《大高考》2016届高考物理(全国通用)配套课件+配套练习:专题四 曲线运动 五年高考真题
近6年高考物理真题分项版精解精析:专题04《曲线运动及天体》Word版含解析

【2014高考真题】1.【2014·新课标全国卷Ⅰ】如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度.下列说法正确的是() A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等C.ω=kg2l是b开始滑动的临界角速度D.当ω=2kg3l时,a所受摩擦力的大小为kmg2.【2014·四川卷】有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()A.kvk2-1B.v1-k2C.kv1-k2D.vk2-1【答案】B【解析】设河岸宽为d,船速为u,则根据渡河时间关系得du∶du2-v2=k,解得u=v1-k2,所以B选项正确.3.【2014·新课标Ⅱ卷】如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为()A.Mg-5mg B.Mg+mgC.Mg+5mg D.Mg+10mg【答案】C【解析】小环在最低点时,对整体有T -(M +m )g =mv 2R ,其中T 为轻杆对大环的拉力;小环由最高处运动到最低处由动能定理得mg ·2R =12mv 2-0,联立以上二式解得T =Mg +5mg ,由牛顿第三定律知,大环对轻杆拉力的大小为T ′=T =Mg +5mg ,C 正确.4.【2014·江苏卷】为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A 球水平抛出,同时B 球被松开,自由下落.关于该实验,下列说法中正确的有( )A .两球的质量应相等B .两球应同时落地C .应改变装置的高度,多次实验D .实验也能说明A 球在水平方向上做匀速直线运动5.【2014·安徽卷】(18分)Ⅰ.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________.a .安装斜槽轨道,使其末端保持水平b .每次小球释放的初始位置可以任意选择c .每次小球应从同一高度由静止释放d .为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O 为坐标原点,测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ,图2中yx 2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.a bc d图2图3(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0 cm,y2为45.0 cm,A、B两点水平间距Δx为40.0 cm.则平抛小球的初速度v0为________m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0 cm,则小球在C点的速度v C为________m/s(结果保留两位有效数字,g取10 m/s2).6.【2014·安徽卷】如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2.则ω的最大值是()A. 5 rad/sB. 3 rad/sC.1.0 rad/s D.0.5 rad/s【答案】C【解析】本题考查受力分析、应用牛顿第二定律、向心力分析解决匀速圆周运动问题的能力.物体在最低点最可能出现相对滑动,对物体进行受力分析,应用牛顿第二定律,有μmg cos θ-mg sin θ=mω2r,解得ω=1.0 rad/s,选项C正确。
高考物理 专题一 第4讲 运动图象 追及和相遇问题【高考复习课件】

微能力认证作业
第 4 讲 运动图象 追及和相遇问题
考点 1 运动图象及其应用 1.s-t 图象 (1)s-t 图象反映了做直线运动的物体的__位__移__随__时__间__的 变化规律.在 s-t 图象中,图线的斜率代表__速__度___,斜率的大 小表示物体速度的__大__小__,斜率正负表示物体速度的__方__向__. (2)匀速直线运动的 s-t 图象是一条__倾__斜__的直线,若 s-t 图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于__静__止__状态.
图 1-4-2 A.图线 1 表示物体做曲线运动 B.s-t 图象中 t1 时刻 v1>v2
C.v-t 图象中 0 至 t3 时间内 4 的平均速度大于 3 的平均速度 D.两图象中,t2、t4 时刻分别表示 2、4 开始反向运动 答案:BC 解析:在 s-t 图象中表示的是直线运动的物体的位移随时 间的变化情况,而不是物体运动的轨迹,A 选项错误;在 s-t 图象中,图线在某点的斜率大小就是该点速度大小,B 选项正 确.在 v-t 图象中,图线与时间轴围成的面积等于位移的大小, 在相等的时间内与时间轴围成面积(位移)越大,平均速度越大, C 选项正确.在 s-t 图象中,t2 表示物体 2 开始反向运动,但 在 v-t 图象中,t4 时刻物体 4 的速度方向不变,只是大小减少, 并没有反向运动,D 选项错误.
解法二:极值法 设汽车追上自行车之前 t 时刻相距最远,则 Δx=x 自行车-x 汽车=v 自行车·t-12at2=6t-32t2 利用二次函数求极值条件知: 当 t=-2ba=2 s 时,Δx 最大,Δxmax=6 m (2)由第一问第二种方法中,令 Δx=0,解得 t=4 s, 此时汽车追上自行车. 汽车的速度 v′=a×4=12 m/s.
题型四 曲线运动问题(1)——2023届高考物理高频题型专项训练

题型四曲线运动问题(1)——2023届高考物理高频题型专项训练1.2020年受“新冠肺炎”的影响,全国人民自愿居家隔离。
小豆在家和爸爸玩“套圈”游戏,第一次扔在小黄人正前M点,不计空气阻力。
第二次扔之前小豆适当调整方案,则小豆可能仍中的措施是( )A.小豆在原处,仅增加扔套圈的水平初速度B.小豆在原处,仅减小水平扔出套圈时的高度C.小豆沿小黄人与M点连线方向后退,仅增加人和小黄人之间的距离D.小豆在原处,降低扔套圈的高度和扔套圈的水平初速度2.2022年北京冬奥会之后,我国各地掀起了滑冰运动的热潮,在水平滑冰场上沿规定的圆形滑道做圆周运动是一项基础训练。
如图所示,运动员从圆形滑道上的A点开始蹬地加速,到达B点时获得速度05m/sv=,然后保持速度大小不变继续做圆周运动。
已知运动员的质量(含装备)为50kg,做圆周运动的半径为5m。
不考虑空气阻力和冰刀与冰面间的摩擦力,不计人体倾斜对半径和速度的影响,取210m/sg=,下列说法正确的是( )A.运动员从A点加油到B点的过程中,冰面对运动员做的功为625JB.运动员做匀速圆周运动时处于平衡状态C.运动员到达B点后做匀速圆周运动需要的向心力大小为250ND.保持匀速圆周运动时,运动员的倾角(身体与冰面的夹角)为60°3.极限运动是结合了一些难度较高,且挑战性较大的组合运动项目的统称,如图所示的雪板就是极限运动的一种。
图中AB是助滑区、BC是起跳区、DE是足够长的着陆坡(认为是直线斜坡)。
极限运动员起跳的时机决定了其离开起跳区时的速度大小和方向。
忽略空气阻力,运动员可视为质点。
若运动员跳离起跳区时速度大小相等,速度方向与竖直方向的夹角越小,则运动员( )A.飞行的最大高度越大B.在空中运动的加速度越大C.在空中运动的时间越短D.着陆点距D 点的距离一定越远4.固定的足够长斜面顶端有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电荷的小球,以速度0v 平抛。
曲线运动:曲线运动 运动的合成与分解 训练题——2023届高考物理一轮复习(word版含答案)

曲线运动:曲线运动运动的合成与分解训练题一、选择题1.如图所示,假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是( )A.仍然沿着赛车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能2.2018珠海航展,我国第五代战机“歼-20”再次闪亮登场。
表演中,战机先水平向右,再沿曲线ab向上(如图),最后沿陡斜线直入云霄。
设飞行路径在同一竖直面内,飞行速率不变。
则沿ab段曲线飞行时,战机( )A.所受合外力大小为零B.所受合外力方向竖直向上C.竖直方向的分速度逐渐增大D.水平方向的分速度不变3.近年来,我国在军事领域取得了很多成就,特别是我国空军军事实力出现了质的飞跃。
如图为直升机在抢救伤员的情景,直升机水平飞行的同时绳索把伤员提升到直升机上,在此过程中绳索始终保持竖直,不计伤员受到的空气阻力,则下列判断正确的是( )A.直升机一定做匀速直线运动B.伤员运动的轨迹一定是一条斜线C.螺旋桨产生动力的方向一定竖直向上D.绳索对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力4.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为f,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v ,此时人的拉力大小为F ,则( )A.人拉绳行走的速度为sin v θB.人拉绳行走的速度为cos vθC.船的加速度为F fm - D.船的加速度为cos F fmθ- 5.如图所示,顶角60θ=︒、光滑V 字形轨道AOB 固定在竖直平面内,且AO 竖直。
一水平杆与轨道交于M N 、两点,已知杆自由下落且始终保持水平,经时间t 速度由6 m/s 增大到14 m/s (杆未触地),则在0.5t 时,触点N 沿倾斜轨道运动的速度大小为(不计空气阻力,g 取210m/s )( )A.10 m/sB.17 m/sC.20 m/sD.28 m/s6.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,以竖直杆为参考系,猴子的v t -图像如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的x t -图像如图丙所示。
2020高考物理名师练习卷:专题四《曲线运动》含答案

2020衡水名师原创物理专题卷专题四曲线运动考点10 曲线运动运动的合成与分解考点11 平抛运动的规律及应用考点12 圆周运动的规律及应用一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1、一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一颗钉子,如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间( )A.小球线速度大小没有变化B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D.悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍2、如图所示,在长约100cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时,使玻璃管紧贴黑板面水平向右先匀加速后匀减速移动,你正对黑板面将看到红蜡块在减速阶段相对于黑板面的移动轨迹可能是下面的( )A. B. C. D.、质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在“秋3、如图,“旋转秋千”装置中的两个座椅A B千”的不同位置。
不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )A.A的角速度比B的大B.A的线速度比B的大C.A与B的向心加速度大小相等、的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A B4、如图,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车以速度v匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为θ时,下列关于物体A说法正确的是()vθ,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力A. 物体A此时的速度大小为cosvθ,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力B. 物体A此时的速度大小为cosvθ,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力C. 物体A此时的速度大小为/cosvθ,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力D. 物体A此时的速度大小为/cos5、有一条两岸平直、河水均匀流动,流速恒为v的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小船在静水中的速度大小为2v,去程与回程所用时间之比为( )A.3:2B.2:1C.3:1 26、光滑平面上一运动质点以速度v 通过原点O ,v 与x 轴正方向成α角(如图所示),与此同时对质点施加沿x 轴正方向的恒力x F 和沿y 轴正方向的恒力F ,则( )A.因为有x F ,质点一定做曲线运动B.如果y x F F >,30α=︒,质点向y 轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动D.如果tan y x F F α<,质点向x 轴一侧做曲线运动7、如图所示,在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A 、B 、C ,它们离地面的高度分别为3h 、2h 和h ,当小车遇到障碍物P 时,立即停下来,三 个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上.则下列说法正确的是( )A.三个小球落地时间差与车速有关B.三个小球落地点的间隔距离12L L =C.三个小球落地点的间隔距离12L L <D.三个小球落地点的间隔距离12L L >8、如图所示,一网球运动员将球在边界正上方某处水平向右击出,球的初速度垂直于球网平面,且刚好过网落在对方界内。
(统考版)高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第2讲 抛体运动的规律及应用学生用书

第2讲抛体运动的规律及应用一、平抛运动1.定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只在________作用下的运动.2.性质:平抛运动是加速度为g的________曲线运动,运动轨迹是抛物线.3.研究方法:运动的合成与分解.(1)水平方向:________直线运动;(2)竖直方向:________运动.4.基本规律:如图所示,以抛出点O为坐标原点,以初速度v0方向(水平方向)为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向.(1)位移关系(2)速度关系(3)常用推论:①图中C点为水平位移中点;②tan θ=2tan α.注意θ与α不是2倍关系.二、斜抛运动1.定义:将物体以初速度v0________或斜向下方抛出,物体只在________作用下的运动.如图所示.2.性质:斜抛运动是加速度为g的________曲线运动,运动轨迹是________.3.研究方法:运动的合成与分解(1)水平方向:________直线运动;(2)竖直方向:________直线运动.,生活情境1.一架投放救灾物资的飞机在受灾区域的上空水平地匀速飞行,从飞机上投放的救灾物资在落地前的运动中(不计空气阻力)(1)速度和加速度都在不断改变.( )(2)速度和加速度方向之间的夹角一直减小.( )(3)在相等的时间内速度的改变量相等.( )(4)在相等的时间内速率的改变量相等.( )(5)在相等的时间内动能的改变量相等.( )教材拓展2.(多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法中正确的有( )A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度,多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动考点一平抛运动规律的应用用“化曲为直”的思想处理平抛运动中落点在水平面上的问题时,将研究对象抽象为质点平抛运动模型,处理平抛运动的基本方法是运动的分解(化曲为直).即同时又要注意合运动与分运动的独立性、等时性.例1.[2021·河北卷,2]铯原子钟是精确的计时仪器.图1中铯原子从O点以100 m/s 的初速度在真空中做平抛运动,到达竖直平面MN所用时间为t1;图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动,到达最高点Q再返回P点,整个过程所用时间为t2.O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2 m.重力加速度取g=10m.则t1∶t2为( )s2A.100∶1 B.1∶100跟进训练1.在高空中匀速飞行的轰炸机,每隔时间t投放一颗炸弹,若不计空气阻力,则投放的炸弹在空中的位置是选项中的(图中竖直的虚线将各图隔离)( )2.[2022·陕西五校联考]墙网球又叫壁球,场地类似于半个网球场,如图所示,在场地一侧立有一竖直墙壁,墙壁上离地面一定高度的位置画了水平线(发球线),在发球区发出的球必须击中发球线以上位置才有效,假设运动员在某个固定位置将球发出,发球速度(球离开球拍时的速度)方向与水平面的夹角为θ,球击中墙壁位置离地面的高度为h,球每次都以垂直墙壁的速度撞击墙壁,设球撞击墙壁的速度大小为v,球在与墙壁极短时间的撞击过程中无机械能损失,球撞到墙壁反弹后落地点到墙壁的水平距离为x,不计空气阻力,球始终在与墙壁垂直的平面内运动,则下列说法正确的是( )A.h越大,x越大B.v越小,x越大C.h越大,θ越大 D.v越大,h越大考点二平抛运动与各种面结合问题角度1落点在斜面上分解位移,构建位移三例2. [2022·江西八校联考](多选)如图所示,小球A从斜面顶端水平抛出,落在斜面上的Q点,在斜面底端P点正上方水平抛出小球B,小球B也刚好落在斜面上的Q点,B球,A、B 抛出点离斜面底边的高度是斜面高度的一半,Q点到斜面顶端的距离是斜面长度的23两球均可视为质点,不计空气阻力,则A、B两球( )A.平抛运动的时间之比为2∶1B.平抛运动的时间之比为3∶1C.平抛运动的初速度之比为1∶2D.平抛运动的初速度之比为1∶1角度2落点在曲面上例3. [2022·浙江温州一模]如图所示为某种水轮机的示意图,水平管出水口的水流速度恒定为v 0,当水流冲击到水轮机上某挡板时,水流的速度方向刚好与该挡板垂直,该档板的延长线过水轮机的转轴O ,且与水平方向的夹角为30°.当水轮机圆盘稳定转动后,挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的一半.忽略挡板的大小,不计空气阻力,若水轮机圆盘的半径为R ,则水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为( )A.v 02R B .v0RC .√3v 0RD .2v 0R跟进训练.3 [2022·浙江名校统测]如图所示,水平地面有一个坑,其竖直截面为y =kx 2的抛物线(k =1,单位为m -1),ab 沿水平方向,a 点横坐标为-3s2,在a 点分别以初速度v 0、2v 0(v 0未知)沿ab 方向抛出两个石子并击中坑壁,且以v 0、2v 0抛出的石子做平抛运动的时间相等.设以v 0和2v 0抛出的石子做平抛运动的时间为t ,击中坑壁瞬间的速度分别为v 1和v 2,下落高度为H ,仅s 和重力加速度g 为已知量,不计空气阻力,则(选项中只考虑数值大小,不考虑单位)( )A .不可以求出tB .可求出t 的大小为 √4sg C .可以求出v 1的大小为 √3g+16gs 24D .可求出H 的大小为2s 2考点三 生活中的平抛运动(STSE 问题)素养提升情境1投篮游戏[2021·新疆第二次联考]如图甲所示,投篮游戏是小朋友们最喜欢的项目之一,小朋友站立在水平地面上双手将皮球水平抛出,皮球进入篮筐且不擦到篮筐就能获得一枚小红旗.如图乙所示,篮筐的半径为R,皮球的半径为r,篮筐中心和出手处皮球的中心高度为h1和h2,两中心在水平地面上的投影点O1、O2之间的距离为d.忽略空气的阻力,已知重力加速度为g.设出手速度为v,要使皮球能入筐,则下列说法中正确的是( )A.出手速度大的皮球进筐前运动的时间也长B.速度v只能沿与O1O2连线平行的方向C.速度v的最大值为(d+R-r)√g2(h2−h1)D.速度v的最小值为(d-R+r)√2gh2−h1[思维方法]1.处理平抛运动中的临界问题要抓住两点(1)找出临界状态对应的临界条件;(2)用分解速度或者分解位移的思想分析平抛运动的临界问题.2.平抛运动临界极值问题的分析方法(1)确定研究对象的运动性质;(2)根据题意确定临界状态;(3)确定临界轨迹,画出轨迹示意图;(4)应用平抛运动的规律结合临界条件列方程求解.情境2农林灌溉农林灌溉需要扩大灌溉面积,通常在水管的末端加上一段尖管,示意图如图所示,尖管,尖管水平,不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是( )的直径是水管直径的13A.由于增加尖管,单位时间的出水量增加2倍B.由于增加尖管,水平射程增加3倍C.增加尖管前后,空中水的质量不变D.由于增加尖管,水落地时的速度大小增加8倍情境3海鸥捕食[2021·山东卷,16] 海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤(贝类动物)后,有时会飞到空中将它丢下,利用地面的冲击打碎硬壳.一只海鸥叼着质量m=0.1 kg的鸟蛤,在H=20 m的高度、,以v0=15 m/s的水平速度飞行时,松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上.取重力加速度g=10ms2忽略空气阻力.(1)若鸟蛤与地面的碰撞时间Δt =0.005 s ,弹起速度可忽略,求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F ;(碰撞过程中不计重力)(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上,有一与地面平齐、长度L =6 m 的岩石,以岩石左端为坐标原点,建立如图所示坐标系.若海鸥水平飞行的高度仍为20 m ,速度大小在15~17 m/s 之间,为保证鸟蛤一定能落到岩石上,求释放鸟蛤位置的x 坐标范围.第2讲 抛体运动的规律及应用必备知识·自主排查一、 1.重力 2.匀变速3.(1)匀速 (2)自由落体 4.(1)12gt 2√x 2+y 2yx(2)√v x 2+v y 2 v y v x二、1.斜向上方 重力 2.匀变速 抛物线 3.(1)匀速 (2)匀变速生活情境1.(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× 教材拓展2.解析:根据合运动与分运动的等时性和独立性特点可知,两球应同时落地,为减小实验误差,应改变装置的高度,多次做实验,选项B 、C 正确;平抛运动的实验与小球的质量无关,选项A 错误;此实验只能说明A 球在竖直方向做自由落体运动,选项D 错误.答案:BC关键能力·分层突破例1 解析:设距离d =0.2 m ,铯原子做平抛运动时有d =v 0t 1,做竖直上抛运动时有d =12g (t 22)2,解得t 1t 2=1200.故A 、B 、D 错误,C 正确.答案:C1.解析:由题意可知,炸弹被投放后做平抛运动,它在水平方向上做匀速直线运动,与飞机速度相等,所以所有离开飞机的炸弹与飞机应在同一条竖直线上,故A 、C 错误;炸弹在竖直方向上做自由落体运动,从上至下,炸弹间的距离越来越大.故B 正确,D 错误.答案:B 2.解析:将球离开球拍后撞向墙壁的运动反向视为平抛运动,该平抛运动的初速度大小为v ,反弹后球做平抛运动的初速度大小也为v ,两运动的轨迹有一部分重合,运动员在某个固定位置发球,因此不同的发球速度对应击中墙壁的不同高度h ,但所有轨迹均经过发球点,如图所示,h 越大,球从发球点运动到击墙位置的运动时间越长,墙壁到发球点的水平位移x ′相同,则v 越小,由图可知,反弹后球做平抛运动的水平位移x 越小,选项A 、B 、D 错误;设球击中墙壁的位置到发球点的高度为h ′,由平抛运动的推论可知2h ′x ′=tan θ,则h ′越大,即h 越大,θ越大,选项C 正确.答案:C例2 解析:依题意及几何关系可知,小球A 下落的高度为斜面高度的23,小球B 下落高度为斜面高度的12再减去斜面高度的13,则根据公式h =12gt 2,可知A 、B 两球平抛运动时间之比为tA tB =2,选项A 正确,B 错误;两小球在水平方向做匀速直线运动,有x =v 0t ,小球A水平分位移为斜面宽度的23,小球B 水平分位移为斜面宽度的13,代入上式联立可得v 0A v 0B=1,选项C 错误,D 正确.答案:AD 例3 解析:由几何关系可知,水流冲击挡板时,水流的速度方向与水平方向成60°角,则有vy v 0=tan 60°,所以水流速度为v =√v 02+v y2 =2v 0,根据题意知被冲击后的挡板的线速度为v ′=12v =v 0,所以水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为ω=v ′R=v0R,选项B 正确.答案:B3.解析:由题可知,两个石子做平抛运动,运动时间一样,则下落的高度H 一样,又因为落在抛物线上,a 、b 是关于y 轴对称的点,可得如下关系3s 2-v 0t =2v 0t -3s2,可得v 0t =s ,可分别得出落在坑壁上两个石子的横坐标分别为-s 2和s2,由y =kx 2,可得初始高度为9s 24,可求得此时高度为s 24,所以利用高度值差可求得H =2s 2,由H =12gt 2可求出平抛运动的运动时间t = √2Hg =2s √1g ,故选项D 正确,A 、B 错误;由前面可求出v 0=st =√g2,竖直方向上的速度v y =gt =2s √g ,由运动的合成可得v 1=√v 02+v y2 =√g+16gs 24,故选项C 错误.答案:D情境1 解析:本题考查平抛,属于应用性题.平抛运动的时间由下落的高度决定,则进筐的皮球运动时间相同,A 错误;与O 1O 2连线方向成一个合适的角度投出的皮球也可能进筐,B 错误;皮球沿与O 1O 2连线平行的方向投出,下落的高度为h 2-h 1,水平射程临界分别为d +R -r 和d +r -R ,则投射的最大速度为v max =√2(h 2−h 1)g=(d +R -r ) √g2(h 2−h 1)最小速度为v min =√2(h 2−h 1)g=(d -R +r ) √g2(h 2−h 1)C 正确,D 错误. 答案:C情境2 解析:单位时间的出水量与单位时间输入水管的量有关,与是否增加尖管无关,选项A 错误;设尖管中水的流速为v 0,水管中水的流速为v ,水管的半径为r ,根据相同时间Δt 内水的流量相同可得,π(r3)2v 0Δt =πr 2v Δt ,得水管、尖管中水的流速之比为v v 0=19,根据平抛运动规律,有h =12gt 2,增加尖管后水平射程x 0=v 0t =v 0√2hg ,不加尖管时水平射程x =vt =v √2hg,可得xx 0=19,Δx =x 0-x =8x ,故由于增加尖管,水平射程增加8倍,选项B 错误;不加尖管时,空中水的质量m =ρπr 2x ,加尖管时空中水的质量为m 0=ρ·π(r 3)2·x 0=πρr 2x ,则m =m 0,选项C 正确;由动能定理有mgh =12mv 12-12mv 2、m 0gh =12m 0v −2212m 0v 02,解得增加尖管前后水落地时的速度分别为v1=√2g ℎ+v 2、v2=√2g ℎ+v 02 ,v 2−v 1v 1≠8,选项D 错误.答案:C情境3 解析:(1)设平抛运动的时间为t,鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v.竖直方向gt2,v y=gt,v=√v02+v y2.分速度大小为v y,根据运动的合成与分解得H=12在碰撞过程中,以鸟蛤为研究对象,取速度v的方向为正方向,由动量定理得-FΔt =0-mv联立并代入数据得F=500 N(2)若释放鸟蛤的初速度为v1=15 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x1,击中岩石右端时,释放点的x坐标为x2,则有x1=v1t,x2=x1+L联立并代入数据得x1=30 m,x2=36 m若释放鸟蛤时的初速度为v2=17 m/s,设击中岩石左端时,释放点的x坐标为x′1,击中岩石右端时,释放点的x坐标为x′2,则有x′1=v2t,x′2=x′1+L联立并代入数据得x′1=34 m,x′2=40 m综上得x坐标范围为[34 m,36 m].。
2016年高考物理北京卷(解析版)
2016年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(北京卷)注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置.3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效.4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回.第一部分(选择题共120分)本部分共20 小题,每小题6分,共120分。
在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
13.处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有A.1种B.2种C.3种D.4种【答案】C【解析】C可得有3种可能,故C正确;试题分析:因为是大量氢原子,所以根据2n【学科网考点定位】:考查了氢原子跃迁【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差,知道数学组C的应用,另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子合公式2n14.下列说法正确的是A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需要介质才能传播【答案】A【学科网考点定位】:考查了机械波和电磁波【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种,电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同,机械波传播的是振动形式,其传播离不开介质,机械波在传播过程中波速由介质决定15.如图所示,弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点,建立Ox轴。
向右为x的轴的正方向。
若振子位于N点时开始计时,则其振动图像为【答案】A【学科网考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简写振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息,会求简谐运动的路程和位移,以及掌握简谐运动的表达式sin x A t ωϕ=+(). 16.如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ,磁场方向与圆环所在平面垂直。
磁感应强度B 随时间均匀增大。
两圆坏半径之比为2:1,圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b ,不考虑两圆环间的相互影响。
【全国高考】2020年物理试题分项解析:专题04-曲线运动(含答案)
2020年高考试题精编版分项解析专题04 曲线运动1.某弹射管每次弹出的小球速度相等.在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球.忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的()A. 时刻相同,地点相同B. 时刻相同,地点不同C. 时刻不同,地点相同D. 时刻不同,地点不同【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【答案】 B点睛:本题以平抛运动为背景考查合运动与分运动的关系及时刻和位置的概念,解题时要注意弹射管沿光滑竖直轨道向下做自由落体运动,小球弹出时在竖直方向始终具有跟弹射管相同的速度。
2.根据高中所学知识可知,做自由落体运动的小球,将落在正下方位置。
但实际上,赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处,这一现象可解释为,除重力外,由于地球自转,下落过程小球还受到一个水平向东的“力”,该“力”与竖直方向的速度大小成正比,现将小球从赤道地面竖直上抛,考虑对称性,上升过程该“力”水平向西,则小球A. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均为零B. 到最高点时,水平方向的加速度和速度均不为零C. 落地点在抛出点东侧D. 落地点在抛出点西侧【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(北京卷)【答案】 D【解析】AB、上升过程水平方向向西加速,在最高点竖直方向上速度为零,水平方向上有向西的水平速度,且有竖直向下的加速度,故AB错;CD、下降过程向西减速,按照对称性落至地面时水平速度为0,整个过程都在向西运动,所以落点在抛出点的西侧,故C错,D正确;故选D点睛:本题的运动可以分解为竖直方向上的匀变速和水平方向上的变加速运动,利用运动的合成与分解来求解。
3.滑雪运动深受人民群众的喜爱,某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中A. 所受合外力始终为零B. 所受摩擦力大小不变C. 合外力做功一定为零D. 机械能始终保持不变【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷)【答案】 C动员运动过程中速率不变,质量不变,即动能不变,动能变化量为零,根据动能定理可知合力做功为零,C 正确;因为克服摩擦力做功,机械能不守恒,D错误;【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等;知道曲线运动过程中速度时刻变化,合力不为零;在分析物体做圆周运动时,首先要弄清楚合力充当向心力,然后根据牛顿第二定律列式,基础题,难以程度适中.4.在一斜面顶端,将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上。
新高考物理高频考点专项练习:专题四 考点11 抛体运动的规律及应用(A)
新高考物理高频考点专项练习:专题四 考点11 抛体运动的规律及应用(A )1.从同一高度以不同的速度同时水平抛出两个质量不同的石子,下面说法正确的是( ) A.速度大的先着地B.速度小的先着地C.质量大的先着地D.两石同时着地2.平抛物体在各个时刻的速度、加速度方向如图所示,其中正确的是( )A. B. C. D.3.在同一平台上的O 点抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度A B C v v v 、、的关系和三个物体做平抛运动的时间A B C t t t 、、的关系分别是( )A.A B C A B C ,v v v t t t >>>>B.A B C A B C ,v v v t t t ====C.A B C A B C ,v v v t t t <<>>D.A B C A B C ,v v v t t t >><<4.沿水平方向先后抛出两个小球A B 、,两球相遇于空中的P 点,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力,最终两小球落在水平地面上,关于两个小球的运动,下列说法正确的是( )A.在空中运动时小球A 的速度变化率等于小球B 的速度变化率B.在空中运动时小球A 的运动时间小于小球B 的运动时间C.小球A 的初速度大于小球B 的初速度D.小球A B 、落地时的速度相同5.在某综艺节目中,游戏者进行抛球击鼓的游戏。
如图是游戏场地的示意图,图中甲、乙两鼓等高,丙、丁两鼓位置比甲、乙低但也等高。
要求游戏者每次在图示位置从相同高度将球沿水平方向抛出,忽略空气阻力,则( )A.击中甲、乙的两球初速度关系为v v =甲乙B.击中甲、乙的两球初速度关系为v v >甲乙C.假设某次抛出的球能够击中甲鼓,用相同的速度发球可能击中丁鼓D.击中四鼓的球中,击中丙鼓的初速度最大6.随着北京冬奥会的临近,滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。
2023版高考物理一轮总复习专题4曲线运动万有引力与航天第2讲平抛运动课件
确的是
()
A.它是速度大小不变的曲线运动
B.它是加速度不变的匀变速曲线运动
C.它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动的合
运动
D.它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的
合运动
【答案】BD
2.[平抛运动的分解](多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上
是否做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属
第2讲 平抛运动
必 备 知 识·深 悟 固 基
一、平抛运动及其规律 1.特点:初速度方向__水__平___;只受__重__力___作用. 2 . 性 质 : 平 抛 运 动 是 加 速 度 恒 为 重 力 加 速 度 的 __匀__变__速__ 曲 线 运 动,轨迹为_抛__物__线___. 3.研究方法:用运动的合成与分解方法研究平抛运动. 水平方向做__匀__速__直__线__运动;竖直方向做__自__由__落__体__运动.
4.速度改变量 因为平抛运动的加速度为恒定的重力加速度g,所以做平抛运动的 物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv=gΔt相同,方向恒为竖 直向下,如图所示.
5.两个重要的推论 (1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线 一定通过此时水平位移的中点,如图甲中A点和B点所示.
【解析】由几何关系知,平抛运动的竖直位移之比为 1∶2,根据 t = 2gh,可得 tA∶tB=1∶ 2,根据 v0=xt ,水平位移之比为 1∶2,则初 速度之比 vA∶vB=1∶ 2,故 A、B 错误;平抛运动某时刻速度方向与 水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的 2 倍,两 球落在斜面上,位移方向相同,则速度方向相同,可知碰撞斜面前瞬间 的速度与斜面的夹角相同,故 C 正确,D 错误.
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考点一曲线运动运动的合成与分解1.(2015·安徽理综,14,6分)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动.图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A.M点B.N点C.P点D.Q点解析α粒子在散射过程中受到重金属原子核的库仑斥力作用,方向总是沿着二者连线且指向粒子轨迹弯曲的凹侧,其加速度方向与库仑力方向一致,故C项正确.答案 C2.(2014·四川理综,4,6分)(难度★★)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()A.k vk2-1B.v1-k2C.k v1-k2D.vk2-1解析去程时船头垂直河岸如图所示,由合运动与分运动具有等时性并设河宽为d,则去程时间t1=d1;回程时行驶路线垂直河岸,故回程时间t2=dv21-v2,由题意有t1t2=k,则k=v21-v2v1,得v1=v21-k2=v1-k2,选项B正确.答案 B3.(2013·安徽理综,18,6分)(难度★★★)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m 3/min ,水离开喷口时的速度大小为16 3 m/s ,方向与水平面夹角为60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g 取10 m/s 2)( ) A .28.8 m ,1.12×10-2 m 3 B .28.8 m ,0.672 m 3 C .38.4 m ,1.29×10-2 m 3 D .38.4 m ,0.776 m 3解析 由题意可知,水柱做斜抛运动,竖直方向初速度v y =v sin 60°=24 m/s ,到达着火点位置时竖直速度变为0,由v2-v 20=2gh ,得h =v 2y2g=28.8 m ;由v=gt ,得t =v y g =2.4 s ,则空中水量V =0.28×2.460 m 3=1.12×10-2 m 3,故A正确. 答案 A4.(2011·江苏单科,3,3分)(难度★★)如图所示,甲、乙两同学从河中O 点出发,分别沿直线游到A 点和B 点后,立即沿原路线返回到O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且OA =OB .若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为( )A .t 甲<t 乙B .t 甲=t 乙C .t 甲>t 乙D .无法确定解析 设水流的速度为v 水,学生在静水中的速度为v 人,从题意可知v 人>v 水,OA =OB =L ,对甲同学t 甲=L v 人+v 水+Lv 人-v 水,对乙同学来说,要想垂直 到达B 点,其速度方向要指向上游,并且来回时间相等,即t 乙=2L v 2人-v 2水,则t 2甲-t 2乙=(L v 人-v 水-L v 人+v 水)2>0,即t 甲>t 乙,C 正确. 答案 C 考点二 抛体运动1.(2015·新课标全国Ⅰ,18,6分)(难度★★★)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为L 1和L 2,中间球网高度为h .发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h .不计空气的作用,重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v 的最大取值范围是( )A.L 12g6h <v <L 1g6hB.L 14gh <v <(4L 21+L 22)g6hC.L 12g 6h <v <12(4L 21+L 22)g6hD.L 14g h <v <12(4L 21+L 22)g6h解析 发射机无论向哪个方向水平发射,乒乓球都做平抛运动.当速度v 最小时,球沿中线恰好过网,有: 3h -h =gt 212 ①=v 1t 1②联立①②得v 1=L 14g h当速度最大时,球斜向右侧台面两个角发射,有124L 21+L 22=v 2t 2 ③3h =12gt 22 ④ 联立③④得v 2=12(4L 21+L 22)g6h所以使乒乓球落到球网右侧台面上,v 的最大取值范围为L 14gh <v <12(4L 21+L 22)g6h,选项D 正确.答案 D2.(2015·浙江理综,17,6分)(难度★★★)如图所示为足球球门,球门宽为L .一个球员在球门中心正前方距离球门s 处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点).球员顶球点的高度为h ,足球做平抛运动(足球可看成质点,忽略空气阻力),则( )A .足球位移的大小x =L 24+s 2B .足球初速度的大小v 0=g 2h (L 24+s 2)C .足球末速度的大小v =g 2h (L 24+s 2)+4gh D .足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ=L2s解析 足球位移大小为x =(L 2)2+s 2+h 2=L 24+s 2+h 2,A 错误;根据平抛运动规律有:h =12gt 2,L 24+s 2=v 0t ,解得v 0=g 2h (L 24+s 2),B 正确;根据动能定理mgh =12m v 2-12m v 20可得v =v 20+2gh =g 2h (L 24+s 2)+2gh ,C 错误;足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ=s L 2=2sL ,D 错误. 答案 B3.(2014·新课标全国Ⅱ,15,6分)(难度★★★)取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( ) A.π6B.π4C.π3D.5π12解析 设物块在抛出点的速度为v 0,落地时速度为v ,抛出时重力势能为E p ,由题意知E p =12m v 20;由机械能守恒定律,得12m v 2=E p+12m v 20,解得v =2v 0,设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ,则cos θ=v0v =22,解得θ=π4,B 正确. 答案 B4.(2013·江苏物理,7,4分)(难度★★)(多选)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A 、B ,分别落在地面上的M 、N 点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则( )A .B 的加速度比A 的大 B .B 的飞行时间比A 的长C .B 在最高点的速度比A 在最高点的大D .B 在落地时的速度比A 在落地时的大解析A、B两球均受重力,根据牛顿运动定律,知两球加速度均为重力加速度,A错误;由最大高度相同,知两球运动时间相等,B错误;因为B球的射程较远.所以B的水平分速度较大,在最高点,两球只有水平分速度,所以C正确;由落地时的速度为水平分速度与竖直分速度的合速度,可知D 正确.答案CD5.(2013·北京理综,19,6分)(难度★★★)在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是()A.x2-x1=x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3B.x2-x1>x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3C.x2-x1>x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3D.x2-x1<x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3解析小球水平释放后,做平抛运动.竖直方向做自由落体运动,速度均匀增加,因h12=h23,所以t12>t23;水平方向做匀速运动,x=v-t,所以x2-x1>x3-x2.因忽略空气阻力的影响,故小球机械能守恒,机械能变化量ΔE=0,即ΔE1=ΔE2=ΔE3.综上所述,B正确.答案 B6.(2013·上海单科,19,4分)(难度★★★)(多选)如图,轰炸机沿水平方向匀速飞行,到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹,并垂直击中山坡上的目标A.已知A点高度为h,山坡倾角为θ,由此可算出()A.轰炸机的飞行高度B.轰炸机的飞行速度C.炸弹的飞行时间D.炸弹投出时的动能解析设轰炸机投弹位置高度为H,炸弹水平位移为s,则H-h=12v y·t,s=v0t,二式相除H-hs=12·v yv0,因为v yv0=1tan θ,s=htan θ,所以H=h+h2 tan2θ,A正确;根据H-h=12gt2可求出飞行时间,再由s=v0t可求出飞行速度,故B、C正确;不知道炸弹质量,不能求出炸弹的动能,D错误.答案ABC7.(2012·新课标全国卷,15,6分)(难度★★★)(多选)如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则()A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大解析根据平抛运动规律h=12gt2,得t=2hg,可知平抛物体在空中飞行的时间仅由高度决定,又h a<h b=h c,故t a<t b=t c,A错误,B正确;由x=v-t,x a>x b>x c得v a>v b>v c,C错误,D正确.答案BD8.(2012·江苏物理,6,4分)(难度★★★)(多选)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l、h均为定值).将A向B水平抛出的同时,B自由下落.A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则()A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰解析A的竖直分运动是自由落体运动,故与B的高度始终相同.A、B若能在第一次落地前相碰,必须满足v A t>l,又t=2hg,即A、B第一次落地前能否相碰取决于A的初速度,故A正确;若A、B在第一次落地前未碰,则由于A、B反弹后的竖直分运动仍然相同,且A的水平分速度不变,所以A、B一定能相碰,而且在B运动的任意位置均可能相碰,故B、C均错,D正确.答案AD9.(2014·浙江理综,23,16分)(难度★★★★)如图所示,装甲车在水平地面上以速度v0=20 m/s沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高为h=1.8 m.在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触.枪口与靶距离为L时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为v=800 m/s.在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s=90 m后停下.装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹.(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g=10 m/s2)(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小;(2)当L =410 m 时,求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离;(3)若靶上只有一个弹孔,求L 的范围.解析 (1)装甲车匀减速运动时的加速度大小a =v 202s =209 m/s 2(2)第一发子弹飞行时间t 1=Lv +v 0=0.5 s弹孔离地高度h 1=h -12gt 21=0.55 m第二发子弹的弹孔离地的高度h 2=h -12g (L -s v )2=1.0 m 两弹孔之间的距离Δh =h 2-h 1=0.45 m.(3)第一发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为L 1 L 1=(v 0+v )2hg =492 m第二发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为L 2 L 2=v2hg +s =570 mL 的范围492 m <L ≤570 m答案 (1)209 m/s 2 (2)0.55 m 0.45 m (3)492 m <L ≤570 m10.(2011·江苏物理,14,16分)(难度★★★★)如图所示,长为L 、内壁光滑的 直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m 的小球固定在管底,用 一轻质光滑细线将小球与质量为M =km 的小物块相连,小物块悬挂于管 口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动, 通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g )(1)求小物块下落过程中的加速度大小; (2)求小球从管口抛出时的速度大小;(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L . 解析 (1)设细线中的张力为F T ,根据牛顿第二定律, 对M 有:Mg -F T =Ma 对m 有:F T -mg sin 30°=ma 且M =km联立解得a =2k -12(k +1)g(2)设小物块落地时的速度大小为v ,小球从管口抛出时的速度大小为v 0,小物块落地后小球的加速度为a 0. 根据牛顿第二定律得-mg sin 30°=ma 0 由匀变速直线运动公式得v 2=2aL sin 30°,v 20-v 2=2a 0L (1-sin 30°)联立解得v 0=k -22(k +1)gL (k >2)(3)水平方向上x =v 0t ,竖直方向上L sin 30°=12gt 2 解得x =Lk -22(k +1)(k >2)所以x <22L 答案 (1)2k -12(k +1)g (2)k -22(k +1)gL (k >2) (3)见解析考点三 圆周运动1.(2015·天津理综,4,6分)(难度★★)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示.当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力.为达到上述目的,下列说法正确的是()A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小解析由题意知有mg=F=mω2r,即g=ω2r,因此r越大,ω越小,且与m 无关,B正确.答案 B2. (2015·福建理综,17,6分)(难度★★★)如图,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则()A.t1<t2B.t1=t2C.t1>t2D.无法比较t1、t2的大小解析在AB段,由于是凸形滑道,根据牛顿第二定律知,速度越大,滑块对滑道的压力越小,摩擦力就越小,克服摩擦力做功越少;在BC段,根据牛顿第二定律知,速度越大,滑块对滑道的压力越大,摩擦力就越大,克服摩擦力做功越多.滑块从A运动到C与从C到A相比,从A到C运动过程,克服摩擦力做功较少,又由于两次的初速度大小相同,故到达C 点的速率较大,平均速率也较大,故用时较短,所以A 正确.答案 A3. (2015·浙江理综,19,6分)(难度★★★)(多选)如图所示为赛车场的一个水平“U ”形弯道,转弯处为圆心在O 点的半圆,内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线,有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③是以O ′为圆心的半圆,OO ′=r .赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则( )A .选择路线①,赛车经过的路程最短B .选择路线②,赛车的速率最小C .选择路线③,赛车所用时间最短D .①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等解析 赛车经过路线①的路程s 1=πr +2r =(π+2)r ,路线②的路程s 2=2πr +2r =(2π+2)r ,路线③的路程s 3=2πr ,A 正确;根据F max =m v 2R ,可知R 越小,其不打滑的最大速率越小,所以路线①的最大速率最小,B 错误;三种路线对应的最大速率v 2=v 3=2v 1,则选择路线①所用时间t 1=(π+2)r v 1,路线②所用时间t 2=(2π+2)r 2v 1,路线③所用时间t 3=2πr 2v 1,t 3最小,C 正确;由F max =ma ,可知三条路线对应的a 相等,D 正确. 答案 ACD4.(2014·新课标全国Ⅱ,17,6分)(难度★★★)如图,一质量为M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m 的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g .当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )A .Mg -5mgB .Mg +mgC .Mg +5mgD .Mg +10mg解析 解法一 以小环为研究对象,设大环半径为R ,根据机械能守恒定律,得mg ·2R =12m v 2,在大环最低点有F N -mg =m v 2R ,得F N =5mg ,此时再以大环为研究对象,受力分析如图,由牛顿第三定律知,小环对大环的压力为F N ′=F N ,方向竖直向下,故F =Mg +5mg ,由牛顿第三定律知C 正确.解法二 设小环滑到大环最低点时速度为v ,加速度为a ,根据机械能守恒定律12m v 2=mg ·2R ,且a =v 2R ,所以a =4g ,以整体为研究对象,受力情况如图所示.F -Mg -mg =ma +M ·0所以F =Mg +5mg ,C 正确.答案 C5.(2014·安徽理综,19,6分)(难度★★)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2.则ω的最大值是()A. 5 rad/sB. 3 rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s解析当物体转到圆盘的最低点恰好不滑动时,转盘的角速度最大,其受力如图所示(其中O为对称轴位置)由沿斜面的合力提供向心力,有μmg cos 30°-mg sin 30°=mω2R得ω=g4R=1.0 rad/s,选项C正确.答案 C6.(2013·江苏物理,2,3分)(难度★★)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是()A.A的速度比B的大B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小解析 由图知两根缆绳等长,B 的半径较大,而转动的角速度相同,由v =rω,a =ω2r 知A 、B 错误;由牛顿第二定律得,向心加速度a =g tan θ,a A <a B ,所以θA <θB ,C 错误;由F T =mg cos θ,得出F T A <F T B ,D 正确. 答案 D7.(2013·北京理综,18,6分)(难度★★)某原子电离后其核外只有一个电子,若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动,那么电子运动( )A .半径越大,加速度越大B .半径越小,周期越大C .半径越大,角速度越小D .半径越小,线速度越小解析 电子在库仑力的作用下做圆周运动,库仑力提供向心力,kQq r 2=ma ,r越大,a 越小,A 错误;kQq r 2=mr 4π2T 2,r 越小,T 越小,B 错误;kQq r 2=mrω2,r 越大,ω越小,C 正确;kQq r 2=m v 2r ,r 越小,v 越大,D 错误.答案 C8.(2012·广东理综,17,6分)(难度★★★)(多选)如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B 处安装一个压力传感器,其示数N 表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑,通过B 时,下列表述正确的有( )A .N 小于滑块重力B .N 大于滑块重力C .N 越大表明h 越大D .N 越大表明h 越小解析 滑块在B 点时,由牛顿第二定律得F N -mg =m v 2r ,所以F N =mg +m v 2r>mg ,A 错误,B 正确;物块从斜面上滑下的过程,由动能定理得mgh =12m v 2,联立解得F N =mg +m 2gh r ,即F N 越大表明h 越大,C 正确,D 错误.答案 BC9. (2013·浙江理综,23,16分)(难度★★★★)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如图所示.图中A 、B 、C 、D 均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h 1=1.8 m ,h 2=4.0 m ,x 1=4.8 m ,x 2=8.0 m .开始时,质量分别为M =10 kg 和m =2 kg 的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A 点水平跳至中间石头.大猴抱起小猴跑到C 点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D 点,此时速度恰好为零.运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g =10 m/s 2.求:(1)大猴从A 点水平跳离时速度的最小值;(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.解析 (1)设猴子从A 点水平跳离时速度的最小值为v min ,根据平抛运动规律,有h 1=12gt 2①x 1=v min t ②联立①②式,得v min =8 m/s ③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速度为v C ,有(M +m )gh 2=12(M +m )v 2C ④得v C =2gh 2=80 m/s ≈9 m/s ⑤(3)设拉力为F T ,青藤的长度为L ,对最低点,由牛顿第二定律得F T -(M +m )g =(M +m )v 2C L ⑥由几何关系(L -h 2)2+x 22=L 2⑦得L =10 m ⑧综合⑤⑥⑧式并代入数据解得F T =(M +m )g +(M +m )v 2C L =216 N答案 (1)8 m/s (2)9 m/s (3)216 N10.(2012·福建理综,20,15分)(难度★★★)如图所示,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R =0.5 m ,离水平地面的高度H =0.8 m ,物块平抛落地过程水平位移的大小s =0.4 m .设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g =10 m/s 2.求:(1)物块做平抛运动的初速度大小v 0;(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.解析 (1)物块做平抛运动,在竖直方向上有H =12gt 2① 在水平方向上有s =v 0t② 由①②式解得v 0=s g 2H =1 m/s. ③ (2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有 F max =m v 20R ④F max =μF N =μmg⑤ 由③④⑤式解得μ=v 20gR =0.2答案 (1)1 m/s (2)0.2。