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1、2022年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí) 曲線運動試題
1.如圖,以的初速度水平拋出的物體,飛行一段時間后,垂直地撞在傾角為的斜面上,可知物體完成這段飛行的時間為( )
A. B. C. D.
2.放在赤道上的物體I和放在北緯60°處的物體II,由于地球的自轉(zhuǎn),它們的
A. 角速度之比為
B. 線速度之比為
C. 向心加速度之比為
D. 向心加速度之比為
3.如圖所示,已知,它們距軸的關(guān)系是,三物體與轉(zhuǎn)盤表面的動摩擦因數(shù)相同,當(dāng)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增加時
A. 物體A先滑動 B. 物體B先滑動
C. 物體C先滑動
2、 D. B與C同時開始滑動
4.甲、乙兩球位于同一豎直直線上的不同位置,甲比乙高出h。將甲、乙兩球以v1、v2的速度沿同一水平方向拋出,不計空氣阻力,下列條件中有可能使乙球擊中甲球的是( )
A. 同時拋出,且 B. 甲遲拋出,且
C. 甲早拋出,且 D. 甲早拋出,且
5.甲乙兩人在一幢樓的三樓窗口比賽擲壘球,他們都盡力水平擲出同樣的壘球,不計空氣阻力,甲擲的水平距離正好是乙的兩倍,若乙要想水平擲出相當(dāng)于甲在三樓窗口擲出的距離,則乙應(yīng)(不計一樓窗口離地高度)
A. 在5樓窗口水平擲出 B. 在6樓窗口水平擲出
C.
3、 在9樓窗口水平擲出 D. 在12樓窗口水平擲出
6. 甲、乙兩名滑冰運動員,,,面對面拉著彈簧秤做勻速圓周運動的滑冰表演,如圖所示,兩人相距0.9m,彈簧秤的示數(shù)為9.2N,下列判斷中正確的是
A. 兩人的線速度相同,約為40m/s
B. 兩人的角速度相同,為6rad/s
C. 兩人的運動半徑相同,都是0.45m
D. 兩人的運動半徑不同,甲為0.3m,乙為0.6m
O L
7.一小球質(zhì)量為m,用長為L的懸繩(不可伸長,質(zhì)量不計)固定于O點,在O點正下方L/2處釘有一顆釘子,如圖所示,將懸線沿水平方向拉直無初速釋放后,當(dāng)懸線碰到釘
4、子后的瞬間
A.小球線速度沒有變化
B.小球的角速度突然增大到原來的2倍
C.小球的向心加速度突然增大到原來的2倍
D.懸線對小球的拉力突然增大到原來的2倍
8.如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),小球a、b從高度不同的兩點分別以初速度va和vb沿水平方向拋出,經(jīng)過時間ta和tb后落到與兩拋出點水平距離相等的P點。若不計空氣阻力,下列說法正確的是
va
vb
14
A.ta>tb,va<vb B.ta>tb,va>vb
C.ta<tb,va<vb D.ta<tb,va>vb
9.如圖所示,在研究平拋運動時,小球A沿軌道滑下,離開軌道末端(末端
5、水平)時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S,被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落。改變整個裝置的高度H做同樣的實驗,發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地,該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后( )
A.水平方向的分運動是勻速直線運動。
B.水平方向的分運動是勻加速直線運動。
C.豎直方向的分運動是自由落體運動。
D.豎直方向的分運動是勻速直線運動。
10.如圖所示.一足夠長的固定斜面與水平面的夾角為370,物體A以初速度V1從斜面頂端水平拋出,物體B在斜面上距頂端L=15m處同時以速度V2沿斜面向下勻速運動,經(jīng)歷時間t物體A和物體B在斜面上相遇,則下列各組速度和時間中滿足條件的是(sin37O
6、=0.6,cos370=0.8,g=10 m/s2)
A.V1=16 m/s,V2=15 m/s,t=3s.
B.V1=16 m/s,V2=16 m/s,t=2s.
C.V1=20 m/s,V2=20 m/s,t=3s.
D.V1=20m/s,V2=16 m/s,t=2s.
11.在平坦的壘球運動場上,擊球手揮動球棒將壘球水平擊出,壘球飛行一段時間后落地。若不計空氣阻力,則
A.壘球落地時瞬時速度的大小僅由初速度決定
B.壘球落地時的瞬時速度的方向僅由擊球點離地面的高度決定
C.壘球在空中運動的水平位置僅由初速度決定
D.壘球在空中運動的時間僅由擊球點離地面的高度決
7、定
12. 傾斜雪道的長為25 m,頂端高為15 m,下端經(jīng)過一小段圓弧過渡后與很長的水平雪道相接,如圖所示。一滑雪運動員在傾斜雪道的頂端以水平速度v0=8 m/s飛出,在落到傾斜雪道上時,運動員靠改變姿勢進行緩沖使自己只保留沿斜面的分速度而不彈起。除緩沖外運動員可視為質(zhì)點,過渡軌道光滑,其長度可忽略。設(shè)滑雪板與雪道的動摩擦因數(shù)μ=0.2,求運動員在水平雪道上滑行的距離(取g=10 m/s2)
13.拋體運動在各類體育運動項目中很常見,如乒乓球運動?,F(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題.設(shè)球臺長2L、網(wǎng)高h,乒乓球反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反,且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣
8、阻力(設(shè)重力加速度為g)
(1)若球在球臺邊緣O點正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出,落在球臺的P1點(如圖實線所示),求P1點距O點的距離x.;
(2)若球在O點正上方以速度v2水平發(fā)出后.恰好在最高點時越過球網(wǎng)落在球臺的P2點(如圖虛線所示).求v2的大小.;
(3)若球在O點正上方水平發(fā)出后,球經(jīng)反彈恰好越過球網(wǎng)且剛好落在對方球臺邊緣P3處,求發(fā)球點距O點的高度h3.。
14.如圖所示,半徑R=2m的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi),軌道的B
端切線水平,且距水平地面高度為h=1.25m,現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從A點由靜止釋放,
9、滑塊沿圓弧軌道運動至B點以v=5m/s的速度水平飛出(g取10m/s2).求:
(1)小滑塊沿圓弧軌道運動過程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑塊經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力大?。?
(3)小滑塊著地時的速度大小和方向.
15.如圖所示,滑塊質(zhì)量為m,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1,它以的初速度由A點開始向B點滑行,AB=5R,并滑上光滑的半徑為R的圓弧BC,在C點正上方有一離C點高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺,沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔P、Q,旋轉(zhuǎn)時兩孔均能達到C點的正上方。若滑塊滑過C點后P孔,又恰
10、能從Q孔落下,則平臺轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件?
答案及解析
1.【答案】C
【解析】根據(jù)本題所給的信息,顯然無法利用位移求解,但我們可以從速度入手,將物體撞擊在斜面上的速度分解,如圖所示,由幾何關(guān)系可得:
豎直方向做自由落體運動,由可得
2.【答案】BC
【解析】物體I和物體II都在地球上,角速度都等于地球自轉(zhuǎn)角速度。由于物體II的轉(zhuǎn)動半徑,物體I的轉(zhuǎn)動半徑,即。
因,
則
豎直方向做自由落體運動,由可得
3.【答案】B
【解析】三物體繞圓盤轉(zhuǎn)動,是靜摩擦力提供向心力。物體
11、滑動的條件是物體受到的最大靜摩擦力不足以提供做圓周運動所需要的向心力,即,即。說明三個物體哪個先滑動跟物體的質(zhì)量無關(guān),只跟半徑有關(guān),半徑較大的先滑動。
4.【答案】D
【解析】如圖,乙擊中甲球的條件,水平位移相等,甲的豎直位移等于乙的豎直位移加上h。即 ① ②
由②得 再結(jié)合①得
5.【答案】C
【解析】設(shè)乙在n樓窗口與甲在三樓窗口擲出的距離相等,一層樓高為h,則三樓
高為2h,n樓高為,有 ①
又甲、乙同在三樓時,甲擲的水平距離正好是乙的二倍,有
②
聯(lián)立①②解得
6.【答案】D
【解析】甲、乙兩人做圓周運動的角速度相同,向心力大小都是彈簧的彈力,則
12、有即且,,解得,
由于
所以
而,r不同,v不同。所以答案選D。
7.【答案】ABC
【解析】在小球通過最低點的瞬間,水平方向上不受外力作用,沿切線方向小球的加速度等于零,因而小球的線速度不會發(fā)生變化,故A正確;在線速度不變的情況下,小球的半徑突然減小到原來的一半,由v=ωr可知角速度增大為原來的2倍,故B正確;由a=v2/r,可知向心加速度突然增大到原來的2倍,故C正確;在最低點,F(xiàn)-mg=ma,可以看出D不正確.
8.【答案】A
【解析】此題平拋運動,小球在空中運動的時間由豎直方向的分運動決定,根據(jù),可得ta>tb,水平方向做勻速直線運動,根據(jù)s=v0t可得va
13、。
9.【答案】C
【解析】這是一道有關(guān)平拋運動的演示實驗題,其間隱藏著嚴密的邏輯推理方法。這是一個對比實驗,A球做平拋運動,B球做自由落體運動,其實是將A球的豎直方向分運動與B球
的自由落體運動進行對比,實驗發(fā)現(xiàn)AB兩球總是同時落地。這里透過現(xiàn)象看本質(zhì),有著嚴密的邏輯推理,“改變整個裝置的高度H做同樣的實驗,發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地”這個現(xiàn)象非常關(guān)鍵,任意性推理出普遍性,只有任意高度同時落下AB兩球同時落地時才能推理出A球豎直方向的分運動是自由落體運動。
10.【答案】C
【解析】解由平拋運動規(guī)律可知,tanθ=,將θ=37°代入解得: 3v1=20t,故只有C選項
14、滿足條件。
11.【答案】D
【解析】壘球落地時瞬時速度的大小v=,其速度方向與水平方向的夾角滿足:tanα=,由此可知,A、B錯;壘球在空中運動的水平位移x=v0t=v0,故C錯;壘球在空中的飛行時間t=,故D對。
12.解析:
如圖所示,選坐標,斜面的方程為:①
運動員飛出后做平拋運動
②
③
聯(lián)立①②③式,得飛行時間 t=1.2 s
落點的x坐標:x1=v0t=9.6 m
落點離斜面頂端的距離:
落點距地面的高度:
接觸斜面前的x分速度:
y分速度:
15、沿斜面的速度大小為:
設(shè)運動員在水平雪道上運動的距離為s2,由功能關(guān)系得:
解得:s2=74.8 m
13.解析:
(1)設(shè)發(fā)球高度為h1時,球在空中飛行時間為t1,根據(jù)平拋運動,有
解得:
(2)設(shè)發(fā)球高度為h2,飛行時間為t2,同理根據(jù)平拋運動
球與球臺碰撞后,根據(jù)對稱性,應(yīng)有h2=h,2x2=L
得:
(3)如圖所示,發(fā)球高度為h3,飛行時間為t3,同理根據(jù)平拋運動
球與球臺碰撞后,根據(jù)對稱性,有3x3=2L
設(shè)球從恰好越過球網(wǎng)到最高點的時間為t,水平距離為s,有:
由幾何關(guān)系知x3+s=L
聯(lián)立以上幾式,可解得:
16、
14.解析:
(1) 滑塊在圓弧軌道受重力、支持力和摩擦力作用,由動能定理
mgR-Wf=mv2
Wf=1.5J
(2)滑塊經(jīng)過B點時,由牛頓第二定律得:
FN-mg=m
FN=4.5N
根據(jù)牛頓第三定律,小滑塊對軌道的壓力大小也為4.5N
(3)滑塊離開圓弧后做平拋運動
H=gt2 t=0.5s
落地時豎直分速度vy=gt=5m/s
落地時速度大小 =5m/s
設(shè)滑塊落地時速度方向與水平方向夾角為度,則有
所以
即滑塊落地時速度方向與水平方向夾角為45度
15.解析:
設(shè)滑塊至B點時速度為vB,對滑塊由A點到B點應(yīng)用動能定理有
解得
滑塊從B點開始運動后機構(gòu)能守恒,設(shè)滑塊到達P處時速度為,則
解得
滑塊穿過P孔后再回到平臺的時間
要想實現(xiàn)題述過程,需滿足
(n=0,1,2……)