備戰(zhàn)2020年高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專題4.3 與實際結(jié)合的平拋運動（含解析）

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1、專題4.3 與實際結(jié)合的平拋運動 【考綱解讀與考頻分析】 學習知識是為了運用，與實際結(jié)合的平拋運動成為高考命題熱點。 【高頻考點定位】 與實際結(jié)合的平拋運動 考點一：與實際結(jié)合的平拋運動 【3年真題鏈接】 1.（2019全國理綜II卷14）如圖（a），在跳臺滑雪比賽中，運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳，每次都從離開跳臺開始計時，用v表示他在豎直方向的速度，其v-t圖像如圖（b）所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻。則（ ） A．第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔過程中

2、在水平方向上的位移比第一次的大 C．第一次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大 D．豎直方向速度大小為v1時，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大 【參考答案】.BD 【命題意圖】 本題考查受到空氣阻力的平拋運動，牛頓運動定律及其相關(guān)知識點，意在考查對速度圖像的理解和應用，考查的核心素養(yǎng)是運動和力的觀念，從圖像中篩選出解題信息。 【解題思路】【錯誤項分析】根據(jù)速度圖像的面積表示位移，第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次大，選項A錯誤；根據(jù)速度圖像的斜率表示加速度可知，第二次滑翔過程中在豎直方向上的平均加速度比第一次小，選項C錯誤；【正確項分析】運動員做平

3、拋運動，水平方向做勻速直線運動，由于第二次滑翔過程時間比較長，第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次大，選項B正確；豎直方向上的大小為v1時，根據(jù)速度圖像的斜率表示加速度可知，第二次滑翔過程中在豎直方向上的加速度比第一次小，由牛頓第二定律，mg-f=ma，可知第二次滑翔過程中在豎直方向上所受阻力比第一次大，選項D正確。 【據(jù)圖析題】此題需要利用速度圖像的面積和斜率的物理意義解題。 2. (2017·全國理綜I卷·15)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)：其原因是（ ） A.速度較小的球下降相

4、同的距離所用的時間較多 B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大 c.速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少 D.速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 【參考答案】．C 【命題意圖】 本題考查平拋運動規(guī)律及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】發(fā)球機從同一高度水平射出兩個速度不同的乒乓球，根據(jù)平拋運動規(guī)律，h=gt2，可知下落相同距離h所用的時間是相同的，選項A錯誤；由vy2=2gh可知，下落相同距離h時在豎直方向的速度vy相同，選項B錯誤；由平拋運動規(guī)律，x=vt可知，速度較大的球通過同一水平距離所用的時間t較少，選項C正確；由于平拋運動的球在豎直方向做自由落體

5、運動，兩球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離相同，選項D錯誤。 【高分要訣】由于高考答題需要爭分奪秒，解答單選題只需根據(jù)題述的情景，運用平拋運動規(guī)律，判斷出速度較大的球通過同一水平距離所用的時間t較少，選項C正確即可。 3.（2017年4月浙江選考）圖中給出了某一通關(guān)游戲的示意圖.安裝在軌道AB上可上下移動的彈射器，能水平射出速度大小可調(diào)節(jié)的彈丸，彈丸射出口在B點的正上方,豎直面內(nèi)的半圓弧BCD的半徑R=2.0m,直徑BD水平且雨軌道AB處在同一豎直面內(nèi)，小孔P和圓心O連線與水平方向夾角為37°。游戲要求彈丸垂直于P點圓弧切線方向射入小孔P就能進入下一關(guān)。為了能通關(guān)，彈射器離B點的高度和彈丸射出的

6、初速度分別是(不計空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8) A．0.15m, m/s B．1.50m, m/s C． 0.15m, m/s D． 1.50m, m/s 【參考答案】A 【考點】本題主要考察知識點：平拋運動 【名師解析】由題意可知彈丸從p點射出時的速度方向就是半徑OP的方向.即與水平方向成37度夾角，由平拋運動規(guī)律，vy/v0=3/4，vy =gt，h+Rsin37°=gt2，解得： h=0.15m, v0= m/s，選項A正確。 【2年模擬再現(xiàn)】 （2019湖北黃岡三模）小孩站在岸邊向湖面依次拋出三

7、石子，三次的軌跡如圖所示，最高點在同一水平線上。假設三個石子質(zhì)量相同，忽略空氣阻力的影響，下列說法中正確的是（　?。? A．三個石子在最高點時速度相等 B．沿軌跡3運動的石子落水時速度最小 C．沿軌跡1運動的石子在空中運動時間最長 D．沿軌跡3運動的石子在落水時重力的功率最大 【參考答案】B 【名師解析】設任一石子初速度大小為v0，初速度的豎直分量為vy，水平分量為vx，初速度與水平方向的夾角為α，上升的最大高度為h，運動時間為t，落地速度大小為v。取豎直向上方向為正方向，石子豎直方向上做勻減速直線運動，加速度為a＝﹣g，由0﹣vy2＝﹣2gh，得：

8、vy＝，h相同，vy相同，則三個石子初速度的豎直分量相同。由速度的分解知：vy＝v0sinα，由于α不同，所以v0不同，沿路徑1拋出時的小球的初速度最大，沿軌跡3落水的石子速度最小；由運動學公式有：h＝g（）2，則得：t＝2，則知三個石子運動的時間相等，則C錯誤；根據(jù)機械能守恒定律得知，三個石子落水時的速率不等，沿路徑1拋出時的小球的初速度最大，沿軌跡3落水的小球速率最?。还蔅正確；三個石子在最高點時速度等于拋出時水平初速度，vy相同，可知水平初速度不同，則三個石子在最高點時速度不同，故A錯誤；因三個石子初速度的豎直分量相同，則其落水時的豎直向的分速度相等，則重力的功率相同，則D錯誤。 2．

9、（2019湖南株洲一模）在某次跳投表演中，籃球以與水平面成45°的傾角落入籃筐，設投球點和籃筐正好在同一水平面上，如圖所示。已知投球點到籃筐距離為10m，不考慮空氣阻力，則籃球投出后的最高點相對籃筐的豎直高度為 ( ) A．2.5m B．5m C．7.5m D．10m 【參考答案】A 【名師解析】設籃球投出時的初速度為v0，根據(jù)運動的分解，在水平方向，v0cos45°·t=s，（v0sin45°）2=2gh，v0sin45°=gt2/2，解得h=2.5m，選項A正確。 3. （2018金考卷）如圖所示

10、，某人向放在水平地面上的垃圾桶中水平扔廢球，結(jié)果恰好從桶的右側(cè)邊緣飛到地面,不計空氣阻力，為了能把廢球扔進垃圾桶中，則此人水平拋球時，可以做出的調(diào)整為（ ） A．初速度大小不變，拋出點在原位置正上方 B．初速度大小不變，拋出點在原位置正下方 C．減小初速度，拋出點位置不變 D．增大初速度，拋出點在原位置正上方 【參考答案】.BC。 【名師解析】根據(jù)平拋運動規(guī)律，可減小水平位移，一是初速度大小不變，拋出點降低，二是減小初速度，拋出點位置不變，選項BC正確AD錯誤。 4．（2019浙江七彩陽光聯(lián)盟聯(lián)考）如圖所示，網(wǎng)球運動員發(fā)球時以某一速度將球

11、水平擊出，網(wǎng)球飛行一段時間后落地。若不計空氣 阻力，則 （ ） A．初速度越大，球在空中飛行的時間越長 B．下落過程中球處于超重狀態(tài) C．下落過程中重力對球做功的功率不變 D．下落過程中相同時間內(nèi)的球速度的變化相同 【參考答案】.D 【名師解析】網(wǎng)球運動員發(fā)球時以某一速度將球水平擊出，網(wǎng)球做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律，初速度越大，球在空中飛行的時間不變，水平位移越大，選項A錯誤；網(wǎng)球在運動過程中，加速度方向豎直向下，下落過程中球處于失重狀態(tài)，選項B錯誤；下落過程中網(wǎng)球豎直方向的分速度逐漸增大，根據(jù)功率公式可知，重力對球做功的功率逐漸增大，選項C錯

12、誤；網(wǎng)球下落過程中加速度不變，根據(jù)加速度的定義可知，相同時間內(nèi)的球速度的變化相同，選項D正確。 5（2019武漢聯(lián)考）如圖所示，是網(wǎng)球比賽場地圖，單打區(qū)域長MP為a，寬MN 為b，發(fā)球線到網(wǎng)的距離為c，一個球員站在發(fā)球線的中點發(fā)球，將球打到對方左下方死角（單打邊線與底線的交點），若球擊球點的高度為h．網(wǎng)球被頂出后做平拋運動（球可看做質(zhì)點，不計空氣的阻力），重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ） A. 網(wǎng)球在空中運動的時間 B. 球位移大小 C. 人對網(wǎng)球做功 D. 網(wǎng)球初速度的大小 【參考答案】C 【名師解析】足球運動的時間為: ，故 A錯誤；足球在水平方向的位移大

13、小為:所以足球的位移大小:;?故B錯誤；球的初速度的大小為:，人對網(wǎng)球做功，故C正確，D錯誤。 6.（2019南昌模擬）在公園里我們經(jīng)常可以看到大人和小孩都喜歡玩的一種游戲——“套圈”，如圖所示是“套圈”游戲的場景。假設某小孩和大人從同一條豎直線上距離地面的不同高度處分別水平拋出兩個小圓環(huán)，大人拋出圓環(huán)時的高度為小孩拋出圓環(huán)高度的倍，結(jié)果恰好都套中地面上同一物體。不計空氣阻力，則大人和小孩所拋出的圓環(huán)（ ） A.運動時間之比為9︰4 B.速度變化率之比為4︰9 C.水平初速度之比為2︰3 D.落地時速度之比為3︰2

14、 【參考答案】C 【命題意圖】本題以大人和小孩都喜歡玩的一種游戲——“套圈”切入，考查對平拋運動規(guī)律的理解和運用及其相關(guān)知識點。 【解題思路】根據(jù)平拋運動規(guī)律，h=，t=，大人和小孩所拋出的圓環(huán)運動時間之比為3︰2，選項A錯誤；平拋運動只受重力作用，其加速度為g，由g=，可知大人和小孩所拋出的圓環(huán)速度變化率相等，即速度變化率之比為1︰1，選項B錯誤；由x=vt，大人和小孩所拋出的圓環(huán)水平初速度之比為v1︰v2=t2︰t1=2︰3，選項C正確；圓環(huán)落地時的豎直速度v⊥=gt，落地時豎直速度之比為3︰2，落地時速度之比不是3︰2選項D錯誤。 7.（2018南陽一中質(zhì)檢）如圖所示，水平地面的

15、上空有一架飛機在進行投彈訓練，飛機沿水平方向作勻加速直線運動．當飛機飛經(jīng)觀察點B點正上方A點時投放一顆炸彈，經(jīng)時間T炸彈落在觀察點B正前方L1處的C點，與此同時飛機投放出第二顆炸彈，最終落在距觀察點B正前方L2處的D點，且L2=3L1，空氣阻力不計．以下說法正確的有（　?。? A．飛機第一次投彈的速度為 B．飛機第二次投彈時的速度為2 C．飛機水平飛行的加速度為 D．兩次投彈時間間隔T內(nèi)飛機飛行距離為 【參考答案】.AD 【名師解析】根據(jù)平拋運動規(guī)律，第一次投放的炸彈水平位移：L1=v1T 第二次

16、投放的炸彈水平位移為：s=v2T 飛機從第一次投彈到第二次投彈水平位移為：d=(v1+v2)T 由幾何關(guān)系可知：L2=d+s 由題意有：L2=3L1,聯(lián)立以上各式解得：v1=,v2=，選項A正確，B錯誤；設飛機沿水平方向做勻加速直線運動的加速度為a，由加速度公式可得：a==，選項C錯誤；根據(jù)勻加速運動位移速度公式得： 2ax=v22- v12，解得：x=，選項D正確． 預測考點一：與實際相關(guān)的平拋運動 【2年模擬再現(xiàn)】 1.(2019浙江稽陽聯(lián)誼學校聯(lián)考模擬)如圖所示，乒乓球的發(fā)球器安裝在水平桌面上，豎直轉(zhuǎn)軸OO′距桌面的高度為h，發(fā)射器O′A部分長度也為h。打開開

17、關(guān)后，可將乒乓球從A點以初速度v0水平發(fā)射出去，其中≤v0≤2，設發(fā)射出的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球自身尺寸及空氣阻力不計。若使該發(fā)球器繞轉(zhuǎn)軸OO′在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢水平轉(zhuǎn)動，持續(xù)發(fā)射足夠長時間后，乒乓球第一次與桌面相碰區(qū)域的最大面積S是（　　） A．2πh2 B．3πh2 C．4πh2 D．8πh2 【參考答案】.C 【命題意圖】 本題以乒乓球發(fā)球器發(fā)射乒乓球為情景，考查平拋運動規(guī)律及其相關(guān)的知識點。 【解題思路】根據(jù)平拋運動規(guī)律，h=gt2，解得t=。以最小速度v1=發(fā)射的乒乓球，水平位移最小，最小位移為x1= v1t==2h，

18、對應的與桌面相碰區(qū)域的1/4圓最小半徑為r1=h+ x1=3h；以最大速度v2=2發(fā)射的乒乓球，水平位移最大，最大位移為x2= v2t=2=4h，對應的與桌面相碰區(qū)域的1/4圓最小半徑為r2=h+ x2=5h；乒乓球第一次與桌面相碰區(qū)域的最大面積S=π[（5h）2-（3h）2]=4πh2，選項C正確。 【方法歸納】對于平拋運動問題，要利用平拋運動規(guī)律列方程解答。對于平拋運動的初速度在一定范圍的問題，可分別將最小速度和最大速度分別代入求得對應的最小水平位移和最大水平位移。 2.（2019四川成都七中質(zhì)檢）套圈游戲是一項很受歡迎的群眾運動，要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán)，套住與圓環(huán)前端水平距離

19、為3m的20cm高的豎直細桿，即為獲勝一身高老人從距地面1m高度水平拋出圓環(huán)，圓環(huán)半徑為8cm：要想套住細桿，他水平拋出的速度可能為?。? ） A. ? B. ? C. D. 【名師解析】根據(jù)得，。 則平拋運動的最大速度，最小速度，則。故B正確。 【參考答案】B 【名師點撥】根據(jù)高度差求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移的關(guān)系和時間求出平拋運動的初速度范圍．解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，抓住水平位移的范圍得出速度的范圍． 3.(2019·嘉興聯(lián)考)羽毛球運動員林丹曾在某綜藝節(jié)目中表演羽毛球定點擊鼓，如圖是他表演時的羽毛球場地示意圖。圖中甲、乙兩

20、鼓等高，丙、丁兩鼓較低但也等高。若林丹各次發(fā)球時羽毛球飛出位置不變且均做平拋運動，則(　　) A．擊中甲、乙的兩球初速度v甲＝v乙 B．擊中甲、乙的兩球初速度v甲＞v乙 C．假設某次發(fā)球能夠擊中甲鼓，用相同速度發(fā)球可能擊中丁鼓 D．擊中四鼓的羽毛球中，擊中丙鼓的初速度最大 【參考答案】B 【名師解析】　由題圖可知，甲、乙兩鼓的高度相同，所以羽毛球到達兩鼓用時相同，但由于離林丹的水平距離不同，甲鼓的水平距離較遠，所以由v＝可知，擊中甲、乙的兩球初速度v甲＞v乙，故A錯誤，B正確；由題圖可知，甲、丁兩鼓不在同一直線上，所以用相同速度發(fā)球不可能到達丁鼓，故C錯誤；由于丁、丙兩鼓高度相

21、同，但由圖可知，丁鼓離林丹的水平距離最大，所以擊中丁鼓的初速度一定大于擊中丙鼓的初速度，故D錯誤。 4．(2018·紹興市期末)某學生在臺階上玩玻璃彈子．他在平臺最高處將一顆小玻璃彈子垂直于棱角邊推出，以觀察彈子的落點位置．臺階的尺寸如圖所示，高a＝0.2 m，寬b＝0.3 m，不計空氣阻力．(g取10 m/s2) (1)要使彈子落在第一級臺階上，推出的速度v1應滿足什么條件？ (2)若彈子被水平推出的速度v2＝4 m/s，它將落在第幾級臺階上？ 【參考答案】．(1)v1≤1.5 m/s　(2)8 【名師解析】　(1)顯然v1不能太大，考慮臨界狀況(落在尖角處) 據(jù)h1＝gt

22、＝a，解得t1＝0.2 s 則v1≤＝1.5 m/s (2)構(gòu)造由題圖中尖角所成的斜面，建立坐標系 水平向右為x軸：x＝v2t 豎直向下為y軸：y＝gt2 又＝tan θ＝ 聯(lián)立解得t＝ s h＝gt2≈1.42 m 分析知，玻璃彈子將落在第8級臺階上． 5．(9分)(2018·溫州市期中)《公安機關(guān)涉案槍支彈藥性能鑒定工作規(guī)定》指出，不能發(fā)射制式彈藥的非制式槍支，其所發(fā)射彈丸的槍口比動能大于等于1.8 J/cm2都認定為槍支．槍口比動能是指子彈彈頭離開槍口的瞬間所具有的動能除以槍口的橫截面積．現(xiàn)有一玩具槍，其槍管長度L＝20 cm，槍口直徑d＝6 mm，子彈質(zhì)量為m＝2 g

23、．在測試中，讓玩具槍在高度h＝1.8 m處水平發(fā)射，實測子彈射程為12 m，不計子彈受到的阻力，g＝10 m/s2，求： (1)子彈出槍口的速度大??； (2)此玩具槍是否能被認定為槍支？請計算說明． (3)假設在槍管內(nèi)子彈始終受到恒定的推力，試求此推力大?。? 名師解析　(1)子彈離開槍口后做平拋運動，運動時間 t＝＝0.6 s 由x＝vt得 v＝＝20 m/s (2)子彈出槍口瞬間具有的動能Ek＝mv2＝0.4 J 槍口比動能為≈1.42 J/cm2<1.8 J/cm2 故不能認定為槍支． (3)子彈在槍管內(nèi)做勻加速運動，由v2＝2aL 得a＝＝1 000 m/s2

24、由牛頓第二定律得F＝ma＝2 N 【1年仿真原創(chuàng)】 1..如圖所示，球網(wǎng)上沿高出桌面H，網(wǎng)到桌邊的距離為L。某人在乒乓球訓練中，從左側(cè)處，將球沿垂直于網(wǎng)的方向水平擊出，球恰好通過網(wǎng)的上沿落到右側(cè)桌邊緣。設乒乓球的運動為平拋運動。則乒乓球(　　) A.在空中做變加速曲線運動 B.在水平方向做勻加速直線運動 C.在網(wǎng)的右側(cè)運動的時間是左側(cè)的2倍 D.擊球點的高度是網(wǎng)高的2倍 【參考答案】C　 【名師解析】　乒乓球擊出后，在重力的作用下做平拋運動，其運動可分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，A、B錯誤；球在網(wǎng)的左側(cè)

25、和右側(cè)通過的水平距離之比＝＝＝，C正確；設擊球點到桌面的高度為h，則擊球點到網(wǎng)上沿的高度與擊球點到桌面的高度之比為＝＝，所以擊球點的高度與網(wǎng)高度之比為＝，D錯誤。 2.一帶有乒乓球發(fā)射機的乒乓球臺如圖10所示。水平臺面的長和寬分別為L1和L2，中間球網(wǎng)高度為h。發(fā)射機安裝于臺面左側(cè)邊緣的中點，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平發(fā)射乒乓球，發(fā)射點距臺面高度為3h。不計空氣的作用，重力加速度大小為g。若乒乓球的發(fā)射速率v在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上，則v的最大取值范圍是(　　) A.＜v＜L1 B.＜v＜ C.＜v＜

26、 D.＜v＜ 【參考答案】　D 【名師解析】　發(fā)射機無論向哪個方向水平發(fā)射，乒乓球都做平拋運動。當速度v最小時，球沿中線恰好過網(wǎng)，有： 3h－h(huán)＝① ＝v1t1② 聯(lián)立①②得v1＝ 當速度最大時，球斜向右側(cè)臺面兩個角發(fā)射，有 ＝v2t2③ 3h＝gt④ 聯(lián)立③④得 v2＝ 所以使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺面上，v的最大取值范圍為 ＜v＜，選項D正確。 3.如圖為 “快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個環(huán)節(jié)的示意圖。參與游戲的選手會遇到一個人造山谷AOB，AO是高h＝3 m的豎直峭壁，OB是以A點為圓心的弧形坡，∠OAB＝60°，B點右側(cè)是一段水平跑道。選手可以自A點借助繩

27、索降到O點后再爬上跑道，但身體素質(zhì)好的選手會選擇自A點直接躍到水平跑道。選手可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2。 (1)若選手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v0的最小值； (2)若選手以速度v1＝4 m/s水平跳出，求該選手在空中的運動時間。 【名師解析】　(1)若選手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上， 則水平方向有hsin 60°≤v0t， 豎直方向有hcos 60°＝gt2，解得v0≥ m/s (2)若選手以速度v1＝4 m/s水平跳出，因v1＜v0，人將落在弧形坡上。人下降高度為y＝gt2 水平前進距離x＝v1t，又x2＋y2＝h2，解得t＝0.6 s 答案　(1) m/s　(2)0.6 s 13