2019高考物理二轮复习 专题二 力与曲线运动 1-2-3 抛体运动与圆周运动训练.docx

1-2-3 抛体运动与圆周运动课时强化训练1(2018山东聊城一模)如图所示，两小球从高度相同的A、B两点同时以相同的速率水平抛出，经过时间t在空中相遇，若仅将从B点抛出的小球速度变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为()A.t B.t Ct D.解析 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，设A、B两点相距x，依据运动的独立性可知，第一次时有xv0tv0t2v0t，仅将从B点抛出的小球初速度加倍时有x2v0tv0t3v0t，可得tt，故A正确，B、C、D错误。答案 A2(2018山东济南期末)如图所示，斜面AC与水平方向的夹角为，在底端A正上方与顶端等高处的E点以速度v0水平抛出一小球，小球垂直于斜面落到D点，重力加速度为g，则()A小球在空中飞行时间为B小球落到斜面上时的速度大小为C小球的位移方向垂直于ACDCD与DA的比值为解析 将小球在D点的速度进行分解，水平方向的分速度v1等于平抛运动的初速度v0，即v1v0，落到斜面上时的速度v，竖直方向的分速度v2，则小球在空中飞行时间t。由图可知平抛运动的位移方向不垂直AC。D、A间水平距离为x水平v0t，故DA；C、D间竖直距离为 x竖直v2t，故CD，得。答案 D3(2018广东四校联考)从同一高度同时将a、b两个完全相同的小球分别竖直上抛和斜上抛，它们的初速度大小相同；若不计空气阻力，则以下说法中正确的是()A在空中运动的过程中，两球的加速度相同B两球触地时的瞬时速率不同C两球在空中运动的时间相同D两球运动的位移相同解析 两球在空中都只受重力作用，两球的加速度都为重力加速度g，A项正确。因两球都只受重力，则机械能均守恒。据机械能守恒定律有mvmghmv，可知两球触地时的速率相同，B项错误。因两球以相同的速率分别竖直上抛和斜上抛，则知两球在空中运动时间不同，C项错误。因两球初始时运动方向不同，则它们发生的位移不同，D项错误。答案 A4(2018湖北黄冈期末)(多选)如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，另一端系于小球上。当圆环以角速度(0)绕竖直直径转动时()A细绳对小球的拉力可能为零B细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等C细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等D当时，金属圆环对小球的作用力为零 解析 因为圆环光滑，小球不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力、环对球的弹力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，则有T cos 60N cos 60mg，T sin 60N sin 60m2r sin 60，解得Tmgm2r，Nmgm2r，当时，金属圆环对小球的作用力N0。综上可知C、D正确，A、B错误。答案 CD5(2018广东佛山质检一)图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与自行车看作一个整体，下列论述正确的是()A运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供B运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供C发生侧滑是因为运动员受到的合外力方向背离圆心D发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力解析 运动员转弯所需的向心力由地面对车轮的摩擦力提供，则A错误，B正确。发生侧滑而做离心运动的原因是所受到的摩擦力小于所需要的向心力，故C、D错误。答案 B6(2018湖北宜昌调研)如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，圆心为O。一小球(可视为质点)从与圆心等高的半圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出，落于轨道上的C点。已知OC与OA的夹角为，重力加速度为g，则小球从A运动到C的时间为()A.tan B.cot C.tan D.cot 解析 由几何关系可以知道，AC与水平方向的夹角，根据平抛运动的规律，知tan ，得tcot。所以D项正确，A、B、C项错误。【一题多解】 小球在水平方向上做匀速直线运动，设半圆形轨道的半径为R，根据几何关系可得v0tRR cos ，小球在竖直方向上做自由落体运动，根据几何关系可得gt2R sin ，两式相除得，解得tcot，故D项正确。答案 D7(2018广东五校一联)某科技比赛中，参赛者设计了一个轨道模型，如图所示。模型放到0.8 m高的桌子上，最高点距离地面2 m，右端出口水平。现让小球由最高点静止释放，忽略阻力作用，为使小球飞得最远，右端出口距离桌面的高度应设计为()A0 m B0.1 m C0.2 m D0.3 m解析 从最高点到出口，满足机械能守恒，有(Hh)mgmv2，从出口飞出后小球做平抛运动，有xvt，hgt2，可得x2，根据数学知识知，当Hhh时，x最大，即h1 m时，小球飞得最远，此时出口距离桌面高度为h1 m0.8 m0.2 m。答案 C8(2018福建厦门质检)(多选)如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30角(图中P位置)。现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动。细线与竖直方向成60角(图中P位置)。两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是()AQ受到桌面的静摩擦力大小不变B小球运动的角速度变大C细线所受的拉力之比为21D小球向心力大小之比为31解析 对小球受力分析如图所示，则有T，向心力Fnmgtan m2L sin ，得角速度，当小球做圆周运动的平面升高时，增大，cos 减小，则拉力T增大，角速度增大，金属块Q受到的静摩擦力等于细线的拉力大小，Q受到桌面的支持力等于重力，则后一种情况与原来相比，Q受到桌面的静摩擦力增大，故A错误，B正确。细线与竖直方向成30角时拉力T1，细线与竖直方向成60角时拉力T22mg，所以T2T11故C错误。细线与竖直方向成30角时向心力Fn1mg tan 30mg，细线与竖直方向成60角时向心力Fn2mg tan 60mg，所以Fn2Fn131，所以D项正确。答案 BD9(2018河北石家庄质检)(多选)如图所示，两个质量均为m的小球A、B套在半径为R的圆环上，圆环可绕竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。已知OA与竖直方向的夹角53，OA与OB垂直，小球B与圆环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g，sin 530.8，cos 530.6。下列说法正确的是()A圆环旋转角速度的大小为 B圆环旋转角速度的大小为 C小球A与圆环间摩擦力的大小为mgD小球A与圆环间摩擦力的大小为mg解析 当B与圆环间恰好没有摩擦力时，B与圆心连线与竖直方向的夹角为37，对B球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得mg tan 37mrB2，又rBRsin 37，解得，则A项正确，B项错误。对A球受力分析如图所示，则竖直方向上：NA cos 53fA sin 53mg0，水平方向上：NA sin 53fA cos 53mrA2，rAR sin 53，解得fAmg，则C项错误，D项正确。答案 AD10(2018广东深圳一调)某新式可调火炮，水平射出的炮弹可视为平抛运动。如图，目标是一个剖面为90的扇形山崖OAB，半径为R(R为已知)，重力加速度为g。(1)若以初速度v0(v0为已知)射出，恰好垂直打在圆弧的中点C，求炮弹到达C点所用时间。(2)若在同一高地P先后以不同速度射出两发炮弹，击中A点的炮弹运行的时间是击中B点的两倍，O、A、B、P在同一竖直平面内，求高地P离A的高度。解析 (1)设炮弹的质量为m，炮弹做平抛运动，其恰好垂直打在圆弧的中点C时，由几何关系可知，其水平分速度和竖直分速度相等，即vyvxv0又vygt得：t(2)设高地P离A的高度为h，则有hg(2t0)2hRgt解得hR。答案 (1)(2)R11(2018泰州二模)如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO匀速转动，规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向。在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，从t0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v。已知容器在t0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水。求：(1)每一滴水经多长时间落到盘面上？(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘转动的角速度应为多大？(3)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x。解析 (1)水滴在竖直方向上做自由落体运动，有：hgt2，解得t (2)分析题意可知，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的角度应为n(n1、2、3)，由tn得n (n1、2、3)(3)第二滴水落在圆盘上时的水平位移为x2v2t2v 第三滴水落在圆盘上时的水平位移为x3v3t3v 当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心两侧时，两点间的距离最大，则xx2x35v 。答案 (1) (2)n (n1、2、3)(3)5v 12.如图所示，BC为半径等于 m、竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45、动摩擦因数为0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以速度v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，OB与竖直方向的夹角为45。小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的F5 N的力的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面。(g取10 m/s2)求：(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少？OA的距离为多少？(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？解析 (1)小球从A运动到B为平抛运动，有rsin 45v0t在B点，有tan 45解以上两式得v02 m/s，t0.2 s则AB竖直方向的距离为hgt20.2 mOB竖直方向的距离为hrcos 450.4 m则OAhh(0.20.4)m0.6 m。(2)在B点据平抛运动的速度规律有vB2 m/s小球在管中重力与外加的力F平衡，故小球所受的合力仅为管的外轨对它的压力，得小球在管中做匀速圆周运动，由圆周运动的规律得圆管对小球的作用力为FNm5 N根据牛顿第三定律得小球对圆管的压力为FNFN5 N。(3)在CD上滑行到最高点过程，根据牛顿第二定律得mgsin 45mgcos 45ma解得agsin 45gcos 458 m/s2根据速度位移关系公式，有x m。答案 (1)2 m/s0.6 m(2)5 N(3) m