《高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題3 力與曲線運(yùn)動（一）-平拋和圓周運(yùn)動》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題3 力與曲線運(yùn)動（一）-平拋和圓周運(yùn)動（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題限時集訓(xùn)(三)　力與曲線運(yùn)動(一)——平拋和圓周運(yùn)動 (建議用時：40分鐘) 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．) 1．(2016廣西重點(diǎn)中學(xué)三模)在室內(nèi)自行車比賽中，運(yùn)動員以速度v在傾角為θ的賽道上做勻速圓周運(yùn)動．已知運(yùn)動員的質(zhì)量為m，做圓周運(yùn)動的半徑為R，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　) 圖19 A．將運(yùn)動員和自行車看做一個整體，整體受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B．運(yùn)動員受到的合力大小為m ，做圓周運(yùn)動的向心力大小也是m C．運(yùn)動員做圓周運(yùn)動的角速度為vR D．如果運(yùn)動員減速，運(yùn)動員將做離心運(yùn)動 B　[向心力是整體所受力的合力，選項(xiàng)A錯誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體，合力提供向心力，選項(xiàng)B正確；運(yùn)動員做圓周運(yùn)動的角速度為ω＝，選項(xiàng)C錯誤；只有運(yùn)動員加速到所受合力不足以提供做圓周運(yùn)動的向心力時，運(yùn)動員才做離心運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤．] 2．(2016山東濰坊二模)河水由西向東流，河寬為800 m，河中各點(diǎn)的水流速度大小為v水，各點(diǎn)到較近河岸的距離為x，v水與x的關(guān)系為v水＝ x(m/s)，讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河，小船劃水速度大小恒為v船＝4 m/s，則下列說法中正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37162024】 圖20 A．小船渡河的軌跡為直線 B．小船在河水中的最大速度是5 m/s C．小船在距南岸200 m處的速度小于距北岸200 m處的速度 D．小船渡河的時間是160 s B　[小船在沿河岸方向上做變速直線運(yùn)動，在垂直于河岸方向上做勻速運(yùn)動，合加速度的方向與合速度方向不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；小船到達(dá)離河岸x＝處，水流速度最大，合速度最大，最大水流速度為v水m＝800 m/s＝3 m/s，故小船在河水中的最大速度v＝5 m/s，選項(xiàng)B正確；小船在距南岸和北岸200 m處時水流速度相同，故小船的速度相同，選項(xiàng)C錯誤；小船渡河的時間t＝＝ s＝200 s，選項(xiàng)D錯誤．] 3．如圖21所示，將兩個足夠長的斜面體分別固定在水平面上，兩斜面的傾角分別為θ1＝30、θ2＝45，現(xiàn)由兩斜面的頂端以相同的初速度水平向右拋出兩個小球A、B，經(jīng)過一段時間兩小球都落在斜面上，假設(shè)兩個小球落在斜面上后均不反彈．則A、B的拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)的水平間距的比值為(　　) 圖21 A. B. C. D. A　[兩個小球均做平拋運(yùn)動，根據(jù)斜面傾角的正切值等于豎直位移與水平位移的比值求出運(yùn)動時間和水平位移，再求水平位移的比值．設(shè)斜面傾角為θ，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有x＝v0t，y＝gt2，tan θ＝，聯(lián)立解得x＝，所以兩小球的水平位移大小的比值＝＝，A正確．] 4．如圖22所示為足球球門，球門寬為L.一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))．球員頂球點(diǎn)的高度為h.足球做平拋運(yùn)動(足球可看成質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力)，則(　　) 圖22 A．足球位移的大小x＝ B．足球初速度的大小v0＝ C．足球末速度的大小v＝ D．足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan θ＝ B　[足球水平方向位移大小為x平＝，豎直方向位移大小為y＝h，則足球的位移大小為x＝＝，故A選項(xiàng)是錯誤的；足球的運(yùn)動時間t＝，初速度v0＝＝，故B選項(xiàng)是正確的；末速度的大小為v＝＝，故C選項(xiàng)是錯誤的；由平面幾何關(guān)系可得足球初速度的方向與球門線夾角的正切值 tan θ＝，故D選項(xiàng)是錯誤的．] 5．(2016“江南十?！贝舐?lián)考)某游戲娛樂場，設(shè)計(jì)了如下項(xiàng)目：如圖23所示，隊(duì)員抓住一端固定于O點(diǎn)的繩索，從與O點(diǎn)等高的平臺上無初速度開始下擺，在隊(duì)員到達(dá)O點(diǎn)正下方時放開繩索，隊(duì)員水平拋出直到落地．隊(duì)員可以改變握繩點(diǎn)P的位置來改變落地點(diǎn)及落地狀態(tài)．若不計(jì)繩索質(zhì)量和空氣阻力，隊(duì)員可看成質(zhì)點(diǎn)．下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37162025】 圖23 A．隊(duì)員握繩點(diǎn)P距固定點(diǎn)O越遠(yuǎn)，隊(duì)員落地時的水平位移越大 B．隊(duì)員握繩點(diǎn)P距固定點(diǎn)O越近，隊(duì)員落地時的速度越大 C．隊(duì)員握繩點(diǎn)P距固定點(diǎn)O越遠(yuǎn)，隊(duì)員落地時的水平方向速度越大 D．隊(duì)員握繩點(diǎn)P距固定點(diǎn)O越遠(yuǎn)，隊(duì)員落地時的豎直方向速度越大 C　[設(shè)平臺高為H，P點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為L，隊(duì)員到達(dá)O點(diǎn)正下方時的速度為v1，在隊(duì)員從平臺到O點(diǎn)正下方的過程中，根據(jù)動能定理得mgL＝mv，解得v1＝，隊(duì)員從O點(diǎn)正下方開始做平拋運(yùn)動，隊(duì)員落地時的水平速度vx＝v1＝，L越大，隊(duì)員落地時的水平速度越大，選項(xiàng)C正確；設(shè)隊(duì)員落地時的速度為v2，在隊(duì)員從平臺到落地的過程中，根據(jù)動能定理得mgH＝mv，解得v2＝，由此可知，隊(duì)員落地時的速度與L無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；隊(duì)員落地時的豎直方向速度大小vy＝＝，L越大，隊(duì)員落地時的豎直方向速度越小，選項(xiàng)D錯誤；由平拋運(yùn)動規(guī)律得隊(duì)員的水平位移x＝L＋v1t＝L＋＝L＋＝L＋2 當(dāng)且僅當(dāng)L＝時，隊(duì)員的水平位移最大，選項(xiàng)A錯誤．] 6．如圖24所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m，A與B及B、C與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)都為μ，AB整體、C離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、1.5r.設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是(　　) 圖24 A．B對A的摩擦力一定為3μmg B．B對A的摩擦力一定為3mω2r C．轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足：ω≤ D．轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足：ω≤ BD　[A做圓周運(yùn)動的向心力由B對A的摩擦力提供，由牛頓第二定律及向心加速度公式有：Ff＝3mω2r，B項(xiàng)正確；A、B整體恰好未發(fā)生相對轉(zhuǎn)臺的滑動時，μ(3m＋2m)g＝(3m＋2m)ω2r，解得角速度最大值為ω＝，C恰好未發(fā)生相對滑動時，μmg＝1.5mω2r，解得：ω＝，所以D選項(xiàng)正確．] x 7．如圖25所示，半徑為r的光滑水平轉(zhuǎn)盤到水平地面的高度為H，質(zhì)量為m的小物塊被一個電子鎖定裝置鎖定在轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤繞過轉(zhuǎn)盤中心的豎直軸以ω＝kt(k>0且是恒量)的角速度轉(zhuǎn)動．從t＝0開始，在不同的時刻t將小物塊解鎖，小物塊經(jīng)過一段時間后落到地面上．假設(shè)在t時刻解鎖的物塊落到地面上時重力的瞬時功率為P，落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為d，則下圖中Pt圖象、d2t2圖象分別正確的是(　　) 圖24 BC　[時刻t將小物塊解鎖后，物塊做平拋運(yùn)動，初速度為：v0＝rω＝rkt.物塊落地時豎直分速度為：vy＝，物塊落到地面上時重力的瞬時功率為：P＝mgvy＝mg，可知P與t無關(guān)，故A錯誤，B正確；物塊做平拋運(yùn)動的時間為t′＝，水平位移大小為：x＝v0t′＝rkt.根據(jù)幾何知識可得落地點(diǎn)到轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為：d2＝r2＋x2＝r2＋2＝r2＋t2，故C正確，D錯誤．] 8．(2016山西六校二聯(lián))如圖26甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動．小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，受到的彈力為F，速度大小為v，其Fv2圖象如圖乙所示．則(　　) 圖26 A．小球的質(zhì)量為 B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? C．v2＝c時，小球?qū)U的彈力方向向下 D．v2＝2b時，小球受到的彈力與重力大小相等 AD　[由題圖乙可知：當(dāng)v2＝b時，桿對球的彈力恰好為零，此時只受重力，重力提供向心力，mg＝m＝m，即重力加速度g＝，故選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)v2＝0時，向心力為零，桿對球的彈力恰好與球的重力等大反向，F(xiàn)彈＝mg＝a，即小球的質(zhì)量m＝＝，故選項(xiàng)A正確；根據(jù)圓周運(yùn)動的規(guī)律，當(dāng)v2＝b時桿對球的彈力為零，當(dāng)v2b時，mg＋F彈＝m，桿對球的彈力方向向下，v2＝c>b，桿對小球的彈力方向向下，根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)U的彈力方向向上，故選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)v2＝2b時，mg＋F彈＝m＝m，又g＝，F(xiàn)彈＝m－mg＝mg，故選項(xiàng)D正確．] 二、計(jì)算題(共2小題，32分) 9．(14分)某電視臺“快樂向前沖”節(jié)目中的場地設(shè)施如圖27所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動懸掛器，可以載人運(yùn)動，水面上漂浮著一個半徑為R、角速度為ω，鋪有海綿墊的轉(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(jī)帶動下，從A點(diǎn)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(yùn)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)人的質(zhì)量為m(不計(jì)身高大小)，人與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為μmg，重力加速度為g. 圖27 (1)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍？ (2)若已知H＝5 m，L＝8 m，a＝2 m/s2，g取10 m/s2，且選手從某處C點(diǎn)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？ 【解析】　(1)設(shè)選手落在轉(zhuǎn)盤邊緣也不至被甩下，最大靜摩擦力提供向心力，則有：μmg≥mω2R ① 即轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)滿足ω≤. ② (2)設(shè)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＝at ③ v＝at1 ④ 平拋運(yùn)動階段x2＝vt2 ⑤ H＝gt ⑥ 全程水平方向：x1＋x2＝L ⑦ 代入已知各量數(shù)值，聯(lián)立以上各式解得t1＝2 s． ⑧ 【答案】　(1)ω≤　(2)2 s 10．(18分)(2016西安六校三聯(lián))如圖28所示，從A點(diǎn)以v0＝4 m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m＝1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，當(dāng)物塊運(yùn)動至B點(diǎn)時，恰好沿切線方向進(jìn)入光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長木板上，圓弧軌道C端切線水平，已知長木板的質(zhì)量M＝4 kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H＝0.6 m、h＝0.15 m，圓弧軌道半徑R＝0.75 m，物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.5，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.2，g取10 m/s2.已知sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，求： 圖28 (1)小物塊運(yùn)動至B點(diǎn)時的速度大小和方向； (2)小物塊滑動至C點(diǎn)時，對圓弧軌道C點(diǎn)的壓力； (3)長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板．【導(dǎo)學(xué)號：37162026】 【解析】　(1)物塊由A到B點(diǎn)做平拋運(yùn)動有 H－h(huán)＝gt2 設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時豎直分速度為vy，則 vy＝gt 到達(dá)B點(diǎn)時速度 v1＝＝5 m/s 設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時速度方向與水平面的夾角為θ，則 tan θ＝＝ 解得θ＝37，即與水平方向成37夾角斜向下． (2)設(shè)物塊到達(dá)C點(diǎn)時速度為v2，從A至C點(diǎn)，由動能定理得 mgH＝mv－mv 設(shè)物塊在C點(diǎn)受到的支持力為FN， 則有FN－mg＝m 由上式可得v2＝2 m/s，F(xiàn)N≈47.3 N 根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊m對圓弧軌道C點(diǎn)的壓力大小為47.3 N，方向豎直向下． (3)由題意可知小物塊m對長木板的摩擦力 Ff＝μ1mg＝5 N 長木板與地面間的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，為F′f＝μ2(M＋m)g＝10 N 因Ff＜F′f，所以小物塊在長木板上滑動時，長木板靜止不動． 小物塊在長木板上做勻減速運(yùn)動，至長木板右端時速度剛好為零，才能保證小物塊不滑出長木板． 則長木板長度至少滿足 l＝＝2.8 m. 【答案】　(1)5 m/s　方向與水平方向成37夾角斜向下　(2)47.3 N　方向豎直向下　(3)2.8 m