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

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訓(xùn)練4拋體運動與圓周運動一、選擇題(本大題共8小題，每小題8分，共64分第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求)1.如圖所示，A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個點，ABBCCD，E點在D點的正上方，與A等高，從E點水平拋出質(zhì)量相等的兩個小球，球1落在B點，球2落在C點，關(guān)于球1和球2從拋出到落在斜面上的運動過程()A球1和球2運動的時間之比為21B球1和球2動能增加量之比為13C球1和球2拋出時初速度之比為21D球1和球2運動時的加速度之比為12解析：因為AC2AB，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運動的時間比為1，故A錯誤；根據(jù)動能定理得，mghEk，知球1和球2動能增加量之比為12，故B錯誤；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；平拋運動的物體只受重力，加速度為g，故兩球的加速度相同，故D錯誤答案：C2如圖所示，一根細線下端拴一個金屬小球P，細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)做勻速圓周運動(圓錐擺)現(xiàn)使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動(圖中P位置)，兩次金屬塊Q都靜止在桌面上的同一點，則后一種情況與原來相比較，下面的判斷中正確的是()A細線所受的拉力變小B小球P運動的角速度變小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)細線與豎直方向的夾角為，細線的拉力大小為FT，細線的長度為L.P球做勻速圓周運動時，由重力和細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.使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動時，增大，cos減小，則得知細線拉力FT增大，角速度增大，周期T減小對Q，由平衡條件得知，Q受到桌面的靜摩擦力變大，故A、B錯誤，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)在圓管中運動小球以速率v0經(jīng)過圓管最低點時，桿對圓管的作用力大小為()AmBmgmC2mgm D2mgm解析：以球為研究對象，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象，由平衡條件可得：桿對圓管的作用力大小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，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點時的速度進行分解，水平方向的速度等于平拋運動的初速度，通過角度關(guān)系解得豎直方向的末速度為vy，設(shè)該過程用時為t，則DA，C、D間的豎直距離h，故CD，可得，故選項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稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動，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靜止物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，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動，運動到最低點時最容易滑動，因此物體在最低點且剛好要滑動時的轉(zhuǎn)動角速度為最大值，這時，根據(jù)牛頓第二定律可知，mgcos30mgsin30mr2，解得1.0 rad/s，C項正確，A、B、D項錯誤答案：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小球a、b和c的運動軌跡小球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)處不計空氣阻力，下列說法正確的是()Aa和b初速度相同Bb和c運動時間相同Cb的初速度是c的兩倍Da的運動時間是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的運動時間相同，a的運動時間大于b的運動時間，故B正確，D錯誤；因為a的運動時間長，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錯誤；b、c的運動時間相同，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，將一小球以速度v0水平拋出后恰能從圓環(huán)上Q點沿切線飛過，若OQ與OP間夾角為，不計空氣阻力，則()A從P點運動到Q點的時間為tB從P點運動到Q點的時間為tC小球運動到Q點時的速度為vQD小球運動到Q點時的速度為vQ解析：水平方向有Rsinv0t，故t，選項A正確，B錯誤；在Q點有cos，故有vQ，選項C錯誤，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)細桿的A點和B點，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)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，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：小球做勻速圓周運動，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錯誤；當(dāng)b繩拉力為零時，有ml2，解得，可知當(dāng)角速度時，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錯誤答案：AC二、計算題(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高H4 m，平臺上放置一薄木板(厚度可不計)，木板長L5 m，質(zhì)量m1 kg的物體A(可視為質(zhì)點)置于木板的中點處，物體與木板間動摩擦因數(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，物體離開平臺后恰能沿B點切線方向滑入圓弧軌道求：(1)物體在圓弧軌道最高點D時，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)物體離開平臺下落到B點的高度為hRRcos3.2 m由v2gh解得vy8 m/s在B點速度三角形如圖所示，得vx6 m/s由機械能守恒定律，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動，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“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，上面安裝有電動懸掛器，可以載人運動，水面上漂浮著一個半徑為R、角速度為、鋪有海綿墊(厚度不計)的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的軸心離平臺的水平距離為L，平臺邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為H.選手抓住懸掛器可以在電動機的帶動下，從A點下方的平臺邊緣處沿水平方向做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運動選手必須做好判斷，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點釋放能恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，則他是從平臺出發(fā)后多長時間釋放懸掛器的？(2)若電動懸掛器開動后，針對不同選手的動力與該選手重力關(guān)系皆為F0. 6mg，懸掛器在軌道上運動時存在恒定的摩擦阻力，選手在運動到上面(1)中所述位置C點時，因恐懼沒有釋放懸掛器，但立即關(guān)閉了它的電動機，則按照(1)中數(shù)據(jù)計算懸掛器載著選手還能繼續(xù)向右滑行多遠的距離？解析：(1)沿水平加速段位移為x1，時間為t1；平拋時水平位移為x2，時間為t2則加速時有x1，vat1平拋運動階段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