2019高考物理三輪沖刺大題提分大題精做3拋體運(yùn)動(dòng)問題.docx
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大題精做三 拋體運(yùn)動(dòng)問題 1.【2019浙江省模擬】在豎直平面內(nèi),某一游戲軌道由直軌道AB和彎曲的細(xì)管道BCD平滑連接組成,如圖所示。小滑塊以某一初速度從A點(diǎn)滑上傾角為θ=37的直軌道AB,到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為2m/s,然后進(jìn)入細(xì)管道BCD,從細(xì)管道出口D點(diǎn)水平飛出,落到水平面上的G點(diǎn)。已知B點(diǎn)的高度h1=1.2m,D點(diǎn)的高度h2=0.8m,D點(diǎn)與G點(diǎn)間的水平距離L=0.4m,滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,sin37= 0.6,cos37= 0.8。 (1)求小滑塊在軌道AB上的加速度和在A點(diǎn)的初速度; (2)求小滑塊從D點(diǎn)飛出的速度; (3)判斷細(xì)管道BCD的內(nèi)壁是否光滑。 【解析】(1)上滑過程中,由牛頓第二定律:mgsinθ+μmgcosθ=ma,解得a=8m/s2; 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vB2-v02=-2ah1sinθ,解得v0=6m/s (2)滑塊在D處水平飛出,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律L=vDt,h2=12gt2,解得vD=1m/s; (3)小滑塊動(dòng)能減小,重力勢(shì)能也減小,所以細(xì)管道BCD內(nèi)壁不光滑 2.【2018年全國(guó)模擬】2022年將在我國(guó)舉辦第二十四屆冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如下,長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h(yuǎn)=10 m,C是半徑R=20 m圓弧的最低點(diǎn),質(zhì)量m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。 (1)求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度L; (2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量的I大小; (3)若不計(jì)BC段的阻力,畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。 【解析】(1)已知AB段的初末速度,則利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求解斜面的長(zhǎng)度,即 v2-v02=2aL 可解得:L=v2-v022a=100m (2)根據(jù)動(dòng)量定理可知合外力的沖量等于動(dòng)量的該變量所以 I=mvB-0=1800N?s (3)小球在最低點(diǎn)的受力如圖所示 由牛頓第二定律可得:N-mg=mvC2R 從B運(yùn)動(dòng)到C由動(dòng)能定理可知: mgh=12mvC2-12mvB2 解得;N=3900N 故本題答案是:(1)L=100m(2)I=1800N?s(3)N=3900N 3.【2019重慶市模擬】如圖甲所示,小物塊A放在長(zhǎng)木板B的左端,一起以v0在光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng),在其運(yùn)動(dòng)方向上有一固定的光滑四分之一圓弧軌道C,己知軌道半徑R=0.1m,圓弧的最低點(diǎn)D切線水平且與木板等高,木板撞到軌道后立即停止運(yùn)動(dòng),小物塊繼續(xù)滑行,當(dāng)小物塊剛滑上圓弧軌道時(shí),對(duì)軌道壓力恰好是自身重力的2倍。從木板右端距離圓弧軌道左端s=8m開始計(jì)時(shí),得到小物塊的v-t圖像,如圖乙所示,小物塊3s末剛好滑上圓弧軌道,圖中v0和v1均未知,重力加速度g取10m/s2,求: (1)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度; (2)物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 【解析】(1) 由圖知,木板B和小物塊A在0~2s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),則v0=st1=82ms=4ms 物塊剛滑上圓弧軌道時(shí),對(duì)軌道壓力恰好是自身重力的2倍,則軌道對(duì)物體的支持力是2mg 對(duì)剛滑上圓弧軌道時(shí)的小物塊受力分析,由牛頓第二定律可得:2mg-mg=mv12R,解得:v1=1ms 小物塊A在2~3s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度L=v0+v12t2=4+121m=2.5m (2)對(duì)2~3s內(nèi)做勻減速直線的小物塊A受力分析,由牛頓第二定律可得:μmg=ma 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:v1=v0-at2 聯(lián)立解得:μ=0.3 4.【2019四省名校模擬】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一粗糙斜面軌道AB與光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)平滑連接(滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度大小不變),斜面軌道長(zhǎng)L=2.5m,斜面傾角θ=37,O點(diǎn)是圓弧軌道圓心,OB豎直,圓弧軌道半徑R=1m,圓心角θ=37,C點(diǎn)距水平地面的高度h=0.512m,整個(gè)軌道是固定的。一質(zhì)量m=1kg的滑塊在A點(diǎn)由靜止釋放,最終落到水平地面上?;瑝K可視為質(zhì)點(diǎn),滑塊與斜而軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,不計(jì)空氣阻力,求: (1)滑塊經(jīng)過圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力; (2)渭?jí)K離開C點(diǎn)后在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。 【解析】(1)對(duì)滑塊在A到B的過程,由動(dòng)能定理:mgLsin370-μmgLcos370=12mvB2 解得vB=25m/s 對(duì)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律:F-mg=mvB2R 由牛頓第三定律可得:F=F′ 解得F′=30N方向豎直向下; (2)對(duì)滑塊在B到C的過程,由動(dòng)能定理:-mgR(1-cos370)=12mvC2-12mvB2 解得vC=4m/s 滑塊離開C點(diǎn)后在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),以豎直向下為正方向,則:h=-vCsin370t+12gt2=0 解得t=0.64s 5.【2019江西省新余模擬】如圖為一架簡(jiǎn)易的投石機(jī)示意圖,該裝置由一根一端開口長(zhǎng)為x0的光滑硬質(zhì)塑料管和固定于另一端的輕彈簧組成,并通過鉸鏈固定于木架上。不用時(shí)彈簧自由端恰與管口齊平;現(xiàn)在彈簧上端放置一質(zhì)量為m的光滑小鋼珠,當(dāng)將管子向右轉(zhuǎn)動(dòng)到與豎直面成60的位置時(shí),彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?4x0(不計(jì)空氣阻力)試分析: (1)若將管子緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置,求小鋼珠距管底部的距離; (2)若在(1)過程中彈簧對(duì)小鋼珠做的功為W1,試求管壁對(duì)小球做的功W2; (3)若快速向左撥動(dòng)管子,鋼珠恰好在管子豎直時(shí)從管口飛出,并垂直擊中正前方的目標(biāo)靶靶心。已知目標(biāo)靶靶心離豎直桿頂?shù)乃骄嚯x為L(zhǎng),豎直距離為L(zhǎng)/2,小鋼珠擊中靶心時(shí)的動(dòng)能; 【解析】(1)管傾斜時(shí),mgsin30=k(x0-34x0) 設(shè)豎直時(shí)小球距底端為x,則有:mg=k(x0-x′) 解得:x′=12x0. (2)由動(dòng)能定理可得:-mg?18x0+W1+W2=0 解得:W2=18mgx0?W1. (3)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:12L=12gt2,L=v0t EK=12mv02, 解得Ek=12mgL 6.【2019四川省內(nèi)江市模擬】如圖所示,是某興趣小組舉行遙控賽車比賽示意圖。一質(zhì)量為m的小賽車從水平軌道的A點(diǎn)由靜止出發(fā),沿著動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平直線運(yùn)動(dòng)L后,從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑、半徑為R的半圓形軌道,并通過最高點(diǎn)C完成比賽其中,B點(diǎn)是半圓軌道的最低點(diǎn),也是水平軌道與豎直半圓軌道的平滑相切點(diǎn)。賽車通電后以額定功率P起動(dòng),重力加速度為g?,F(xiàn)要完成賽車的比賽。求 (1)賽車電動(dòng)機(jī)工作的最短時(shí)間; (2)賽車從最高點(diǎn)C飛出的最大距離。 【解析】(1)當(dāng)賽車恰好過C點(diǎn)時(shí)在B點(diǎn)對(duì)軌道壓力最小, 賽車在C點(diǎn)對(duì)有:mg=mvC2R 解得vC=gR…① 賽車從A到C的整個(gè)過程中,運(yùn)用動(dòng)能定理:pt-μmgL-2mgR= 12mvC2 聯(lián)立解得:t=mgP(μL+52R); (2)賽車由B到C機(jī)械能守恒,12mvBm2=12mvC2+2mgR 平拋運(yùn)動(dòng),水平方向:xm=vCt 豎直方向:2R=12gt2 賽車從A到B,功率P=Fvm F=f=μmg 聯(lián)立以上各式得:xm=4Rg[(Pμmg)2-4gR] 7.【2018河南省林州市模擬】如圖所示,小球A用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛起來,輕繩與豎直方向夾角為θ=53時(shí),小球A由靜止釋放,當(dāng)小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),與質(zhì)量相同的小球B發(fā)生完全彈性碰撞,碰后小球B沿光滑的水平軌道運(yùn)動(dòng),該軌道與一豎直的光滑圓軌道相切于最低點(diǎn),已知sin37=0.6,cos37=0.8,若小球能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn),則圓軌道的半徑應(yīng)為多大? 【解析】設(shè)小球A、B的質(zhì)量均為m,小球A由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mgL(1-cosθ)=12mv02 小球A與B發(fā)生完全彈性碰撞時(shí),動(dòng)量和機(jī)械能均守恒,碰后小球A、B的速度分別為v1、v2,則有mv0=mv1+mv2,12mv02=12mv12+12mv22,解得v1=0、v2=v0 小球B若能達(dá)到最高點(diǎn),則有mg≤mv2r 小球B從水平軌道運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn),則有-2mgr=12mv2-12mv22,解得r≤0.16L 8.【2019四川省成都市模擬】在浩瀚的宇宙中,一個(gè)太空飛行器遠(yuǎn)離了天體,忽略萬有引力作用,其質(zhì)量為M=200kg,以速度v0=10m/s在太空中沿AB方向勻速飛行,經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)受到兩個(gè)互相垂直的恒力作用,一個(gè)力大小為F=1000N,另一個(gè)力F1的方向與v0的方向成θ=53°角,沿OP方向,如圖所示,當(dāng)飛行器速度為vP=252m/s時(shí),飛行器正處于F1的作用線上的P點(diǎn),求這個(gè)過程中 (1)飛行器飛行的時(shí)間和位移的大??; (2)另一個(gè)力F的大小。 【解析】(1)以O(shè)F為x軸,OP為y軸,O為原點(diǎn),建立坐標(biāo)系, x方向的初速度:vOx=v0sinθ=10sin53°=8m/s, 加速度為:ax=Fm=10002000=5m/s2, y方向的初速度:vOy=v0cosθ=10cos53°=6m/s, 從O到P的時(shí)間:x方向的位移為零,則有:vOxt-12axt2=0, 解得:t=3.2s; 在P點(diǎn)x方向的速度和x方向的初 速度等大反向,故y方向的速度為:vy=vp2-vox2=252-82=188m/s, 飛行器的位移:xop=voy+vy2?t, 代入數(shù)據(jù)可得:xop≈31.5m; (2)y方向的加速度為:ay=vy-vOyt, 根據(jù)牛頓第二定律得:OP方向上的作用力為:Fy=may,代入數(shù)據(jù)可得:Fy=375N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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