平地面上M點(diǎn)的正上方h高度處,將小球S1以速度大小為v水平向右拋出,同時(shí)在地面上N點(diǎn)處將小球S2以速度大小為v豎直向上拋出。在S2球上升到最高點(diǎn)時(shí)恰與S1球相遇,不計(jì)空氣阻力。則在這段過程中,下列說法中正確的是( )

A.兩球的速度變化量大小相同
B.相遇時(shí)小球S1的速度方向與水平方向夾角為30°
C.兩球的相遇點(diǎn)在N點(diǎn)上方處
D.M、N間的距離為2h
【答案】A
【詳解】A.兩球加速度均為重力加速度,則相同時(shí)間內(nèi)速度變化量大小相同,故A正確;
B.兩球相遇時(shí)間為
對于小球S1有
相遇時(shí)小球S1的速度方向與水平方向夾角為45°,故B錯(cuò)誤;
C.相遇時(shí),小球S1豎直方向的分位移大小為
小球S2豎直方向的位移大小為
可知相遇時(shí)兩球豎直方向的分位移大小相等,則相遇點(diǎn)在N點(diǎn)上方處,故C錯(cuò)誤;
D.M、N間的距離為

則有
故D錯(cuò)誤。
故選A。
12.(24-25高三上·重慶·期中)如圖所示,在豎直平面內(nèi)位于等高的、兩點(diǎn)的兩個(gè)小球相向做平拋運(yùn)動(dòng),二者恰好在點(diǎn)相遇。已知構(gòu)成三角形,其邊長關(guān)系為、,則( )
A.兩個(gè)小球不一定同時(shí)拋出
B.兩個(gè)小球的初速度大小不相同
C.兩個(gè)小球相遇時(shí)速度相同
D.兩個(gè)小球相遇時(shí)速度方向是相互垂直的
【答案】D
【詳解】A.兩小球下落高度
在平拋運(yùn)動(dòng)中,下落高度,則
解得下落時(shí)間
因?yàn)閮蓚€(gè)小球下落高度相等,則下落時(shí)間相等,二者可以相遇,則一定是同時(shí)拋出的,故A錯(cuò)誤;
B.因?yàn)闃?gòu)成等腰三角形,兩點(diǎn)處到點(diǎn)的水平距離相等,均為,時(shí)間相等,則初速度大小
也相等,故B錯(cuò)誤;
CD.兩小球相遇時(shí),豎直方向速度大小符合
解得
可知水平方向初速度
即速度與水平方向夾角為,處平拋的小球到相遇時(shí)速度為右下方與水平方向夾角,處平拋的小球到相遇時(shí)速度為左下方與水平方向夾角,則兩個(gè)小球相遇時(shí)速度方向是相互垂直的,速度大小相等,但方向不同。故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
13.(24-25高三上·遼寧大連·期中)在一次學(xué)農(nóng)活動(dòng)中,農(nóng)忙之余師生利用自制的沙包進(jìn)行放松活動(dòng),教師和學(xué)生分別在A、B兩點(diǎn)分別以速度和水平拋出沙包,兩沙包在空中的C點(diǎn)相遇,忽略空氣阻力,重力加速度為g,則( )
A.教師和學(xué)生同時(shí)拋出沙包
B.兩沙包到C點(diǎn)的速度方向與豎直方向的夾角一定不相等
C.若已知A和C、B和C的高度差和,可求出A、B兩點(diǎn)的距離
D.若教師遠(yuǎn)離學(xué)生幾步,則需要與學(xué)生同時(shí)扔出沙包,兩沙包才能相遇
【答案】C
【詳解】AD.根據(jù)可知,教師拋出的沙包到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間較長,可知教師應(yīng)先拋出沙包才能與學(xué)生拋出的沙包在C點(diǎn)相遇,若教師遠(yuǎn)離學(xué)生幾步,豎直高度并未發(fā)生變化,故仍需要教師先拋出沙包,故選項(xiàng)AD錯(cuò)誤;
B.兩沙包到C點(diǎn)的速度方向與豎直方向的夾角滿足
則若滿足
時(shí)兩沙包到C點(diǎn)的速度方向與豎直方向的夾角相等,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.已知高度差和,則教師拋出的沙包滿足

xAC=v1t1
學(xué)生拋出的沙包滿足

xBC=v2t2
故可由
求解A、B兩點(diǎn)的距離,故C正確。
故選C。
(多選)14.(23-24高一下·四川眉山·期末)如圖所示,蹲在樹枝上的一只松鼠看到一個(gè)獵人正在用槍水平瞄準(zhǔn)它,就在子彈出槍口時(shí),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,松鼠不能逃脫厄運(yùn)而被擊中的是(設(shè)樹枝足夠高,忽略空氣阻力)( )
A.自由落下B.背著槍口,沿AC方向水平跳離樹枝
C.豎直下跳D.豎直上跳
【答案】AB
【詳解】AB.子彈在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),若松鼠做自由落體運(yùn)動(dòng),那么松鼠和子彈在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)是一樣的,它們始終在一個(gè)高度上,所以松鼠一定會被擊中,背著槍口,沿AC方向水平跳離樹枝這種運(yùn)動(dòng)在豎直方向上也是自由落體運(yùn)動(dòng),松鼠同樣會被擊中,不能逃脫厄運(yùn),故AB符合題意要求;
CD.豎直下跳和豎直上跳時(shí),在豎直方向上和子彈的運(yùn)動(dòng)過程不一樣,松鼠能逃過厄運(yùn)不被擊中,故CD不符合題意。
故選AB。
斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)
?積累與運(yùn)用
主要包括以下兩類:
一是從斜面上某一位置拋出,落到斜面上;
二是從空中某一位置拋出,落到斜面上.
解決平拋運(yùn)動(dòng)的方法是分解.若知道末速度方向,則分解末速度;若知道位移方向,則分解位移.
15.(24-25高二上·浙江杭州·期中)如圖所示,傾角為45°的斜面末端與水平地面相連,在斜面上距水平面高h(yuǎn)5.0m的P處將一小球(可看成質(zhì)點(diǎn))以v6m/s的初速度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,則小球拋出后第一次落在接觸面(斜面或者地面)上的時(shí)間為( )
A.0.8sB.1.0sC.1.6sD.2.0s
【答案】B
【詳解】如果落在斜面上
解得
因?yàn)?br>所以落在水平面上,則
解得
故選B。
16.(23-24高一下·四川眉山·期末)地球和月球上各有一個(gè)足夠長、傾角均為的山坡,可視為如圖所示的斜面。若分別從兩個(gè)山坡上以相同初速度水平拋出一個(gè)小球,小球落到山坡上時(shí),速度方向與斜面的夾角分別記為、(圖中未畫出)。已知地球表面重力加速度大小是月球表面的6倍,不計(jì)阻力及星球自轉(zhuǎn)。下列說法正確的是( )
A.
B.與大小無確定關(guān)系
C.兩次平拋,小球均做勻變速運(yùn)動(dòng)
D.兩次平拋,經(jīng)過相同的時(shí)間,在月球上小球速度的變化量是地球上的6倍
【答案】C
【詳解】AB.因?yàn)閮蓚€(gè)小球在相同大小的速度v0水平拋出,且都落到傾角為θ的斜面,因此兩個(gè)小球的位移角是相同的都為θ,根據(jù)平拋的角度推論可知,速度角正切值是位移角正切值的兩倍,因此兩個(gè)球落地時(shí)的速度角也相等,因此速度方向與斜面的夾角也相等,即
故AB錯(cuò)誤;
C.兩次平拋小球均只受重力,加速度恒定,故小球均做勻變速運(yùn)動(dòng),故C正確;
D.根據(jù)
可得兩次平拋,經(jīng)過相同的時(shí)間,在月球上小球速度的變化量與地球上小球速度的變化量比值為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
17.(23-24高二下·浙江杭州·期中)在某次演習(xí)中,轟炸機(jī)沿水平方向投放了一枚炸彈,炸彈正好垂直擊中山坡上的目標(biāo),山坡的傾角,如圖所示。不計(jì)空氣阻力,炸彈豎直方向下落的距離與水平方向通過的距離的比值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】由題知,炸彈在空中做平拋運(yùn)動(dòng),炸彈正好垂直擊中山坡。設(shè)此時(shí)炸彈豎直方向下落的距離為y,水平方向通過距離為x,則由平拋運(yùn)動(dòng)推論有此時(shí)速度方向的反向延長線交于水平位移的中點(diǎn),可得
故得
故選A。
18.(23-24高一下·河北保定·階段練習(xí))一階梯如圖所示(有很多級臺階,圖中只畫出了一部分),每級臺階的高度和寬度均為,一小球(視為質(zhì)點(diǎn))以大小為的速度水平飛出,取重力加速度大小,不計(jì)空氣阻力,小球第一次將落在第n級臺階上,則n為( )
A.10B.11C.12D.13
【答案】D
【詳解】如圖
設(shè)小球落到斜線上的時(shí)間t,水平方向
豎直方向

解得
相應(yīng)的水平距離
臺階數(shù)
知小球第一次將落在第13級臺階上。
故選D。
曲面結(jié)合的平拋運(yùn)動(dòng)
19.(24-25高二上·安徽·開學(xué)考試)在水平路面上騎摩托車的人,遇到一個(gè)壕溝,其尺寸如圖所示。摩托車后輪離開地面后失去動(dòng)力,之后的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng),摩托車后輪落到壕溝對面才算安全。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A.摩托車在空中相同時(shí)間內(nèi)速度的變化量不相同
B.若摩托車能越過壕溝,則其所用時(shí)間為
C.摩托車能安全越過壕溝的最小初速度為
D.若摩托車越不過壕溝,則初速度越小其在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短
【答案】B
【詳解】A.摩托車在空中做平拋運(yùn)動(dòng),加速度不變,由
可知,相同時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同,故A錯(cuò)誤;
B.摩托車越過壕溝的過程,豎直方向有
可得
故B正確;
C.摩托車能安全越過壕溝的最小初速度滿足
求得
故C錯(cuò)誤;
D.摩托車在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由豎直方向下落的高度決定,若摩托車越不過壕溝,其落點(diǎn)如果在壕溝最深處的右側(cè),則初速度越小在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長,落點(diǎn)如果在壕溝最深處的左側(cè),則初速度越小在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短,故D錯(cuò)誤。
故選B。
20.(23-24高一下·貴州遵義·開學(xué)考試)掛完窗簾,小明的初中同學(xué)在寢室一樓叫他,原來是讓小明把幾本書拿給她,小明寢室在五樓,小明不想下樓,則從窗戶O點(diǎn)拋出的三本書(視為理想平拋運(yùn)動(dòng)),做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則三本書做平拖運(yùn)動(dòng)的初速度、、的關(guān)系和三個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、、的關(guān)系分別是( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】C
【詳解】三本書都做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),取一個(gè)相同的高度,此時(shí)物體的下降的時(shí)間相同,如圖所示

知水平位移大的物體的初速度較大,得
平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),由
知物體下降的高度決定物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,得
故選C。
21.(22-23高二下·浙江杭州·階段練習(xí))如圖所示,固定的半圓形豎直軌道,AB為水平直徑,O為圓心,同時(shí)從A點(diǎn)水平拋出質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)小球,初速度分別為、分別落在C、D兩點(diǎn)。并且C、D兩點(diǎn)等高,OC、OD與豎直方向的夾角均為30°()。則( )

A.
B.甲、乙兩球下落到軌道上的速度變化量不相同
C.若一球以的初速度從A點(diǎn)水平拋出,可打在O點(diǎn)的正下方
D.若調(diào)整乙的速度大小,乙可能沿半徑方向垂直打在半圓形豎直軌道上
【答案】A
【詳解】A.根據(jù)可知,甲、乙兩球下落時(shí)間相等,設(shè)圓形軌道的半徑為R。則A、C的水平位移為
x1=R-Rsin30°=0.5R,x2=R+Rsin30°=1.5R

x2=3x1
根據(jù)可知
故A正確;
B.甲、乙兩球下落到軌道上的速度變化量
因?yàn)闀r(shí)間相同,所以速度變化量相同,故B錯(cuò)誤;
C.若一球以的初速度從A點(diǎn)水平拋出,打在CD連線對應(yīng)的O點(diǎn)正下方,但現(xiàn)在是圓弧,所以不可能打到O點(diǎn)正下方,故C錯(cuò)誤;
D.因?yàn)樗俣确聪蜓娱L線過水平位移中點(diǎn),所以調(diào)整乙的速度大小,乙也不可能沿半徑方向垂直打在半圓形豎直軌道上,故D錯(cuò)誤。
故選A。
類平拋運(yùn)動(dòng)
?積累與運(yùn)用
受力特點(diǎn):物體所受合力為恒力,且與初速度的方向垂直
運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):在初速度 v?方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),在合力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度
處理方法:將類平拋運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立、互不影響,且與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性
22.(2024·甘肅蘭州·一模)海水因密度不同會造成“水下斷崖”現(xiàn)象,潛艇從海水高密度區(qū)域駛?cè)氲兔芏葏^(qū)域,浮力頓減,如同疾駛的汽車掉下懸崖,專業(yè)上稱之為“掉深”。中國海軍南海艦隊(duì)的636M型常規(guī)潛艇372艇是目前世界上唯一一艘遭遇到海底斷崖“掉深”后還能成功自救脫險(xiǎn)的潛艇,創(chuàng)造了世界潛艇發(fā)展史上的奇跡。設(shè)某一潛艇正在高密度海水區(qū)域沿水平方向航行,時(shí)刻潛艇“掉深”,水平方向的x-t圖象和豎直方向的v-t圖像如圖所示。重力加速度g取10m/s2,不計(jì)水的阻力,對潛艇“掉深”后的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A.依然能做直線運(yùn)動(dòng)
B.10s末潛艇的速度約為21m/s
C.豎直向下的最大位移為200m
D.先超重后失重
【答案】B
【詳解】A.根據(jù)潛艇水平方向的x-t圖像和豎直方向的v-t圖像分析知“掉深”后,潛艇水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),豎直方向先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故潛艇做曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.10s末潛艇水平方向的速度為
豎直方向的速度為
故10s末潛艇的速度約為
故B正確;
C.豎直速度減為零時(shí),潛艇豎直向下的位移最大,根據(jù)v-t圖像所圍的面積等于位移,由豎直方向的v-t圖像知
故C錯(cuò)誤;
D.潛艇的加速度先向下后向上,故先失重后超重,故D錯(cuò)誤。
故選B。
23.(23-24高一下·黑龍江大慶·期中)滑雪場部分路段如圖所示,光滑長方形斜面與水平面夾角。某滑雪者自點(diǎn)以速度水平?jīng)_上斜面后自由滑行,剛好能夠從點(diǎn)滑出,已知,取。則滑雪者經(jīng)過點(diǎn)時(shí)速度大小為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】滑雪者沖上ABDC斜面后加速度
根據(jù)
得滑雪者經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)沿斜面向下的分速度
滑雪者經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大小
故選B。
1.(2024·廣東湛江·模擬預(yù)測)如圖,某同學(xué)從A點(diǎn)水平拋出一彈性小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),小球在B點(diǎn)與豎直墻面發(fā)生碰撞后反彈,碰撞時(shí)間忽略不計(jì),若彈性小球和墻面碰撞后,水平方向速度大小減小為原來的一半,豎直方向速度保持不變,經(jīng)過一段時(shí)間,小球落在水平地面上。已知A點(diǎn)離地高為H、與墻距離為s,B點(diǎn)離地高為,不計(jì)空氣阻力,則小球落地時(shí)距墻面的距離為( )
A.B.sC.D.2s
【答案】A
【詳解】設(shè)小球從拋出到碰墻的時(shí)間為,從碰墻到落地時(shí)間為,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,小球豎直方向上有
,
解得
水平方向上,碰墻前有
碰墻后有
故選A。
2.(2024·安徽·模擬預(yù)測)如圖所示,某同學(xué)將一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從P點(diǎn)對著豎直墻壁以一定的水平初速度拋出,球與墻壁在A點(diǎn)發(fā)生碰撞后反彈,落在水平地面上的B點(diǎn),B點(diǎn)剛好在P點(diǎn)正下方。已知A點(diǎn)離水平地面的高度為d,B點(diǎn)到豎直墻壁的距離也為d,球與墻壁碰撞前后豎直分速度不變,水平分速度大小相等、方向相反,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。則小球被拋出時(shí)的初速度大小為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】由題意知,水平方向速度大小不變,小球從P到A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,豎直方向小球做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例規(guī)律可知,P點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直高度為,則小球從P到A的時(shí)間為
則小球拋出時(shí)的初速度大小為
故選A。
3.(2024·吉林長春·一模)鄭欽文在2024年巴黎奧運(yùn)會為我國贏得首枚奧運(yùn)網(wǎng)球單打金牌。比賽中在網(wǎng)球距地面高度為h時(shí),她以斜向上方速度將網(wǎng)球擊出,方向與水平方向夾角為θ。忽略空氣阻力,網(wǎng)球從被擊出到第一次落地過程中,下列說法正確的是( )
A.網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與h有關(guān),與無關(guān)
B.網(wǎng)球落地前速度的反向延長線過水平位移的中點(diǎn)
C.保持h和的大小不變,當(dāng)時(shí),網(wǎng)球水平位移最大
D.保持的大小不變,h越小,最大水平位移對應(yīng)的θ越接近
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)位移時(shí)間公式有
可知,網(wǎng)球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與h和有關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.由平拋運(yùn)動(dòng)推論可知網(wǎng)球落地前速度的反向延長線過網(wǎng)球平拋階段的水平位移的中點(diǎn),如圖
故B錯(cuò)誤;
CD.依題意,網(wǎng)球做斜拋運(yùn)動(dòng),分解為初速度方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),如圖
可知
當(dāng)
時(shí),有極值
可得
解得
可知網(wǎng)球水平射程最遠(yuǎn)的拋射角與h和v0有關(guān)。當(dāng)h=0時(shí)
即h越小,最遠(yuǎn)射程對應(yīng)的拋射角越接近45°,故C錯(cuò)誤;D正確;
故選D。
4.(2024·浙江寧波·一模)同學(xué)們設(shè)計(jì)了一個(gè)“地面飛鏢”的游戲,如圖所示,投擲者需站在投擲線后的一條直線上將飛鏢水平拋出,飛鏢落在水平放置的盤面內(nèi)即可獲得獎(jiǎng)勵(lì)。如圖所示,甲同學(xué)將飛鏢從較高的點(diǎn)以水平速度拋出,乙同學(xué)從較低的點(diǎn)以水平速度拋出,兩飛鏢落于盤面的同一點(diǎn),且兩飛鏢與盤面夾角相同,不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.兩飛鏢落到點(diǎn)的速度相同
B.拋出點(diǎn)與落點(diǎn)三點(diǎn)必共線
C.要使飛鏢均落到盤面內(nèi),則從點(diǎn)拋出的水平速度范圍更大
D.從兩點(diǎn)水平拋出的飛鏢,只要落到盤面內(nèi)則必落到同一點(diǎn)
【答案】B
【詳解】A.甲同學(xué)飛鏢落在C點(diǎn)時(shí)豎直方向上的分速度
甲同學(xué)飛鏢落到C點(diǎn)的速度
乙同學(xué)飛鏢落在C點(diǎn)時(shí)豎直方向上的分速度
乙同學(xué)飛鏢落到C點(diǎn)的速度
由于,故兩飛鏢落到點(diǎn)的速度不同,A錯(cuò)誤;
B.由于兩飛鏢在C點(diǎn)速度與水平方向夾角相同,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論速度與水平方向夾角的正切值為位移方向夾角正切值的2倍,二者位移方向的偏角相等,故、三點(diǎn)必共線,B正確
C.結(jié)合上述分析可知
可知,同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間甲同學(xué)的飛鏢運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長,而水平變化位移相同,對應(yīng)的甲的變化時(shí)間更小,故從點(diǎn)拋出的水平速度范圍更小,C錯(cuò)誤;
D.由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間與水平拋出的速度大小均不相同,二者可能會落在同一點(diǎn),也可能不落在同一點(diǎn),D錯(cuò)誤。
故選B。
5.(23-24高一下·廣東·期末)如圖甲所示,將乒乓球發(fā)球機(jī)固定在左側(cè)桌面邊緣的中央,使乒乓球沿中線方向水平拋出,發(fā)球的高度H和球的初速度可調(diào)節(jié),忽略空氣阻力,則下列說法正確的是( )
A.保持H不變,越大,乒乓球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越小
B.保持H不變,越大,乒乓球落在桌面瞬間速度與水平方向的夾角越大
C.保持不變,H越大,乒乓球落在桌面時(shí)位移與水平方向的夾角越大
D.保持不變,H越大,乒乓球落在桌面瞬間的速度越小
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
解得
可知乒乓球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落的高度決定,H不變,則乒乓球在空中下落的時(shí)間不變,A錯(cuò)誤;
B.乒乓球落在桌面瞬間的豎直速度為
乒乓球落在桌面瞬間速度與水平方向的夾角的正切值
顯然v0越大,乒乓球落在桌面瞬間速度與水平方向的夾角越小,B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論乒乓球落在桌面時(shí)位移與水平方向的夾角的正切值
保持不變,H越大,則乒乓球落在桌面時(shí)位移與水平方向的夾角越大,C正確;
D.物體落在桌面瞬間的速度為
顯然保持v0不變,H越大,乒乓球落在桌面瞬間的速度越大,D錯(cuò)誤。
故選C。
6.(2023·遼寧沈陽·模擬預(yù)測)如圖所示光滑直管傾斜固定在水平地面上,直管與水平地面間的夾角為45°,管口到地面的豎直高度為;在距地面高為處有一固定彈射裝置,可以沿水平方向彈出直徑略小于直管內(nèi)徑的小球。某次彈射的小球恰好無碰撞地從管口處進(jìn)入管內(nèi),設(shè)小球彈出點(diǎn)到管口的水平距離為,彈出的初速度大小為,重力加速度取。關(guān)于和的值,下列選項(xiàng)正確的是( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】A
【詳解】由題意可知,彈出后小球做平拋運(yùn)動(dòng),到管口時(shí)的速度方向沿直管方向,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),做平拋運(yùn)動(dòng)的物體任意時(shí)刻速度方向的反向延長線交此前水平位移于中點(diǎn),如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系得
小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),可得小球從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
水平方向勻速運(yùn)動(dòng)有
故選A。
7.(2025·廣西來賓·模擬預(yù)測)同一水平線上相距為L的兩位置沿相同方向水平拋出兩小球甲和乙,兩球在空中相遇,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是( )
A.甲球要先拋出才能相遇
B.在任意相同時(shí)間內(nèi)兩球速度的變化量相同
C.兩球相遇時(shí)乙球速度更大
D.兩球相遇時(shí)甲球加速度更大
【答案】B
【詳解】A.將平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),相遇時(shí)豎直下落的高度相同,因此兩球同時(shí)拋出,A錯(cuò)誤;
BD.拋出后兩球的加速度都是重力加速度相同,根據(jù)加速度的定義可知,在任意相同時(shí)間內(nèi)兩球速度的變化量相同,B正確,D錯(cuò)誤;
C.由于同時(shí)拋出,水平方向上,甲球追上乙球,可知拋出時(shí)甲球的初速度更大,相遇時(shí)豎直方向速度相同,因此兩球相遇時(shí)甲球速度更大,D錯(cuò)誤。
故選B。
8.(23-24高二下·河北邯鄲·期末)操場上兩同學(xué)練習(xí)排球,在空中同一水平直線上A、B兩點(diǎn)處分別把相同的1、2兩球同時(shí)擊出,球1做平拋運(yùn)動(dòng),球2做斜拋運(yùn)動(dòng),兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi),如圖所示,軌跡交于P點(diǎn),P是A、B連線的中垂線上一點(diǎn),球1的初速度為,球2的初速度為,不考慮排球的旋轉(zhuǎn),不計(jì)空氣阻力,兩球從拋出至到達(dá)P點(diǎn)的過程中( )
A.兩球在P點(diǎn)相遇B.球2在最高點(diǎn)的速度等于
C.球1速度變化得比球2更快D.球1速度的變化量小于球2速度的變化量
【答案】D
【詳解】A.兩球在豎直方向上到P點(diǎn)的高度一樣設(shè)為h。球1做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向上自由落體高度為h。而球2豎直方向上,先上拋后自由下落,自由下落的高度大于h,根據(jù)格式可知,光球2下落的時(shí)間都大于球1運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,所以兩球在P點(diǎn)不相遇。故A錯(cuò)誤;
B.球2在最高點(diǎn)的速度為水平方向上勻速的速度。由于兩球水平位移一樣,球2運(yùn)動(dòng)時(shí)間長,根據(jù)公式可知,球2水平方向上速度小,即球2在最高點(diǎn)的速度小于。故B錯(cuò)誤;
C.由于兩球的加速度均為重力加速度,所以單位時(shí)間內(nèi)球1速度的變化等于球2速度的變化,故C錯(cuò)誤;
D.球2運(yùn)動(dòng)時(shí)間長,根據(jù)公式可知,球1速度的變化量小于球2速度的變化量,故D正確。
故選D。
9.(2024·廣東深圳·二模)如圖所示,陽光垂直照射到傾角為θ的斜面草坪上,在斜面草坪頂端把一高爾夫球以v0的速度水平擊出,小球剛好落在斜面底端。B點(diǎn)是球距離斜面的最遠(yuǎn)處,草坪上A點(diǎn)是在陽光照射下球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的投影點(diǎn),草坪上D點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方。不計(jì)空氣阻力,則( )
A.AB的長度為 B.小球在空中的飛行時(shí)間
C.OA與AC長度比為1:3D.OD與DC長度之比為1:3
【答案】A
【詳解】AB.將小球的運(yùn)動(dòng)分解為沿斜面和垂直斜面兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),可知小球垂直斜面方向做初速度為,加速度為的勻減速直線運(yùn)動(dòng),B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)過程中距離斜面的最遠(yuǎn)處,則此時(shí)小球垂直斜面方向的分速度剛好為0,則有
則從O點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
根據(jù)對稱性原理,可知小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間等于從O點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
故小球在空中的飛行時(shí)間為
故A正確,B錯(cuò)誤;
C.小球另一個(gè)分運(yùn)動(dòng)是沿斜面向下運(yùn)動(dòng),即小球沿斜面方向做初速度為,加速度為的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有

故OA與AC長度比為
故C錯(cuò)誤;
D.將小球的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),如圖所示
則從O到B有
小球從O到C有
根據(jù)幾何關(guān)系,可知D點(diǎn)是OC的中點(diǎn),則OD與DC長度相等,即OD與DC長度之比為1:1,故D錯(cuò)誤。
故選A。
10.(23-24高二下·重慶九龍坡·期末)北京冬奧會將在2022年2月4日至2022年2月20日在北京和張家口聯(lián)合舉行,這是北京和張家口歷史上第一次舉辦冬季奧運(yùn)會。如圖,某滑雪運(yùn)動(dòng)員從弧形坡面上滑下沿水平方向飛出后落回到斜面上。若斜面足夠長且傾角為θ。某次訓(xùn)練時(shí),運(yùn)動(dòng)員從弧形坡面先后以速度v0和3v0水平飛出,飛出后在空中的姿勢保持不變。不計(jì)空氣阻力,則( )
A.運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上所用時(shí)間之比為3∶1
B.運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上位移之比為1∶3
C.運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上動(dòng)能的變化量之比為1∶3
D.運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上動(dòng)量的變化量之比為1∶3
【答案】D
【詳解】A.運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)水平方向
豎直方向

解得
因此運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上所用時(shí)間之比
故A錯(cuò)誤;
B.運(yùn)動(dòng)員在斜面上的位移
運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上位移之比
故B錯(cuò)誤;
C.落在斜面上動(dòng)能的變化量
因此運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上動(dòng)能的變化量之比
故C錯(cuò)誤;
D.落在斜面上動(dòng)量的變化量
因此運(yùn)動(dòng)員先后落在斜面上動(dòng)量的變化量之比
故D正確。
故選D。
11.(2025·山東濟(jì)南·二模)如圖所示,為豎直平面內(nèi)的半圓環(huán)的水平直徑,為環(huán)上最低點(diǎn),環(huán)半徑為,將一個(gè)小球從點(diǎn)以初速度沿方向拋出,設(shè)重力加速度為,不計(jì)空氣阻力,則以下說法正確的是( )
A.小球的初速度越大,碰到圓環(huán)時(shí)的豎直分位移越大
B.當(dāng)小球的初速度時(shí),碰到圓環(huán)時(shí)的豎直分速度最大
C.若取合適的值,小球能垂直撞擊圓環(huán)
D.取值不同時(shí),小球落在圓環(huán)上的速度方向和水平方向之間的夾角可以相同
【答案】B
【詳解】A.小球做平拋運(yùn)動(dòng),則小球的初速度v0越大,其軌跡就越靠近ab直線,則碰到圓環(huán)時(shí)的水平分位移越大,豎直位移就越小,A錯(cuò)誤;
B.小球做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球掉在c點(diǎn)時(shí)豎直分速度最大,設(shè)初速度為v0,則有
解得
B正確;
C.小球撞擊在圓弧ac段時(shí),速度方向斜向右下方,不可能與圓環(huán)垂直;當(dāng)小球撞擊在圓弧cb段時(shí),根據(jù)“中點(diǎn)”結(jié)論可知,由于O不在水平位移的中點(diǎn),所以小球撞在圓環(huán)上的速度反向延長線不可能通過O點(diǎn),也就不可能垂直撞擊圓環(huán),C錯(cuò)誤;
D.v0取值不同時(shí),小球運(yùn)動(dòng)的軌跡不同,落到圓環(huán)上的位置不同,則位移的偏向角不同,因速度的偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍,可知速度的偏向角不同,則小球落在圓環(huán)上的速度方向和水平方向之間的夾角不相同,D錯(cuò)誤。
故選B。
12.(23-24高三上·江西吉安·期末)半徑為R半圓形的彎曲面固定放置在水平地面上的C點(diǎn),O是圓心,AB是水平直徑,OC是豎直半徑,D是圓弧上的一個(gè)小孔,∠COD=60°。現(xiàn)讓視為質(zhì)點(diǎn)的小球(直徑略小于小孔D的直徑)從O點(diǎn)水平向右拋出,經(jīng)過D(與小孔無碰)落到水平地面的E點(diǎn),重力加速度大小為g,下列說法正確的是( )
A.小球在D點(diǎn)的速度方向由O指向D
B.小球在D點(diǎn)的速度大小為
C.小球在O點(diǎn)的速度大小為
D.小球由D到E運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【答案】B
【詳解】A.小球從O到D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度的反向延長線過水平位移中點(diǎn),小球從O點(diǎn)拋出,故D點(diǎn)的速度方向不可能由O指向D,故A錯(cuò)誤;
C.小球從O到D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),則有
,
解得小球在O點(diǎn)的初速度大小為
故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)上述可以解得,小球由O到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
從O到E的運(yùn)動(dòng)過程有
解得
則小球從D到E的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
故D錯(cuò)誤;
B.結(jié)合上述可知,小球在D點(diǎn)的速度大小為
故B正確。
故選B。
13.(2024·吉林·一模)如圖,環(huán)保人員在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)一根圓形排污管正在向外滿口排出大量污水。這根管道水平設(shè)置,測得管口離水面的高度為h,排污管內(nèi)徑為D,污水從管口落到水面的水平位移為x,該管道的排污流量為Q(流量為單位時(shí)間內(nèi)流體通過某橫截面的體積)。不計(jì)一切阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是( )
A.污水流速越快,水從出管口到拋入水面的時(shí)間越長
B.污水拋入水面時(shí)速度方向可能與水面垂直
C.留在空中的污水體積大于
D.管道的排污流量為
【答案】D
【詳解】A.水流從水管出來后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
解得
可知,水從出管口到拋入水面的時(shí)間只與離水面的高度有關(guān),與水的流速無關(guān),A錯(cuò)誤;
B.水拋入水面時(shí)具有水平方向和豎直方向的速度,因此,入水面時(shí)的速度不可能與水面垂直,B錯(cuò)誤;
C.空中污水柱的體積為
C錯(cuò)誤;
D.管道的排污流量為
其中
結(jié)合上述分析,聯(lián)立解得
D正確。
故選D。
(多選)14.(2024·廣東韶關(guān)·模擬預(yù)測)“水上飛石”也叫“打水漂”,是一項(xiàng)有趣的體育運(yùn)動(dòng)。某水上飛石愛好者將扁平的石子向水面快速拋出,石子在水面上連續(xù)跳躍飛向遠(yuǎn)方,形成如圖所示的“水漂”效果。假設(shè)石子每次觸水后,水平方向的速度沒有損失,豎直方向的速度變小,忽略空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.石子每一次觸水點(diǎn)的相鄰間距相同
B.石子每一次觸水反彈到最高點(diǎn)時(shí),速度不變
C.石子每一次觸水后彈起的高度逐漸減小
D.若兩位水上飛石愛好者同時(shí)“打水漂”,將石子在同一豎直平面內(nèi),不同高度,以相同的水平方向同時(shí)拋出,兩塊石子在第一次落水前可能相碰
【答案】BC
【詳解】AC.由于石子每一次觸水后,水平方向的速度沒有損失,豎直方向的速度變小,根據(jù)vy = gt1可知,則每次觸水后在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短,石子每一次觸水后彈起的高度逐漸減小,則石子每一次觸水點(diǎn)的相鄰間距
也變小,故A錯(cuò)誤,C正確;
B.石子每一次觸水反彈到最高點(diǎn)時(shí),豎直方向速度為零,水平方向速度均為vx,即速度不變,故B正確;
D.石子被水平拋出后,在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),故兩塊石子在第一次落水前不可能相碰,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
(多選)15.(2024·四川遂寧·模擬預(yù)測)如圖所示,內(nèi)壁光滑的四分之一圓弧軌道豎直固定放置,軌道半徑為,圓心為A點(diǎn),分別是豎直半徑和水平半徑?,F(xiàn)讓光滑水平面上的小球獲得一個(gè)水平向右的速度(未知量),小球從A點(diǎn)離開后運(yùn)動(dòng)到圓弧上的點(diǎn),重力加速度為,小球可視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.若,小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)速度與水平方向的夾角為,則有
B.若小球從A到運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,則
C.改變的大小,小球落到圓弧上的速度最大值為
D.改變的大小,小球落到圓弧上速度的最小值為
【答案】BD
【詳解】A.設(shè),則平拋運(yùn)動(dòng)位移的偏轉(zhuǎn)角為
當(dāng)速度的偏轉(zhuǎn)角為時(shí),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的推論,可得
綜合可得
故A錯(cuò)誤;
B.小球從A到,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得
,
由幾何關(guān)系可得
綜合解得
故B正確;
CD.若讓小球從A點(diǎn)以不同初速度水平向右拋出,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得小球剛到達(dá)某點(diǎn)點(diǎn)時(shí)的速度為
結(jié)合
,,
綜合可得
由數(shù)學(xué)知識可得
則的最小值為,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
(多選)16.(2024·遼寧·模擬預(yù)測)如圖所示,AB為豎直放置的半圓環(huán)ACB的水平直徑,O為半圓環(huán)圓心,C為環(huán)上的最低點(diǎn),環(huán)半徑為R,兩個(gè)質(zhì)量相同的小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)以初速度和水平相向拋出,初速度為的小球落到a點(diǎn)所用時(shí)間為,初速度為的小球落到b點(diǎn)所用時(shí)間為,a點(diǎn)高度大于b點(diǎn)高度,不計(jì)空氣阻力。則下列判斷正確的是( )
A.兩小球的初速度一定有
B.兩小球落到圓環(huán)上所用的時(shí)間滿足
C.不論和滿足什么關(guān)系,兩小球都不會垂直打在圓環(huán)上
D.若兩小球同時(shí)水平拋出,不論和滿足什么關(guān)系,兩小球都能在空中相遇
【答案】BC
【詳解】AB. 根據(jù),因?yàn)閎下落高度大,所以b平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長,即有
水平位移
由圖中b的水平位移小,所以b球的初速度小于a球的初速度,即,故A錯(cuò)誤,B正確;
C. 設(shè)速度與水平方向的夾角α,位移與水平方向的夾角β,有
可以證明速度反向延長線交水平位移的中點(diǎn),若該選項(xiàng)中假設(shè)小球垂直打在圓環(huán)上,則速度反向延長線交點(diǎn)在圓心,但不是水平位移的中點(diǎn),故C正確;
D. 如果兩球的初速度非常小,兩球不能在空中相遇,如圖所示
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
(多選)17.(23-24高二下·湖南長沙·期末)某次野外拍攝時(shí)拍到了青蛙捕食昆蟲的有趣畫面:如圖所示,一只青蛙在離水面高的C洞潛伏。某時(shí)刻,一只昆蟲喝完水后從B點(diǎn)開始沿著一根與水面之間夾角為的樹干AB以勻速上行,A點(diǎn)在C點(diǎn)正上方且比水面高;與此同時(shí),青蛙以水平跳出。已知青蛙捕食時(shí),舌頭能伸出。取重力加速度大小,空氣阻力不計(jì),,則下列說法正確的是( )
A.青蛙此次捕食能成功
B.青蛙落水點(diǎn)到B點(diǎn)的距離等于
C.若青蛙與昆蟲恰好在樹干相遇,則昆蟲速度大于
D.青蛙捕到昆蟲時(shí),青蛙速度的最小值為
【答案】ACD
【詳解】A.以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OB、OA為x、y軸建立坐標(biāo)系。AB直線方程為
青蛙從C洞平拋至速度方向與AB平行
解得
又平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),則
解得
平拋運(yùn)動(dòng)下降高度
水平位移
則青蛙在平拋運(yùn)動(dòng)過程中過點(diǎn)。M點(diǎn)在AB上且平拋軌跡在M點(diǎn)的切線恰與AB平行故曲線與AB相切于M點(diǎn)。昆蟲從B沿BA方向爬行距離
如圖,在直角中,,,
聯(lián)立解得
青蛙和昆蟲都在AB直線上,相距
在青蛙捕食舌頭伸長范圍內(nèi),故可以捕食成功,A正確;
B.落水點(diǎn)與B點(diǎn)的距離小于,B錯(cuò)誤;
C.若青蛙與昆蟲恰好在樹干相遇于M點(diǎn),則昆蟲速度大于,C正確;
D.青蛙在M點(diǎn)的速度大小
D正確。
故選ACD。
(多選)18.(23-24高一下·河南·期末)跳臺滑雪需要利用山勢特點(diǎn)建造一個(gè)特殊跳臺。一運(yùn)動(dòng)員穿著專用滑雪板,不帶雪杖,在滑雪道上獲得較高速度后從A點(diǎn)沿水平方向飛出,在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸,如圖所示。已知運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)水平飛出的速度,山坡可看成傾角為37°的斜面,不考慮空氣阻力,,,,下列說法正確的是( )
A.運(yùn)動(dòng)員從飛出至落在斜面上的位移大小為75m
B.運(yùn)動(dòng)員落在斜面上的速度大小為30m/s
C.經(jīng)過1.5s運(yùn)動(dòng)員離斜面最遠(yuǎn)
D.運(yùn)動(dòng)員離斜面的最遠(yuǎn)距離為9m
【答案】ACD
【詳解】A.運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向
豎直方向
又有
代入數(shù)據(jù)解得
,,
運(yùn)動(dòng)員從飛出至落在斜面上的位移大小
故A正確;
B.運(yùn)動(dòng)員落在斜面上時(shí)速度的豎直分量
運(yùn)動(dòng)員落到斜面上時(shí)的速度大小
故B錯(cuò)誤;
C.如圖
設(shè)運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)距離斜面最遠(yuǎn),此時(shí)合速度方向與斜面平行,則
解得
故C正確;
D.將物體的速度和加速度沿斜面和垂直斜面分解,在垂直于斜面的方向上,速度減為0時(shí)距離斜面最遠(yuǎn),最遠(yuǎn)距離
故D正確。
故選ACD。
19.(23-24高一下·廣東深圳·期末)風(fēng)洞,被稱為飛行器的搖籃,我國的風(fēng)洞技術(shù)世界領(lǐng)先。如圖所示,在一次實(shí)驗(yàn)中,風(fēng)洞豎直放置且足夠長,質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)以速度沿直徑水平進(jìn)入風(fēng)洞。小球在風(fēng)洞中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的風(fēng)力F恒定,方向豎直向上,風(fēng)力大小F可在0~3mg間調(diào)節(jié)。小球可視作質(zhì)點(diǎn),碰壁后不反彈,重力加速度g取,風(fēng)洞橫截面直徑。
(1)當(dāng)時(shí),求小球撞擊右壁的速度大小和方向;
(2)保持不變,調(diào)節(jié)F的大小,求小球撞擊右壁的區(qū)域長度。
【答案】(1),速度方向與水平方向夾角為;(2)15m
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),小球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有
解得
豎直分速度為
小球撞擊右壁的速度大小
令速度與水平方向夾角為,則有
,
(2)結(jié)合上述,當(dāng)時(shí),小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向的分位移
解得
當(dāng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有
小球做類平拋運(yùn)動(dòng),則有
,
解得
則小球撞擊右壁的區(qū)域長度
(新應(yīng)用)1.(2024·遼寧·模擬預(yù)測)如圖所示,斜面的傾角為,斜面的長度為。在一斜面頂端,將甲、乙兩個(gè)小球分別以和的速度沿同一方向水平拋出,甲球經(jīng)時(shí)間恰落在斜面的底端,此時(shí)甲球速度與水平方向夾角為。不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是( )
A.乙球?qū)⒙湓谛泵娴闹悬c(diǎn)
B.乙球經(jīng)時(shí)間落在斜面上
C.乙球落在斜面上時(shí)速度與水平方向夾角為
D.乙球落在斜面上時(shí)速度大小為
【答案】D
【詳解】C.甲、乙兩小球均落在斜面上,位移方向相同,即位移與水平方向的夾角相同,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)推論可知,小球落在斜面上時(shí)速度方向一定相同,故C錯(cuò)誤;
B.由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得
設(shè)斜面傾角為,則有
聯(lián)立解得
乙球初速度為,所以乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間是甲球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間的一半,則乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,故B錯(cuò)誤;
A.小球落在斜面上的位移為
乙小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,位移為甲小球的四分之一,即乙小球不落在斜面的中點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
D.小球落在斜面上的速度為
乙小球的初速度為,所以乙球落在斜面上的速度是甲球落在斜面上速度的一半,則乙小球落在斜面上的速度為,故D正確。
故選D。
(新考法)2.(23-24高一下·四川綿陽·期末)如圖所示,豎直平面的圓環(huán),為水平直徑,為另一條直徑,一個(gè)小球(可以看成質(zhì)點(diǎn))在點(diǎn)以水平向右的初速度拋出,剛好落在點(diǎn),已知直徑與直徑的夾角,不計(jì)空氣阻力,則( )
A.圓環(huán)的半徑為
B.拋出點(diǎn)距水平直徑的高度為
C.若小球從點(diǎn)以不同的速度水平向右拋出,一定不可能垂直落在圓環(huán)上
D.若小球從點(diǎn)以不同的速度水平向右拋出,經(jīng)過直徑上不同位置時(shí)的速度方向不相同
【答案】A
【詳解】ABD.小球做平拋運(yùn)動(dòng)如圖所示
設(shè)小球拋出經(jīng)過t時(shí)間落在d點(diǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
根據(jù)幾何知識有
聯(lián)立解得
則圓環(huán)的半徑為
拋出點(diǎn)c距水平直徑ab的高度為
若小球從c點(diǎn)以不同的速度水平向右拋出,無論落在cd上的何處,其位移偏角均為,則有
設(shè)速度偏角為,則有

則為定值,可知若小球從c點(diǎn)以不同的速度水平向右拋出,經(jīng)過直徑cd上不同位置時(shí)的速度方向相同,故BD錯(cuò)誤,A正確;
C.若小球從c點(diǎn)水平向右拋出垂直落在圓環(huán)上f點(diǎn)如圖所示
則f點(diǎn)速度反向延長線過圓心,由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知速度反向延長線過水平位移的中點(diǎn)g,由圖可知g點(diǎn)可以為水平位移的中點(diǎn),故可能垂直落在圓環(huán)上,故C錯(cuò)誤。
故選A。
(新情境)3.(2024·湖南岳陽·三模)如圖所示,光垂直照射傾斜木板,把一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的小球從傾斜木板頂端水平彈射出來做平拋運(yùn)動(dòng),小球剛好落在傾斜木板底端。然后使用手機(jī)連續(xù)拍照功能,拍出多張照片記錄小球此運(yùn)動(dòng)過程。通過分析照片可以得到小球的飛行時(shí)間為0.6s,小球與其影子距離最大時(shí),影子A距木板頂端和底端的距離之比為,重力加速度。下列說法不正確的是( )
A.飛行過程中,重力對小球做的功為3.6J
B.小球與影子距離最大時(shí),剛好是飛行的中間時(shí)刻
C.木板的斜面傾角
D.木板的長度為3.6m
【答案】C
【詳解】A.小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式有
根據(jù)功的公式,可得飛行過程中,重力對小球做的功為
故A正確;
B.經(jīng)過分析可知,當(dāng)小球與影子距離最大時(shí),此時(shí)小球的速度方向與斜面平行,即速度方向與水平方向的夾角為,此時(shí)豎直方向的速度為
當(dāng)小球落到斜面底端時(shí),此時(shí)小球位移與水平方向的夾角為,令此時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,則有
此時(shí)豎直方向的速度為
則有
則有
故小球與影子距離最大時(shí),剛好是飛行的中間時(shí)刻,故B正確;
CD.將小球的運(yùn)動(dòng)沿斜面與垂直于斜面分解,建立直角坐標(biāo)系如圖所示
由題意可知
則有
可得
又由于
則y方向速度減為零需要的時(shí)間為
結(jié)合上述有
聯(lián)立可得
可得
則有
故木板的長度為
故C錯(cuò)誤,D正確。
本題選不正確的,故選C。
(新情境)(多選)4.(23-24高一下·四川成都·期末)如圖,某同學(xué)對著墻壁練習(xí)打乒乓球。乒乓球(可視為質(zhì)點(diǎn))與豎直墻壁上的A點(diǎn)碰撞后沿水平方向彈離,并恰好垂直于球拍拍面落在B點(diǎn)。已知球拍與水平方向的夾角為,A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為h,A,B兩點(diǎn)的水平距離為x,忽略空氣阻力。下列說法正確的是( )
A.A、B兩點(diǎn)的連線與球拍垂直
B.乒乓球在空中飛行的過程中,單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同
C.A、B兩點(diǎn)的豎直高度差h和水平距離x滿足
D.若乒乓球彈離速度略變小后仍能落在球拍上,則乒乓球在空中飛行的時(shí)間變長
【答案】BD
【詳解】A.依題意,乒乓球恰好垂直于球拍拍面落在B點(diǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)速度與水平方向夾角和位移方向與水平方向夾角關(guān)系
可知A、B兩點(diǎn)的連線(位移方向)與球拍不垂直,故A錯(cuò)誤;
B.乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)
可知乒乓球在空中飛行的過程中,單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量相同,故B正確;
C.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)推論,乒乓球速度的反向延長線交水平分位移中點(diǎn),如圖
可得A、B兩點(diǎn)的豎直高度差h和水平距離x滿足
故C錯(cuò)誤;
D.做球拍的延長線交墻壁與一點(diǎn)C,如圖
由幾何關(guān)系可知
若乒乓球彈離速度略變小后仍能落在球拍上,則乒乓球的水平分位移減小,在空中飛行的時(shí)間變長,故D正確。
故選BD。

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