2020屆高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 診斷卷（四）專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第四講 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)

考點(diǎn)一運(yùn)動(dòng)的合成與分解1.考查運(yùn)動(dòng)的合成與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(2020·廣東高考)如圖1所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向運(yùn)動(dòng)，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板為參照物()圖1A帆船朝正東方向航行，速度大小為vB帆船朝正西方向航行，速度大小為vC帆船朝南偏東45°方向航行，速度大小為vD帆船朝北偏東45°方向航行，速度大小為v2考查速度的分解(2020·朝陽區(qū)二模)如圖2所示，長為L的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端擱在升降平臺(tái)上，平臺(tái)以速度v勻速上升，當(dāng)棒與豎直方向的夾角為時(shí)，棒的角速度為()圖2A.B.C. D.3考查小船過河問題(2020·四川高考)有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v的大河。小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為()A. B.C. D.考點(diǎn)二拋體運(yùn)動(dòng)問題4.考查平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的綜合(2020·山東高考)距地面高5 m的水平直軌道上A、B兩點(diǎn)相距2 m，在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球，離地高度為h，如圖3。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷，最后兩球同時(shí)落地。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小 g10 m/s2?？汕蟮胔等于()圖3A1.25 m B2.25 mC3.75 m D4.75 m5考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律與斜面的綜合(多選)(2020·唐山二模)在足夠長的斜面頂端將小球水平拋出，一段時(shí)間后落到斜面上，小球在整個(gè)平拋過程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、末速度、位移均與初速度有一定的關(guān)系，下列說法正確的是()A小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與初速度大小成正比B小球的末速度大小與初速度大小成正比C小球的末速度和水平方向夾角的正切值與初速度大小成正比D小球的位移大小與初速度大小成正比6考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用(多選)(2020·河南二模)A、B兩點(diǎn)在同一條豎直線上，A點(diǎn)離地面的高度為2.5h，B點(diǎn)離地面高度為2h。將兩個(gè)小球分別從A、B兩點(diǎn)水平拋出，它們?cè)赑點(diǎn)相遇，P點(diǎn)離地面的高度為h。已知重力加速度為g，則()圖4A兩個(gè)小球一定同時(shí)拋出B兩個(gè)小球拋出的時(shí)間間隔為()C小球A、B拋出的初速度之比D小球A、B拋出的初速度之比考點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)問題7.考查圓周運(yùn)動(dòng)的向心力及來源(2020·河南二模)如圖5所示，一個(gè)圓形框架以豎直的直徑為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在框架上套著兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B，小球A、B到豎直轉(zhuǎn)軸的距離相等，它們與圓形框架保持相對(duì)靜止。下列說法正確的是()圖5A小球A的合力小于小球B的合力B小球A與框架間可能沒有摩擦力C小球B與框架間可能沒有摩擦力D圓形框架以更大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，小球B受到的摩擦力一定增大8考查圓周運(yùn)動(dòng)的繩、桿模型(2020·內(nèi)江模擬)如圖6甲所示，一輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為FN，小球的速度大小為v，F(xiàn)N ­v2圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()圖6A小球的質(zhì)量為RB當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃v2c時(shí)，在最高點(diǎn)桿對(duì)小球彈力方向向上D若v22b，則在最高點(diǎn)桿對(duì)小球彈力大小為2a9考查圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題(2020·天水一模)如圖7所示，用一根長為l1 m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角37°，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為時(shí)，細(xì)線的張力為FT。(g取10 m/s2，結(jié)果可用根式表示)求：圖7(1)若要小球離開錐面，則小球的角速度0至少為多大？(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，則小球的角速度為多大？考點(diǎn)四拋體與圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問題10.考查平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的綜合(多選)(2020·寶雞質(zhì)檢)如圖8所示，半徑為r的光滑水平轉(zhuǎn)盤到水平地面的高度為H，質(zhì)量為m的小物塊被一個(gè)電子鎖定裝置鎖定在轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤繞過轉(zhuǎn)盤中心的豎直軸以kt(k>0且是恒量)的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。從t0開始，在不同的時(shí)刻t將小物塊解鎖，小物塊經(jīng)過一段時(shí)間后落到地面上。假設(shè)在t時(shí)刻解鎖的物塊落到地面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P，落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為d，則下圖中P ­t圖像、d2 ­t2圖像分別正確的是()圖811考查平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律與圓周運(yùn)動(dòng)的周期性(多選)(2020·虹口區(qū)二模)如圖9所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲。圓盤最上端有一P點(diǎn)，飛鏢拋出時(shí)與P等高，且距離P點(diǎn)為L。當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤以經(jīng)過盤心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則()圖9A飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為B圓盤的半徑可能為C圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為DP點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度可能為12考查數(shù)學(xué)方法在圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)綜合問題中的應(yīng)用(2020·雅安模擬)如圖10所示，質(zhì)量為m的小球從四分之一光滑圓弧軌道頂端靜止釋放，從軌道末端O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)。以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程y6x2(單位：m)，小球質(zhì)量m0.4 kg，圓弧軌道半徑R1.25 m，g取10 m/s2；求：圖10(1)小球?qū)A弧軌道末端的壓力大??；(2)小球從O點(diǎn)到P點(diǎn)所需的時(shí)間(結(jié)果可保留根號(hào))。答 案1選D以帆板為參照物，帆船具有朝正東方向的速度v和朝正北方向的速度v，兩速度的合速度大小為v，方向朝北偏東45°，故選項(xiàng)D正確。2.選B棒與平臺(tái)接觸點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示，合速度v實(shí)L，沿豎直向上方向上的速度分量等于v，即Lsin v，所以。所以A、C、D均錯(cuò)，B正確。3.選B設(shè)小船在靜水中的速度為v1，去程時(shí)船頭垂直河岸如圖所示，由合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性并設(shè)河寬為d，則去程時(shí)間t1；回程時(shí)行駛路線垂直河岸，故回程時(shí)間t2，由題意有k，則k，得v1，選項(xiàng)B正確。4選A根據(jù)兩球同時(shí)落地可得 ，代入數(shù)據(jù)得h1.25 m，選項(xiàng)A正確。5選AB設(shè)斜面傾角為，根據(jù)tan ，解得：t，可知小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度成正比，故A正確；小球落在斜面上時(shí)，豎直分速度vygt2v0tan ，則：v v0，可知小球的末速度與初速度成正比，故B正確；小球末速度與水平方向夾角的正切值tan 2tan ，為定值，故C錯(cuò)誤；小球的位移大小s，與初速度的平方成正比，故D錯(cuò)誤。6選BD平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，由hgt2，得t，由于A到P的豎直高度較大，所以從A點(diǎn)拋出的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，應(yīng)先拋出，故A錯(cuò)誤。由t，得兩個(gè)小球拋出的時(shí)間間隔為ttAtB ()，故B正確。由xv0t得v0x，x相等，則小球A、B拋出的初速度之比 ，故C錯(cuò)誤，D正確。7選C由于合力提供向心力，依據(jù)向心力表達(dá)式Fmr2，已知兩球質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)半徑和角速度都相同，可知向心力相同，即合力相同，故A錯(cuò)誤。小球A受到重力和彈力的合力不可能垂直指向OO軸，故一定存在摩擦力，而B球的重力和彈力的合力可能垂直指向OO軸，故B球摩擦力可能為零，故B錯(cuò)誤，C正確。由于不知道B是否受到摩擦力，故而無法判定圓形框架以更大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，小球B受到的摩擦力的變化情況，故D錯(cuò)誤。8選A小球在最高點(diǎn)速度為零時(shí)，mgFN0，結(jié)合圖像可知mga0；當(dāng)FN0時(shí)，由向心力公式可得mg，結(jié)合圖像可知，mg，g，m，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由圖像可知，v2c時(shí)小球所受彈力方向向下，當(dāng)v22b時(shí)，由向心力公式可得mgFN，得FNmga，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。9解析：(1)若要小球剛好離開錐面，則小球受到重力和細(xì)線拉力如圖所示。小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓在水平面上，故向心力水平。在水平方向運(yùn)用牛頓第二定律及向心力公式得：mgtan m02lsin 解得：02，即0 rad/s。(2)同理，當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60°角時(shí)，由牛頓第二定律及向心力公式有：mgtan m2lsin 解得：2，即2 rad/s。答案：(1) rad/s(2)2 rad/s10選BC時(shí)刻t將小物塊解鎖后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度為：v0rrkt。物塊落地時(shí)豎直分速度為：vy，物塊落到地面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率為：Pmgvymg，可知P與t無關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：t ，水平位移大小為：xv0trkt根據(jù)幾何知識(shí)可得落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為：d2r2x2r22r2t2，故C正確，D錯(cuò)誤。11選AD飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此t，故A正確。飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P恰好在最下方，則2rgt2，解得圓盤的半徑r，故B錯(cuò)誤。飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度滿足t2k(k0,1,2)，故，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為，故C錯(cuò)誤。P點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為vr·，當(dāng)k2時(shí)，v，故D正確。12解析：(1) 對(duì)小球，從釋放到O點(diǎn)過程中由機(jī)械能守恒：mgRmv2v m/s5 m/s小球在圓軌道最低點(diǎn)：FNmgmFNmgm12 N由牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫NFN12 N。(2)小球從O點(diǎn)水平拋出后滿足ygt2xvt又有y6x2聯(lián)立得t s。答案：(1)12 N(2) s