高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練4 專題二 曲線運(yùn)動(dòng) 第4講 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)

訓(xùn)練4拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)一、選擇題(本大題共8小題，每小題8分，共64分第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求)1.如圖所示，A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個(gè)點(diǎn)，ABBCCD，E點(diǎn)在D點(diǎn)的正上方，與A等高，從E點(diǎn)水平拋出質(zhì)量相等的兩個(gè)小球，球1落在B點(diǎn)，球2落在C點(diǎn)，關(guān)于球1和球2從拋出到落在斜面上的運(yùn)動(dòng)過程()A球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為21B球1和球2動(dòng)能增加量之比為13C球1和球2拋出時(shí)初速度之比為21D球1和球2運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度之比為12解析：因?yàn)锳C2AB，則AC的高度差是AB高度差的2倍，根據(jù)hgt2得：t，解得球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比為1，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理得，mghEk，知球1和球2動(dòng)能增加量之比為12，故B錯(cuò)誤；DB在水平方向上的位移是DC在水平方向位移的2倍，結(jié)合xv0t，解得初速度之比為21，故C正確；平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力，加速度為g，故兩球的加速度相同，故D錯(cuò)誤答案：C2如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P，細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上，小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺)現(xiàn)使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖中P位置)，兩次金屬塊Q都靜止在桌面上的同一點(diǎn)，則后一種情況與原來相比較，下面的判斷中正確的是()A細(xì)線所受的拉力變小B小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變小CQ受到桌面的靜摩擦力變大DQ受到桌面的支持力變大解析：設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，細(xì)線的拉力大小為FT，細(xì)線的長度為L.P球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力，如圖，則有：FT，mgtanm2Lsin，得角速度，周期T2.使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，增大，cos減小，則得知細(xì)線拉力FT增大，角速度增大，周期T減小對(duì)Q，由平衡條件得知，Q受到桌面的靜摩擦力變大，故A、B錯(cuò)誤，C正確；金屬塊Q保持在桌面上靜止，根據(jù)平衡條件得知，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不變，故D錯(cuò)誤答案：C3.如圖所示，一內(nèi)壁光滑、質(zhì)量為m、半徑為r的環(huán)形細(xì)圓管，用硬桿豎直固定在天花板上，有一質(zhì)量為m的小球(可看做質(zhì)點(diǎn))在圓管中運(yùn)動(dòng)小球以速率v0經(jīng)過圓管最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)圓管的作用力大小為()AmBmgmC2mgm D2mgm解析：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)Nmgm，解得FNmgm.由牛頓第三定律知：球?qū)A管的作用力大小FNFNmgm，方向向下再以圓管為研究對(duì)象，由平衡條件可得：桿對(duì)圓管的作用力大小FmgFN2mgm.答案：C4.如圖所示，斜面AC與水平方向的夾角為，在A點(diǎn)正上方與C等高處水平拋出一小球，其速度垂直斜面落到D點(diǎn)，則CD與DA的比為()A. B.C. D.解析：設(shè)小球水平方向的速度為v0，將其落到D點(diǎn)時(shí)的速度進(jìn)行分解，水平方向的速度等于平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，通過角度關(guān)系解得豎直方向的末速度為vy，設(shè)該過程用時(shí)為t，則DA，C、D間的豎直距離h，故CD，可得，故選項(xiàng)D正確答案：D5.如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30，g取10 m/s2.則的最大值是()A. rad/s B.rad/sC1.0 rad/s D0.5 rad/s解析：物體隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)最容易滑動(dòng)，因此物體在最低點(diǎn)且剛好要滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為最大值，這時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，mgcos30mgsin30mr2，解得1.0 rad/s，C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：C6.如圖所示，x軸在水平地面上，y軸在豎直方向圖中畫出了從y上不同位置沿x軸正向水平拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡小球a從(0,2L)拋出，落在(2L,0)處；小球b、c從(0，L)拋出，分別落在(2L,0)和(L,0)處不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()Aa和b初速度相同Bb和c運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同Cb的初速度是c的兩倍Da的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是b的兩倍解析：b、c的高度相同，小于a的高度，根據(jù)hgt2，得t，知b、c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故B正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)閍的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長，但是a、b的水平位移相同，根據(jù)xv0t知，a的初速度小于b的初速度故A錯(cuò)誤；b、c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，b的水平位移是c的水平位移的兩倍，則b的初速度是c的初速度的兩倍故C正確答案：BC7.如圖，在半徑為R的圓環(huán)圓心O正上方的P點(diǎn)，將一小球以速度v0水平拋出后恰能從圓環(huán)上Q點(diǎn)沿切線飛過，若OQ與OP間夾角為，不計(jì)空氣阻力，則()A從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為tB從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為tC小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)的速度為vQD小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)的速度為vQ解析：水平方向有Rsinv0t，故t，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在Q點(diǎn)有cos，故有vQ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確答案：AD8.質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，如圖所示，繩a與水平方向成角，繩b在水平方向且長為l，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()Aa繩張力不可能為零Ba繩的張力隨角速度的增大而增大C當(dāng)角速度>，b繩將出現(xiàn)彈力D若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化解析：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，所以a繩在豎直方向上的分力與重力相等，可知a繩的張力不可能為零，故A正確；根據(jù)豎直方向上平衡得，F(xiàn)asinmg，解得Fa，可知a繩的拉力不變，故B錯(cuò)誤；當(dāng)b繩拉力為零時(shí)，有ml2，解得，可知當(dāng)角速度>時(shí)，b繩出現(xiàn)彈力，故C正確；由于b繩可能沒有彈力，故b繩突然被剪斷，a繩的彈力可能不變，故D錯(cuò)誤答案：AC二、計(jì)算題(本大題共2小題，共36分需寫出規(guī)范的解題步驟)9如圖所示，上表面光滑的水平平臺(tái)高H4 m，平臺(tái)上放置一薄木板(厚度可不計(jì))，木板長L5 m，質(zhì)量m1 kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))置于木板的中點(diǎn)處，物體與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)0.9，一半徑R2 m的光滑圓弧軌道豎直放置，直徑CD處于豎直方向，半徑OB與豎直方向的夾角53，以某一恒定速度水平向右抽出木板，物體離開平臺(tái)后恰能沿B點(diǎn)切線方向滑入圓弧軌道求：(1)物體在圓弧軌道最高點(diǎn)D時(shí)，軌道受到的壓力為多大？(2)應(yīng)以多大的速度抽出木板？解析：(1)物體離開平臺(tái)下落到B點(diǎn)的高度為hRRcos3.2 m由v2gh解得vy8 m/s在B點(diǎn)速度三角形如圖所示，得vx6 m/s由機(jī)械能守恒定律，得mvmvmgh聯(lián)立解得vDvx6 m/s由牛頓第二定律得mgFNm解得FN8 N由牛頓第三定律得，軌道受到的壓力大小為8 N.(2)物體在摩擦力作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mgma解得a9 m/s2vxat解得t s由v2ax物，解得x物2 m由物體、薄木板的位移關(guān)系得：x板x物4.5 m由題意可得：v板6.75 m/s.答案：(1)8 N(2)6.75 m/s10某電視臺(tái)“快樂向前沖”節(jié)目的場地設(shè)施如圖所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動(dòng)懸掛器，可以載人運(yùn)動(dòng)，水面上漂浮著一個(gè)半徑為R、角速度為、鋪有海綿墊(厚度不計(jì))的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的軸心離平臺(tái)的水平距離為L，平臺(tái)邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為H.選手抓住懸掛器可以在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，從A點(diǎn)下方的平臺(tái)邊緣處沿水平方向做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)選手必須做好判斷，在合適的位置釋放，才能順利落在轉(zhuǎn)盤上設(shè)選手的質(zhì)量為m(不計(jì)身高)，選手與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為mg，重力加速度為g.(1)若已知H5 m，L8 m，a2 m/s2，g10 m/s2，且選手從某處C點(diǎn)釋放能恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，則他是從平臺(tái)出發(fā)后多長時(shí)間釋放懸掛器的？(2)若電動(dòng)懸掛器開動(dòng)后，針對(duì)不同選手的動(dòng)力與該選手重力關(guān)系皆為F0. 6mg，懸掛器在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)存在恒定的摩擦阻力，選手在運(yùn)動(dòng)到上面(1)中所述位置C點(diǎn)時(shí)，因恐懼沒有釋放懸掛器，但立即關(guān)閉了它的電動(dòng)機(jī)，則按照(1)中數(shù)據(jù)計(jì)算懸掛器載著選手還能繼續(xù)向右滑行多遠(yuǎn)的距離？解析：(1)沿水平加速段位移為x1，時(shí)間為t1；平拋時(shí)水平位移為x2，時(shí)間為t2則加速時(shí)有x1，vat1平拋運(yùn)動(dòng)階段x2vt2，H全程水平方向：x1x2L聯(lián)立以上各式解得t12 s(2)由(1)知v4 m/s，且F0.6mg，設(shè)摩擦阻力為Ff，繼續(xù)向右滑動(dòng)的加速度為a，滑行距離為x3加速段FFfma，減速段Ffma02v22ax3聯(lián)立以上三式解得x32 m.答案：(1)2 s(2)2 m