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2025年高考物理三輪復(fù)習(xí)之曲線運(yùn)動(dòng)
選擇題(共10小題)
1.(2025?浙江模擬)如圖所示,摩托車手在水平彎道上勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)()
A.車手身體各處的加速度大小都相等
B.車和人的總重力與地面對(duì)車的支持力是一對(duì)平衡力
C.車對(duì)地面的壓力與地面對(duì)車的作用力是一對(duì)作用力與反作用力
D.地面對(duì)車的作用力大于車和人的總重力
2.(2025?連云港一模)如圖所示,摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知座艙的質(zhì)量為
m,運(yùn)動(dòng)半徑為R,角速度大小為3,重力加速度為g,則座艙()
A.運(yùn)動(dòng)的周期為——
3
B.線速度大小為3?R
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),所受摩天輪的作用力大于mg
D.運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的相等
3.(2025?南寧二模)如圖所示,一傾角為a的斜面固定在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以速度vo由。點(diǎn)
沿水平方向拋出,經(jīng)過一段時(shí)間落在P點(diǎn),忽略一切阻力,重力加速度為g,則下列說法正確的是()
A.小球速度最大時(shí)離斜面最遠(yuǎn)
小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為空2
B.
9
(ycosa)2
C.小球離斜面的最遠(yuǎn)距離為0
2gsina
(yosina)2
D.小球離斜面的最遠(yuǎn)距離為
2gcosa
4.(2025?黑龍江二模)智能呼啦圈可以提供全面的數(shù)據(jù)記錄,讓人合理管理自己的身材,其簡(jiǎn)化模型如
圖所示??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的配重用輕繩懸掛到腰帶的P點(diǎn),配重隨輕繩在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),輕繩與
豎直方向的夾角為8。運(yùn)動(dòng)過程中腰帶與人相對(duì)靜止,下列說法正確的是()
3
A.若僅增大轉(zhuǎn)速,腰帶受到的摩擦力將增大
B.若僅增大轉(zhuǎn)速,繩子與豎直方向夾角。將減小
c.若僅增加配重,保持轉(zhuǎn)速不變,繩子與豎直方向的夾角e將減小
D.若僅增加配重,保持轉(zhuǎn)速不變,腰帶受到的摩擦力將增大
5.(2025?珠海一模)體育課上某同學(xué)水平拋出一鉛球,忽略空氣阻力,從拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)。下列關(guān)于鉛
球的速度大小V、豎直方向分位移的大小y、速度與水平方向夾角的正切值tan。,位移與水平方向夾角
C.0tD.0
6.(2025?黑龍江二模)如圖所示,某同學(xué)從與墻水平距離為s、離地高為H處水平拋出一彈性小球(可視
為質(zhì)點(diǎn)),小球與豎直墻面發(fā)生碰撞后反彈,經(jīng)過一段時(shí)間,小球首次落在水平地面上的落地點(diǎn)距墻面
的水平距離為手。若小球和墻面碰撞后,水平方向速度減小為原來的一半,豎直方向速度保持不變,碰
撞時(shí)間忽略不計(jì),不計(jì)空氣阻力,則小球與墻壁碰撞位置的離地高度為(
3111
A.-HB.-HC.-HD.-H
4248
7.(2025?信陽二模)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的三分線為一個(gè)半徑為6.25m的半圓弧線,圓心在球籃的中心垂直線與
地面的交點(diǎn)處,球藍(lán)與地面的垂直高度為3.05m。一個(gè)籃球運(yùn)動(dòng)員從三分線上的兩不同位置豎直跳起斜
向上投出籃球,籃球都恰好進(jìn)入籃筐,兩次籃球投擲點(diǎn)與籃筐的高度都相同,不計(jì)籃球運(yùn)動(dòng)受到的空氣
阻力,下列說法正確的是()
三分線
1.575m1.575m
端線
A.同一次投籃過程籃球入籃時(shí)的速度與拋出時(shí)的速度相同
B.籃球拋出時(shí)與水平方向夾角越大,則拋出時(shí)的速度越大
C.籃球拋出時(shí)與水平方向夾角越大,在籃球入籃前運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)
D.籃球拋出速度大小相同時(shí),拋出時(shí)與水平方向夾角可以不同
8.(2025?連云港一模)如圖所示,摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知座艙的質(zhì)量為
m,運(yùn)動(dòng)半徑為R,角速度大小為3,重力加速度為g,則座艙()
A.運(yùn)動(dòng)的周期為——
O)
B.線速度大小為3?R
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),所受摩天輪的作用力大于mg
D.運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的相等
9.(2025?黑龍江模擬)如圖所示,一個(gè)人站在河邊以一定的初速度斜向上拋出一石子。已知石子落水時(shí)
的速度方向與初速度互相垂直,拋出點(diǎn)和落水點(diǎn)之間的距離L=9.8m,g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。則
石子在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為()
A.1.2sB.1.4sC.1.6sD.1.8s
10.(2025?內(nèi)江一模)如圖,在粗糙的水平圓盤上,甲、乙兩個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))疊放在一起隨圓盤
一起做角速度為3的勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩小物體所在位置到轉(zhuǎn)軸距離為r,乙的質(zhì)量是甲的質(zhì)量的2倍,
甲、乙兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因,盤與乙物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為眼,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦
力,國>打,重力加速度為g。則下列說法正確的是()
A.乙所需要的向心力是甲所需要的向心力的3倍
B.盤對(duì)乙的摩擦力是甲對(duì)乙的摩擦力的2倍
C.為了保證甲、乙均不發(fā)生滑動(dòng),角速度3的最大值為平g
D.為了保證甲、乙均不發(fā)生滑動(dòng),角速度3的最大值為深
二.多選題(共5小題)
(多選)11.(2025?河北模擬)如圖所示,水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤上放有小物體A、B、C,質(zhì)量
分別為m、2m、3m,A放在B上,C、B離圓心O的距離分別為2r、3r。C、B之間用細(xì)線相連,圓盤
靜止時(shí)細(xì)線剛好伸直且無張力。已知C、B與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為中
設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速,若A、B之間能發(fā)生相
對(duì)滑動(dòng)則認(rèn)為A立即飛走,B以后不再受A物體的影響,且細(xì)線不會(huì)被拉斷,則下列說法正確的是()
A.當(dāng)3=混時(shí),A即將滑離B
B.當(dāng)3=楞時(shí),細(xì)線張力為翠里
C.無論3多大,B、C都不會(huì)和圓盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
D.當(dāng)3=那時(shí),剪斷細(xì)線,C將做離心運(yùn)動(dòng)
(多選)12.(2025?登封市一模)質(zhì)量分別為mi和m2的兩個(gè)物體和輕彈簧秤都處于靜止?fàn)顟B(tài),各段輕線
拉力用字母標(biāo)在圖上,則()
T
m
-^
0式
{一
三
三
三
一}
A.彈簧秤讀數(shù)為(mi+m2)g
B.彈簧秤讀數(shù)為m2g
C.T>TI>T2
D.T>Ti,TI=T2
(多選)13.(2025?雨花區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),管道半
徑為R,小球半徑為r,R遠(yuǎn)大于r,且r略小于管道內(nèi)徑,重力加速度為g,則下列說法正確的是()
A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度Vmin=O
B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度q=yfgR
C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力
D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力
(多選)14.(2025?羅湖區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,摩天輪是游樂園中常見的大型游樂設(shè)施之一。乘客在摩
天輪的水平座椅上,均在豎直面內(nèi)做半徑相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),A、B、C、D分別是圓周的最低點(diǎn)、最
高點(diǎn)、最左端的點(diǎn)、最右端的點(diǎn),當(dāng)摩天輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),關(guān)于某位乘客從B到A的運(yùn)動(dòng)過程中
(不包含B、A兩點(diǎn)),下列說法正確的有()
B
A
A.該乘客的加速度不變
B.該乘客受到的摩擦力方向不變
C.該乘客對(duì)座椅的壓力一直增大
D.該乘客一直處于失重狀態(tài)
(多選)15.(2025?羅湖區(qū)校級(jí)一模)一根輕質(zhì)細(xì)線一端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,細(xì)線另一端固定在一光
滑圓錐頂上,如圖1所示,設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為3,線的張力T隨32變化的
圖像如圖2所示(圖中數(shù)值單位均為國際單位),g取lOm/s?。下列說法正確的是()
B.細(xì)線的長(zhǎng)度為0.5m
C.小球的質(zhì)量為2kgD.小球的質(zhì)量為3kg
三.解答題(共5小題)
16.(2025?青島模擬)精確空投系統(tǒng)通過輔助制導(dǎo)設(shè)備,在慣性導(dǎo)航的基礎(chǔ)上微調(diào)運(yùn)動(dòng)軌跡來提高空投物
資的準(zhǔn)確度。如圖所示,某次空投中飛機(jī)在H=80m高度以水平速度vo=lOm/s勻速飛行。飛機(jī)釋放一
個(gè)質(zhì)量m=200kg的包裹,釋放后包裹依靠慣性運(yùn)動(dòng),忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)要使包裹能準(zhǔn)確投送到飛機(jī)正前方水平地面上的目標(biāo)位置,求包裹釋放位置與目標(biāo)位置的水平距
離X;
(2)若飛機(jī)飛行過程中突然遇到強(qiáng)風(fēng),強(qiáng)風(fēng)過后飛機(jī)高度抬升了Ah=2m,并獲得豎直向上的速度vy
lm/s,水平速度不變,此時(shí)飛機(jī)處于(1)問中釋放位置的正上方,立即釋放包裹。要使包裹仍能準(zhǔn)
確投送到同一目標(biāo)位置,釋放包裹的同時(shí)啟動(dòng)輔助制導(dǎo)系統(tǒng),使包裹始終受到一豎直向下的恒力F作用,
17.(2025?榆林一模)風(fēng)洞,被稱為飛行器的搖籃,我國的風(fēng)洞技術(shù)世界領(lǐng)先。如圖所示,在一個(gè)直徑D
10m的圓柱形豎直方向固定的風(fēng)洞中,有一質(zhì)量為m=1.0kg的小球從風(fēng)洞左側(cè)壁上的A點(diǎn)以vo
10m/s的速度沿其直徑方向水平進(jìn)入風(fēng)洞。小球在風(fēng)洞中運(yùn)動(dòng)過程中,風(fēng)對(duì)小球的作用力豎直向上,其
大小F可在0?4mg間調(diào)節(jié),不計(jì)水平方向的空氣作用力。小球可視作質(zhì)點(diǎn),與側(cè)壁碰壁后不反彈,取
重力加速度g=10m/s2,風(fēng)洞在豎直方向上足夠長(zhǎng)。
(1)當(dāng)F=O時(shí),求小球撞擊右側(cè)壁的速度;
(2)保持vo不變,調(diào)節(jié)F的大小,求小球撞擊右側(cè)壁區(qū)域在豎直方向的最大長(zhǎng)度;
(3)求小球撞擊右側(cè)壁的最大動(dòng)能。
18.(2025?張掖模擬)圖甲為風(fēng)谷車(又稱風(fēng)車),我國農(nóng)業(yè)種植中用來去除水稻等農(nóng)作物子實(shí)中雜質(zhì)、
癟粒、秸稈屑等的木制傳統(tǒng)農(nóng)具,其工作原理可簡(jiǎn)化為圖乙所示,轉(zhuǎn)動(dòng)搖手柄,聯(lián)動(dòng)風(fēng)箱內(nèi)的風(fēng)葉,向
車斗內(nèi)送風(fēng),裝入入料倉的谷物中混有質(zhì)量較大的飽粒和質(zhì)量稍小的癟粒,均無初速度地從入料倉漏下,
在車斗中下落高度H=0.45m后,從寬度為L(zhǎng)i=0.18m的第一出料口出來的都稱之為飽粒,其中的最小
質(zhì)量為IXlO^kg;從寬度為L(zhǎng)2(待求)的第二出料口出來的都稱之為癟粒,其中的最小質(zhì)量為5X10
5kg;質(zhì)量小于SXlO-kg的草屑被吹出出風(fēng)口。只考慮重力和水平風(fēng)力F(設(shè)每顆粒受到的水平風(fēng)力
都相同,不同顆粒的質(zhì)量分布是連續(xù)的),gMZ10m/s2o求:
出料口出料口
甲乙
(1)水平風(fēng)力F的大?。?/p>
(2)第二出料口的寬度L2。
19.(2025?內(nèi)江一模)排球比賽是一項(xiàng)競(jìng)技性和觀賞性都很強(qiáng)的體育運(yùn)動(dòng)。在一次比賽中,甲同學(xué)跳起在
距離地面高h(yuǎn)o=2.5m處,以vo=8m/s的水平速度將排球擊出,排球飛入對(duì)方場(chǎng)地,對(duì)方的乙同學(xué)迅速
趕到某位置將排球墊起,墊起后的排球上升的最大離地高度為hm=3.9m。己知乙同學(xué)墊球時(shí)球的位置
距離甲同學(xué)將排球擊出瞬間的位置的水平距離為x=4.8m,排球墊起前、后瞬間速度的大小不變,重力
加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,排球視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。求:
(1)乙同學(xué)墊球時(shí)球的位置離地面的高度h;
(2)排球被墊起瞬間球的速度方向與水平方向的夾角0o
20.(2025?鎮(zhèn)江模擬)如圖所示,光滑水平面上有一個(gè)薄木板AB,在B端正上方高度H=2.8米的屋頂O
點(diǎn)懸掛一根長(zhǎng)度d=2m不可伸長(zhǎng)的輕繩OP。一只質(zhì)量m=1kg的貓,從木板A端走到木板上的C點(diǎn)(圖
上未標(biāo)出)時(shí),稍作停頓后奮力躍起,剛好在運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)抓住輕繩的P點(diǎn),隨之向右端蕩出。木板質(zhì)
量M=4kg、長(zhǎng)度L=2m,小貓可看成質(zhì)點(diǎn),不^一■切能量損失,重力加速度g取lOrn/s?。
(1)若木板固定在水平面上,AC距離為0.4m,求貓?zhí)饡r(shí)的初速度大小及方向;
(2)在(1)問的情況下,求貓?jiān)谳p繩上蕩到最高點(diǎn)時(shí)的加速度大??;
(3)若木板不固定在水平面上,起跳點(diǎn)C為B端,求貓?zhí)疬^程中所消耗的能量。
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2025年高考物理三輪復(fù)習(xí)之曲線運(yùn)動(dòng)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共10小題)
題號(hào)12345678910
答案DCDDCADCBD
二.多選題(共5小題)
題號(hào)1112131415
答案ACBDACBCBC
一.選擇題(共10小題)
1.(2025?浙江模擬)如圖所示,摩托車手在水平彎道上勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)()
A.車手身體各處的加速度大小都相等
B.車和人的總重力與地面對(duì)車的支持力是一對(duì)平衡力
C.車對(duì)地面的壓力與地面對(duì)車的作用力是一對(duì)作用力與反作用力
D.地面對(duì)車的作用力大于車和人的總重力
【考點(diǎn)】車輛在道路上的轉(zhuǎn)彎問題.
【專題】定性思想;推理法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)向心加速度表達(dá)式分析,地面對(duì)車的作用力為支持力和摩擦力的合力,大于車和人的總重
力。
【解答】解:A.根據(jù)向心加速度表達(dá)式:a=3?r
可得車手身體各處的加速度大小不相等,故A錯(cuò)誤;
B.車和人的總重力與地面對(duì)車的支持力是一對(duì)平衡力,大小相等,故B正確;
C.車對(duì)地面的壓力與地面對(duì)車的支持力是一對(duì)作用力與反作用力,但地面對(duì)車的作用力既有支持力也
有摩擦力,故c錯(cuò)誤;
D.地面對(duì)車的作用力,即支持力和摩擦力的合力,大于支持力,而地面對(duì)車支持力等于車和人的總重
力,所以地面對(duì)車的作用力大于車和人的總重力,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查彈力、摩擦力平衡力作用力與反作用力等相關(guān)知識(shí),注意平衡力是作用在同一個(gè)物體
上,作用力與反作用力是作用在兩個(gè)物體上。
2.(2025?連云港一模)如圖所示,摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知座艙的質(zhì)量為
m,運(yùn)動(dòng)半徑為R,角速度大小為3,重力加速度為g,則座艙()
2TTR
A.運(yùn)動(dòng)的周期為——
3
B.線速度大小為3?R
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),所受摩天輪的作用力大于mg
D.運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的相等
【考點(diǎn)】繩球類模型及其臨界條件;重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】座艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)向心力的性質(zhì)可確定其受力情況,再根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中線速度、
角速度以及周期間的關(guān)系確定周期和線速度的大小。
【解答】解:A.運(yùn)動(dòng)的周期為7=故A錯(cuò)誤;
B.線速度大小為v=o)R,故B錯(cuò)誤;
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),座艙所受摩天輪的作用力F=y/(mg)2+(ma)2=y/fmg)2+(ma)2^2
大于mg,故C正確;
D.在最低點(diǎn)N-mg=ma)2R
在最高點(diǎn)mg-N'=mco2R
運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),顯然NWN,所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的不相等,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),要注意明確做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心力是由合外力提供的,
方向始終指向圓心,且大小恒定。
3.(2025?南寧二模)如圖所示,一傾角為a的斜面固定在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以速度vo由O點(diǎn)
沿水平方向拋出,經(jīng)過一段時(shí)間落在P點(diǎn),忽略一切阻力,重力加速度為g,則下列說法正確的是()
A.小球速度最大時(shí)離斜面最遠(yuǎn)
小球從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為詈
B.
(vcosa)2
C.小球離斜面的最遠(yuǎn)距離為0
2gsina
(ysina)2
D.小球離斜面的最遠(yuǎn)距離為0
2gcosa
【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)與斜面的結(jié)合;平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算;平拋運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算.
【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;分析綜合能力.
【答案】D
【分析】小球做平平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析答題。
【解答】解:A、小球做平拋運(yùn)動(dòng),做勻加速曲線運(yùn)動(dòng),小球落到斜面上的P點(diǎn)時(shí)速度最大,故A錯(cuò)誤;
B、小球可以分解為沿斜面方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)與垂直于斜面方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng),小球從O點(diǎn)運(yùn)
動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t=攀鬻=故B錯(cuò)誤;
CD、小球離斜面的最遠(yuǎn)距離卜=笑耍,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)問題,根據(jù)題意分析清楚小球的運(yùn)動(dòng)過程是解題的前提,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成
與分解、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可解題。
4.(2025?黑龍江二模)智能呼啦圈可以提供全面的數(shù)據(jù)記錄,讓人合理管理自己的身材,其簡(jiǎn)化模型如
圖所示??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的配重用輕繩懸掛到腰帶的P點(diǎn),配重隨輕繩在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),輕繩與
豎直方向的夾角為0。運(yùn)動(dòng)過程中腰帶與人相對(duì)靜止,下列說法正確的是()
A.若僅增大轉(zhuǎn)速,腰帶受到的摩擦力將增大
B.若僅增大轉(zhuǎn)速,繩子與豎直方向夾角。將減小
C.若僅增加配重,保持轉(zhuǎn)速不變,繩子與豎直方向的夾角。將減小
D.若僅增加配重,保持轉(zhuǎn)速不變,腰帶受到的摩擦力將增大
【考點(diǎn)】物體被系在繩上做圓錐擺運(yùn)動(dòng);牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用;分析綜合能力.
【答案】D
【分析】以腰帶和配重整體為研究對(duì)象分析摩擦力,配重進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律分析繩子與
豎直方向夾角以及角速度表達(dá)式,然后分析答題。
【解答】解:AD.以腰帶和配重整體為研究對(duì)象,轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,根據(jù)平衡條件,整體在豎直方向處于
平衡狀態(tài),所以f=(m配重+m腰帶)g,故增大轉(zhuǎn)速,腰帶受到的摩擦力不變,若僅增加配重,保持轉(zhuǎn)速
不變,腰帶受到的摩擦力將增大,故A錯(cuò)誤,D正確;
BC、對(duì)配重,在水平方向,由牛頓第二定律得:mgtan0=m(2irn)2(r+Lsin0),解得:-=2TC
若僅增大轉(zhuǎn)速,繩子與豎直方向的夾角6將變大;若經(jīng)增加配重,保持轉(zhuǎn)速不變,繩子與豎直方向的
夾角e將不變,故BC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)和功能關(guān)系,關(guān)鍵是弄清楚配重和腰帶的受力情況,能夠根據(jù)牛頓第二
定律結(jié)合向心力的計(jì)算公式進(jìn)行解答。
5.(2025?珠海一模)體育課上某同學(xué)水平拋出一鉛球,忽略空氣阻力,從拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)。下列關(guān)于鉛
球的速度大小V、豎直方向分位移的大小y、速度與水平方向夾角的正切值tan。,位移與水平方向夾角
A.0B.0
tana
D.0
【考點(diǎn)】速度偏轉(zhuǎn)角與位移偏轉(zhuǎn)角.
【專題】定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】水平拋出一鉛球,忽略空氣阻力,鉛球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。
【解答】解:A.鉛球的速度大小為
v=/詔+g2t2
所以v-t圖像不是一次函數(shù)關(guān)系,故A錯(cuò)誤;
B.豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng),y=粉9產(chǎn)可知,y-t圖像是開口向上的拋物線,故B錯(cuò)誤;
C.由于
tand=—=—
v0%
所以tanB-t圖像是正比例函數(shù)關(guān)系,故C正確;
D.根據(jù)
17
2gtgt
tana=---=染一
170t2v0
所以tana-t圖像是正比例函數(shù)關(guān)系,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題解題關(guān)鍵是知道平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,水平方向勻速運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)。
6.(2025?黑龍江二模)如圖所示,某同學(xué)從與墻水平距離為s、離地高為H處水平拋出一彈性小球(可視
為質(zhì)點(diǎn)),小球與豎直墻面發(fā)生碰撞后反彈,經(jīng)過一段時(shí)間,小球首次落在水平地面上的落地點(diǎn)距墻面
1
的水平距離為]S。若小球和墻面碰撞后,水平方向速度減小為原來的一半,豎直方向速度保持不變,碰
撞時(shí)間忽略不計(jì),不計(jì)空氣阻力,則小球與墻壁碰撞位置的離地高度為()
O--.
3111
A.-HB.-HC.-HD.-H
4248
【考點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng);平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算;平拋運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算.
【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;分析綜合能力.
【答案】A
【分析】小球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算即可。
【解答】解:設(shè)小球與墻壁碰撞前的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ti,碰撞后的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,
在水平方向:S=VOtl,-=—12,解得:tl=t2,
22
設(shè)小球與墻壁碰撞位置離地面的高度為h,豎直方向:一=J---------“算1=-
解得:h=^H,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:Ao
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握處理曲線運(yùn)動(dòng)的方法,知道該運(yùn)動(dòng)豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向
上速度大小不變,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解。
7.(2025?信陽二模)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的三分線為一個(gè)半徑為6.25m的半圓弧線,圓心在球籃的中心垂直線與
地面的交點(diǎn)處,球藍(lán)與地面的垂直高度為3.05m。一個(gè)籃球運(yùn)動(dòng)員從三分線上的兩不同位置豎直跳起斜
向上投出籃球,籃球都恰好進(jìn)入籃筐,兩次籃球投擲點(diǎn)與籃筐的高度都相同,不計(jì)籃球運(yùn)動(dòng)受到的空氣
A.同一次投籃過程籃球入籃時(shí)的速度與拋出時(shí)的速度相同
B.籃球拋出時(shí)與水平方向夾角越大,則拋出時(shí)的速度越大
C.籃球拋出時(shí)與水平方向夾角越大,在籃球入籃前運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)
D.籃球拋出速度大小相同時(shí),拋出時(shí)與水平方向夾角可以不同
【考點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng).
【專題】定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】根據(jù)斜拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析,求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間表達(dá)式以及水平位移表達(dá)式,根據(jù)表達(dá)式分析。
【解答】解:A.由題意,籃球做斜拋運(yùn)動(dòng)且籃球的起點(diǎn)和終點(diǎn)在同一高度上,則同一次投籃過程籃球
入籃時(shí)的速度與拋出時(shí)的速度大小相等,但方向不同,故A錯(cuò)誤;
B.設(shè)籃球拋出的初速度大小為vo,與水平方向夾角為0,籃球拋出點(diǎn)和球藍(lán)的距離為1,由斜拋運(yùn)動(dòng)
可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=在迪以1=%cos8?紅包血=遜史
g99
當(dāng)1不變時(shí),在28W90°時(shí),6越大,V0越小,在20290°時(shí),8越大,vo越大,故B錯(cuò)誤;
,八2vsin6vj.sin26
D.由I=Vacosd——ny------=--------
gg
可知,vo相同時(shí),。有兩個(gè)值,故D正確;
C.由l=vocos6?t
可知t與vo和e都有關(guān),故C錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,注意運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),根據(jù)狀態(tài)列出相對(duì)應(yīng)的式子,是解決此類問題
的關(guān)鍵。
8.(2025?連云港一模)如圖所示,摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知座艙的質(zhì)量為
m,運(yùn)動(dòng)半徑為R,角速度大小為3,重力加速度為g,則座艙()
A.運(yùn)動(dòng)的周期為——
3
B.線速度大小為3?R
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),所受摩天輪的作用力大于mg
D.運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的相等
【考點(diǎn)】繩球類模型及其臨界條件;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【專題】定量思想;推理法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】C
【分析】座艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)向心力的性質(zhì)可確定其受力情況,再根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中線速度、
角速度以及周期間的關(guān)系確定周期和加速度的大小。
【解答】解:A.運(yùn)動(dòng)的周期為7=故A錯(cuò)誤;
(JL)
B.線速度大小為V=3R,故B錯(cuò)誤;
C.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),座艙所受摩天輪的作用力F=弋(jng)2+(ma)2=J(mg)2+
大于mg,故C正確;
D.在最低點(diǎn)N-mg=m6i>2R
在最高點(diǎn)mg-N'=m<jo2R
所以運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí),顯然NWN',所受摩天輪的作用力大小與最高點(diǎn)的不相等,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
【點(diǎn)評(píng)】本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),要注意明確做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心力是由合外力提供的,
方向始終指向圓心,且大小恒定。
9.(2025?黑龍江模擬)如圖所示,一個(gè)人站在河邊以一定的初速度斜向上拋出一石子。已知石子落水時(shí)
的速度方向與初速度互相垂直,拋出點(diǎn)和落水點(diǎn)之間的距離L=9.8m,g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。則
石子在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為()
A.1.2sB.1.4sC.1.6sD.1.8s
【考點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng).
【專題】應(yīng)用題;解題思想;定量思想;推理法;運(yùn)動(dòng)的合成和分解專題;分析綜合能力.
【答案】B
【分析】石子做斜上拋運(yùn)動(dòng),可以分解為沿初速度方向與垂直于初速度方向的運(yùn)動(dòng),應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分
析求解。
【解答】解:以垂直于初速度V0方向?yàn)閄軸,沿V0方向?yàn)閥軸建立直角坐標(biāo)系,如圖所示
y
設(shè)y軸與豎直方向的夾角為①貝!Jgx=gsin。,gy=gcos0
石子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間1=泉=占,沿y軸方向的位移y=Ab
沿x軸方向的位移X=前^s出火|)2=燃%
拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)間的距離L="^=I(EQ£E?£)2+(-^)2=fl&Z+
v2gcos£0YgcosH,,g7cosecos'。
整理得:L=>2〃,t2=詔=「
2gcos£6g乙cos乙9g
解得:t=,=后梁s=1.4s,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:Bo
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了斜上拋運(yùn)動(dòng),分析清楚石子的運(yùn)動(dòng)過程,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可
解題。
10.(2025?內(nèi)江一模)如圖,在粗糙的水平圓盤上,甲、乙兩個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))疊放在一起隨圓盤
一起做角速度為3的勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩小物體所在位置到轉(zhuǎn)軸距離為r,乙的質(zhì)量是甲的質(zhì)量的2倍,
甲、乙兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m,盤與乙物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為四,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦
力,因〉眼,重力加速度為g。則下列說法正確的是()
A.乙所需要的向心力是甲所需要的向心力的3倍
B.盤對(duì)乙的摩擦力是甲對(duì)乙的摩擦力的2倍
C.為了保證甲、乙均不發(fā)生滑動(dòng),角速度3的最大值為睬
D.為了保證甲、乙均不發(fā)生滑動(dòng),角速度3的最大值為J竿
【考點(diǎn)】水平轉(zhuǎn)盤上物體的圓周運(yùn)動(dòng);重力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】D
【分析】甲、乙都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),甲、乙都是由靜摩擦力提供向心力,方向都指向圓心,求解當(dāng)A、
B整體剛好和轉(zhuǎn)盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)角速度大小,此為最大角速度。
【解答】解:A.兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半徑為r,角速度相同為3,則兩物體轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力為
22
F]=mra),F2=2mra)
即乙所需要的向心力是甲所需要的向心力的2倍,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)牛頓第二定律,設(shè)乙對(duì)甲的摩擦力為fi,盤對(duì)乙的摩擦力為f2,
fi=Fi
f2-fl=F2
解得
’2o
——3
A
故B錯(cuò)誤;
CD.當(dāng)A、B整體剛好和轉(zhuǎn)盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),有
也X3mg=3mra)2
解得
此時(shí)A所受摩擦力為
n2,
f=mr(ji)=|i2mg<|iimg
所以為了保證甲、乙均不發(fā)生滑動(dòng),角速度3的最大值為
故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:Do
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道向心力的來源,注意摩擦力的比較,結(jié)合牛頓第二定律分析解答。
二.多選題(共5小題)
(多選)11.(2025?河北模擬)如圖所示,水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤上放有小物體A、B、C,質(zhì)量
分別為m、2m、3m,A放在B上,C、B離圓心O的距離分別為2r、3r。C、B之間用細(xì)線相連,圓盤
靜止時(shí)細(xì)線剛好伸直且無張力。已知C、B與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為中
設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速,若A、B之間能發(fā)生相
對(duì)滑動(dòng)則認(rèn)為A立即飛走,B以后不再受A物體的影響,且細(xì)線不會(huì)被拉斷,則下列說法正確的是()
A.當(dāng)3=楞時(shí),A即將滑離B
B.當(dāng)3=程時(shí),細(xì)線張力為翠里
C.無論3多大,B、C都不會(huì)和圓盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
D.當(dāng)時(shí),剪斷細(xì)線,C將做離心運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)】水平轉(zhuǎn)盤上物體的圓周運(yùn)動(dòng);近心與離心運(yùn)動(dòng)的意義與原因.
【專題】應(yīng)用題;定量思想;推理法;牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用;分析綜合能力.
【答案】AC
【分析】物體隨圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng),物體同軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等,角速度較小時(shí)靜摩擦力提供向心力,
當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)A飛出,B、C所受摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)繩子產(chǎn)生彈力,根據(jù)物
體受力情況應(yīng)用牛頓第二定律分析答題。
【解答】解:A、當(dāng)A所受摩擦力為最大靜摩擦力時(shí)A開始滑動(dòng),由牛頓第二定律得:nmg=m32><3r,
解得:3=冊(cè),故A正確;
B、由于角速度3=楞>解,A已經(jīng)滑離B,當(dāng)B所受摩擦力為最大靜摩擦力時(shí)繩子開始出現(xiàn)張力,
對(duì)B,由牛頓第二定律得:|iX2mg+T=2m(D2X3r,解得:T=^mg,故B錯(cuò)誤;
C、物體C與圓盤間的最大進(jìn)靜摩擦力fcm=|iX3mg=3|img,B與圓盤間的最大靜摩擦力fBm=(iX2mg
=2pmg
物體B、C做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力FB=2mo)2x3r=6mo)2r,c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力Fc=3ma)2
X2r=6ma)2r,則FB=FC,摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力繩子出現(xiàn)張力,無論o)多大,B、C都不會(huì)和圓盤
發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),故C正確;
D、當(dāng)3=J羿時(shí),C所需向心力Fc'=3mx(J等)2x2r=2.4pmg<fcm,剪斷細(xì)線,C相對(duì)圓盤靜止
與圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng),故D正確。
故選:AC?
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)問題,分析清楚物體的受力情況,知道向心力來源,應(yīng)用牛頓第二定律即
可解題。
(多選)12.(2025?登封市一模)質(zhì)量分別為mi和m2的兩個(gè)物體和輕彈簧秤都處于靜止?fàn)顟B(tài),各段輕線
拉力用字母標(biāo)在圖上,則()
T
m
^
0-
0
二
三
二
三
o}
—
A.彈簧秤讀數(shù)為(mi+m2)g
B.彈簧秤讀數(shù)為m2g
C.T>TI>T2
D.T>Ti,TI=T2
【考點(diǎn)】牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【專題】定量思想;推理法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題;推理論證能力.
【答案】BD
【分析】AB.根據(jù)彈簧秤的懸掛位置結(jié)合物體m2的平衡條件進(jìn)行分析解答;
CD.根據(jù)輕彈簧的特點(diǎn)結(jié)合平衡條件進(jìn)行分析解答。
【解答】解:AB.根據(jù)題意彈簧秤的懸掛情況分析,彈簧秤的示數(shù)表示它對(duì)物塊m2的拉力,根據(jù)m2的
平衡條件可知,彈簧秤的讀數(shù)為nug,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.由于圖中是輕彈簧,不計(jì)質(zhì)量和重力,根據(jù)平衡條件可知,T=Ti+mig,TI=T2,則T>Ti,故C
錯(cuò)誤,D正確。
故選:BDo
【點(diǎn)評(píng)】考查彈簧秤的彈力問題,結(jié)合平衡條件進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。
(多選)13.(2025?雨花區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),管道半
徑為R,小球半徑為r,R遠(yuǎn)大于r,且r略小于管道內(nèi)徑,重力加速度為g,則下列說法正確的是()
A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度Vmin=O
B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度必=廊
C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力
D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力
【考點(diǎn)】物體在環(huán)形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng).
【專題】定量思想;推理法;圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題;推理論證能力.
【答案】AC
【分析】根據(jù)豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)桿模型特點(diǎn)進(jìn)行分析解答;根據(jù)不同位置畫圖進(jìn)行分析說明。
【解答】解:AB.小球在最高點(diǎn)時(shí),由于管道內(nèi)側(cè)能提供支持力,其通過的速度可以為零,故A正確,
B錯(cuò)誤;
C.小球在水平線以上或以下的位置,對(duì)應(yīng)的受力圖如下
在ab線以下位置,只能是外壁產(chǎn)生支持力,然后和重力沿F反方向的分力的合力提供向心力,在ab線
以上,與小球在管道中速率有關(guān),速率大外壁產(chǎn)生F1,速率小內(nèi)部產(chǎn)生如圖F2的力,故C正確,D錯(cuò)
誤。
故選:AC?
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的兩類模型,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和判斷。
(多選)14.(2025?羅湖區(qū)校級(jí)一模)如圖所示,摩天輪是游樂園中常見的大型游樂設(shè)施之一。乘客在摩
天輪的水平座椅上,均在豎直面內(nèi)做半徑相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),A、B、C、D分別是圓周的最低點(diǎn)、最
高點(diǎn)、最左端的點(diǎn)、最右端的點(diǎn),當(dāng)摩天輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),關(guān)于某位乘客從B到A的運(yùn)動(dòng)過程中
(不包含B、A兩點(diǎn)),下列說法正確的有()
B
A
A.該乘客的加速度不變
B.該乘客受到的摩擦力方向不變
C.該乘客對(duì)座椅的壓力一直增大
D.該乘客一直處于失重狀態(tài)
【考點(diǎn)】物體在圓形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng);超重與失重的概念、特點(diǎn)和判斷.
【專題】定量思想;方程法;勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題;理解能力.
【答案】BC
【分析】分析加速度時(shí),依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度特點(diǎn),判斷其大小和方向是否變化。
研究摩擦力方向,根據(jù)向心力方向與摩擦力提供向心力水平分量的關(guān)系,確定摩擦力方向。
探討座椅壓力變化,通過牛頓第二定律列出不同位置的受力方程,結(jié)合角度變化分析壓力大小變化。
判斷超重失重狀態(tài),依據(jù)支持力與重力的大小關(guān)系,判斷各位置是超重還是失重。
2
【解答】解:A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度大小a=5不變,但加速度方向始終指向圓心。在從B
到A的過程中,圓心方向不斷變化,所以加速度是變化的,故A錯(cuò)誤。
B.乘客做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合外力提供向心力。在水平方向上,摩擦力提供向心力的水平分量。由于向心
力方向始終指向圓心,從B到A過程中,向心力方向變化,但水平方向上向心力的分力始終指向圓心
在水平方向的投影位置,所以摩擦力方向不變,故B正確。
C.設(shè)乘客質(zhì)量為m,摩天輪半徑為r,角速度為3,在B點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律mg-FNI=爪32r
2
可得:FN1=mg—ma)r
2
在A點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N2—mg-ma)r
2
可得:FN2=mg+ma)r
2
從B到A過程中,設(shè)乘客與豎直方向夾角為。,F(xiàn)N-mgcosd=ma>rsin6
2
可得:FN=mgcosQ+ma)rsin9,隨著。減小,cos。增大,sin。減小
但mgcosS的增量大于m(o2rsin0的減量,所以FN一直增大,即乘客對(duì)座椅的壓力一直增大,故C正確。
2
D.在B點(diǎn),mg-FN1=ma)r,FNi<mg,乘客處于失重狀態(tài)
2
在A點(diǎn),F(xiàn)N2-mg=ma)r,FN2>mg,乘客處于超重狀態(tài)
從B到A過程中,乘客不是一直處于失重狀態(tài),故D錯(cuò)誤。
故選:BCo
【點(diǎn)評(píng)】綜合考查了勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的加速度、向心力、摩擦力、超重失重等多個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。通過分
析乘客從摩天輪最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程,全面檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)相關(guān)概念和規(guī)律的理解與運(yùn)用能力,有助
于學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。
(多選)15.(2025?羅湖區(qū)校級(jí)一模)一根輕質(zhì)細(xì)線一端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,細(xì)線另一端固定在一光
滑圓錐頂上,如圖1所示,設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為3,線的張力T隨32變化的
圖像如圖2所示(圖中數(shù)值單位均為國際單位),g10m/s2o下列說法正確的是()
253
圖1
A.細(xì)線的長(zhǎng)度為1mB.細(xì)線的長(zhǎng)度為0.5m
C.小球的質(zhì)量為2kgD.小球的質(zhì)量為3kg
【考點(diǎn)】?jī)A斜轉(zhuǎn)盤(斜面體)上物體的圓周運(yùn)動(dòng).
【專題】定量思想;推理法;圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題;推理論證能力.
【答案】BC
【分析】當(dāng)31=0時(shí),根據(jù)力的平衡條件列方程;小球剛要離開錐面時(shí)支持力為零,根據(jù)牛頓第二定
律和圖像分析解答。
【解答】解:設(shè)線長(zhǎng)為L(zhǎng),細(xì)線與豎直方向的夾角為9,當(dāng)時(shí)3=0,小球靜止,受重力mg、支持力N
和線的拉力T1而平衡,如圖
3增大時(shí),T增大,N減小,當(dāng)N=0時(shí),角速度為3'2=25,
有T2cos9=mg
T2sin0:=mLsin0(n'2
解得m=2kg,L=0.5m
故AD錯(cuò)誤,BC正確。
故選:BCo
【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵點(diǎn)再根據(jù)圖像找到臨界條件,應(yīng)用向心力公式求解。
三.解答題(共5小題)
16.(2025?青島模擬)精確空投系統(tǒng)通過輔助制導(dǎo)設(shè)備,在慣性導(dǎo)航的基礎(chǔ)上微調(diào)運(yùn)動(dòng)軌跡來提高空投物
資的準(zhǔn)確度。如圖所示,某次空投中飛機(jī)在H=80m高度以水平速度vo=lOm/s勻速飛行。飛機(jī)釋放一
個(gè)質(zhì)量m=200kg的包裹,釋放后包裹依靠慣性運(yùn)動(dòng),忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)要使包裹能準(zhǔn)確投送到飛機(jī)正前方水平地面上的目標(biāo)位置,求包裹釋放位置與目標(biāo)位置的水平距
離X;
(2)若飛機(jī)飛行過程中突然遇到強(qiáng)風(fēng),強(qiáng)風(fēng)過后飛機(jī)高度抬升了△h=2m,并獲得豎直向上的速度vy
=lm/s,水平速度不變,此時(shí)飛機(jī)處于(1)問中釋放位置的正上方,立即釋放包裹。要使包裹仍能準(zhǔn)
確投送到同一目標(biāo)位置,釋放包裹的同時(shí)啟動(dòng)輔助制導(dǎo)系統(tǒng),使包裹始終受到一豎直向下的恒力F作用,
【考點(diǎn)】在外力作用下的類平拋運(yùn)動(dòng);平拋運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;平拋運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力.
【答案】(1)包裹釋放位置與目標(biāo)位置的水平距離X等于40m;
(2)該力的大小等于150N。
【分析】(1)包裹釋放后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向勻速運(yùn)動(dòng);
(2)包裹下落過程中水平速度不變,水平位移不變,所以時(shí)間不變,豎直方向根據(jù)位移關(guān)系結(jié)合牛頓
第二定律求解。
【解答】解:⑴豎直方向位移"基及
水平方向位移x=voti
解得x=40m。
(2)由題意得,包裹下落過程中水平速度不變,水平位移不變,所以時(shí)間不變,可得t2=ti=4s
1
豎直方向位移—("+//)=Vyt2-
由牛頓第二定律得F+mg=ma
解得F=150N。
答:(1)包裹釋放位置與目標(biāo)位置的水平距離x等于40m;
(2)該力的大小等于150N。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道物體在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解。
17.(2025?榆林一模)風(fēng)洞,被稱為飛行器的搖籃,我國的風(fēng)洞技術(shù)世界領(lǐng)先。如圖所示,在一個(gè)直徑D
=10m的圓柱形豎直方向固定的風(fēng)洞中,有一質(zhì)量為m=1.0kg的小球從風(fēng)洞左側(cè)壁上的A點(diǎn)以vo=
10m/s的速度沿其直徑方向水平進(jìn)入風(fēng)洞。小球在風(fēng)洞中運(yùn)動(dòng)過程中,風(fēng)對(duì)小球的作用力豎直向上,其
大小F可在0?4mg間調(diào)節(jié),不計(jì)水平方向的空氣作用力。小球可視作質(zhì)點(diǎn),與側(cè)壁碰壁后不反彈,取
重力加速度g=10m/s2,風(fēng)洞在豎直方向上足夠長(zhǎng)。
(1)當(dāng)F=0時(shí),求小球撞擊右側(cè)壁的速度;
(2)保持vo不變,調(diào)節(jié)F的大小,求小球撞擊右側(cè)壁區(qū)域在豎直方向的最大長(zhǎng)度;
(3)求小球撞擊右側(cè)壁的最大動(dòng)能。
【考點(diǎn)】在外力作用下的類平拋運(yùn)動(dòng);動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【專題】定量思想;推理法;動(dòng)能定理的應(yīng)用專題;推理論證能力.
【答案】(1)小球撞擊右側(cè)壁的速度等于lOam/s,與水平方向夾角為45°
(2)小球撞擊右側(cè)壁區(qū)域在豎直方向的最大長(zhǎng)度等于20m;
(3)小球撞擊右側(cè)壁的最大動(dòng)能等于500Jo
【分析】(1)當(dāng)F=0時(shí),小球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),由L=voti求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,由
Vyl=gtl求出小球撞擊右壁時(shí)豎直分速度大小,再與水平速度合成求出小球撞擊右壁的速度大小和方向;
(2)當(dāng)F=0時(shí),由豎直分位移公式求出豎直方向的分位移。當(dāng)F=4mg時(shí),小球做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)
牛頓第二定律求出加速度,再由分運(yùn)動(dòng)規(guī)律求豎直方向的分位移,從而求得小球撞擊右壁的區(qū)域長(zhǎng)度;
(3)求出風(fēng)對(duì)小球做功的最大值以及重力做功,根據(jù)動(dòng)能定理求解最大動(dòng)能。
【解答】解:(1)當(dāng)F=0時(shí),小球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有
D=voti
解得
tl=ls
豎直分速度為
=gt],解得Vy、=10m/s
小球撞擊右側(cè)壁的速度大小
%=J詔+哆1,解得V、=10V2m/s
設(shè)速度與水平方向夾角為。,則有
tanS-,解得tan。—1
vo
所以
0=45°
(2)結(jié)合上述,當(dāng)F=0時(shí),小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向的分位移
yi=^gti
解得
yi=5m
當(dāng)F=4mg時(shí),設(shè)小球在豎直方向的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有
4mg-mg=ma
小球向上偏轉(zhuǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),則有
D=voti
at
y2=2i
解得
y2=15m
所以小球撞擊右側(cè)壁的區(qū)域長(zhǎng)度
Lo=yi+y2,解得Lo=20m
(3)小球在F=4mg的風(fēng)力作用下的合力最大,豎直向上的加速度也最大,所以向上偏轉(zhuǎn)撞擊側(cè)壁
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