拋體運動與圓周運動 專題卷(全國通用)

1、物理二輪拋體運動與圓周運動專題卷（全國通用）一、單項選擇題1由于衛(wèi)星的發(fā)射場不在赤道上，同步衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過調(diào)整再進(jìn)入地球同步軌道當(dāng)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空時，發(fā)動機點火，給衛(wèi)星一附加速度，使衛(wèi)星沿同步軌道運行已知同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1X103m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經(jīng)赤道上空時的速度為1.55X103m/s,此時衛(wèi)星的高度與同步軌道的高度相同,轉(zhuǎn)移軌道和同步軌道的夾角為30,如圖所示,發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度的方向和大小約為（B）A西偏北方向，19X103m/sB東偏南方向，1.9X103m/sC西偏北方向，2.7X103m/sD東偏南方向，2.7X103m/s解析：設(shè)當(dāng)衛(wèi)

2、星在轉(zhuǎn)移軌道上飛經(jīng)赤道上空與同步軌道高度相同的某點時，速度為v,發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度為v2,該點在同步軌道上運行時的速度為v三者關(guān)系如圖，由圖知附加速度方向為東偏南，由余弦定理知v2=v2+V22v1vcos30，代入數(shù)據(jù)解得v21.9X103m/s選項B正確.2（2017新課標(biāo)全國卷I）發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)其原因是(C)A速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B.速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D.速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降

3、的距離較大解析：發(fā)球機從同一高度水平射出兩個速度不同的乒乓球，根據(jù)平拋運動規(guī)律，豎直方向上，=蘇，可知兩球下降相同距離h所用的時間是相同的，選項A錯誤；由vy=2gh可知，兩球下降相同距離h時在豎直方向上的速度v相同，選項B錯誤；由平拋運動規(guī)y律，水平方向上，x=vt,可知速度較大的球通過同一水平距離所用的時間t較少，選項C正確；由于做平拋運動的球在豎直方向的運動為自由落體運動，兩球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離相同，選項D錯誤3(2018山東濰坊統(tǒng)一考試)如圖所示，河水由西向東流，河寬為800m,河中各點的水流速度大小為v，各點到較近河岸的距離水3為x,v水與x的關(guān)系為v水=4oox(m/s)(

4、x的單位為m),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咋=4m/s,則下列船說法中正確的是(B)A小船渡河的軌跡為直線小船在河水中的最大速度是5m/s小船在距南岸200m處的速度小于其在距北岸200m處的速D小船渡河的時間是160s解析：小船在南北方向上為勻速直線運動，在東西方向上先加速運動，到達(dá)河中間后再減速運動，小船的合運動是曲線運動，A錯誤;當(dāng)小船運動到河中間時，東西方向上的分速度最大，此時小船的合速度最大，最大值v=5m/s,B正確；小船在距南岸200m處的速max度等于其在距北岸200m處的速度，C錯誤；小船的渡河時間t=200s,D錯誤.4如圖所示，一長為嚴(yán)的木板，傾

5、斜放置，傾角為45,今有一彈性小球，從與木板上端等高的某處自由釋放，小球落到木板上反彈時,速度大小不變,碰撞前后,速度方向與木板夾角相等,欲使小球一次碰撞后恰好落到木板下端,則小球釋放點距木板上端的水平距離為(D)解析：設(shè)小球釋放點距木板上端的水平距離為x,由445?？芍?小球自由下落高度h=x,由%=2gh可得：v0=/2gx水平拋出后，小球落到木板下端時豎直方向速度v=2g(L-x)，由豎直位移和水1L平位移相等可得：2/=耳/,解得：兀=5，故D正確.5.(2018江南十校聯(lián)考)兩根長度不同的細(xì)線下面分別懸掛兩個小球，細(xì)線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)

6、做勻速圓周運動，則兩個擺球在運動過程中，相對位置關(guān)系示意圖正確的是圖中的(B)解析：小球做勻速圓周運動，有mgtanO=m2Lsin09整理得LcosO=曇是常量，即兩球處于同一高度，選項B正確.U26.近年許多電視臺推出戶外有獎沖關(guān)的游戲節(jié)目，如圖(俯視圖)是某臺設(shè)計的沖關(guān)活動中的一個環(huán)節(jié).要求挑戰(zhàn)者從平臺A上跳到以O(shè)為轉(zhuǎn)軸的快速旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)盤上，而不落入水中.已知平臺到轉(zhuǎn)盤盤面的豎直高度為125m,平臺邊緣到轉(zhuǎn)盤邊緣的水平距離和轉(zhuǎn)盤半徑均為2m,轉(zhuǎn)盤以12.5r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤邊緣間隔均勻地固定有6個相同障礙樁,障礙樁及樁和樁之間的間隔對應(yīng)的圓心角均相等.若某挑戰(zhàn)者在如圖所示時

7、刻從平臺邊緣以水平速度沿AO方向跳離平臺，把人視為質(zhì)點，不計樁的厚度，g取10m/s2，則能穿過間隙跳上轉(zhuǎn)盤的最小起跳速度為(B)A4m/sB5m/sC6m/sD7m/s解析：人起跳后做平拋運動，在豎直方向上有y=2?t2，解得時5n間t=0.5s,轉(zhuǎn)盤的角速度為血=2nn=jnrads,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過所用時間t=0.4s,要使人能跳過空隙，時間應(yīng)該小于0.4s,因此根據(jù)水平方向做勻速運動有x=vf，解得v0=5m/s,故選項A、C、D錯誤,B正確二、多項選擇題7（2018宜賓模擬）在設(shè)計水平面內(nèi)的火車軌道的轉(zhuǎn)彎處時，要設(shè)計為外軌高、內(nèi)軌低的結(jié)構(gòu)，即路基形成一外高、內(nèi)低的斜坡（如圖所示），內(nèi)、外兩鐵

8、軌間的高度差在設(shè)計上應(yīng)考慮到鐵軌轉(zhuǎn)彎的半徑和火車的行駛速度大小若某轉(zhuǎn)彎處設(shè)計為當(dāng)火車以速率v通過時，內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零車輪與鐵軌間的摩擦可忽略不計，則下列說法中正確的是（BC）輪緣車軸內(nèi)側(cè)A當(dāng)火車以速率v通過此彎路時，火車所受各力的合力沿路基鐵軌飲軌外惻路基向下方向B當(dāng)火車以速率v通過此彎路時，火車所受重力與鐵軌對其支持力的合力提供向心力C當(dāng)火車行駛的速率大于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力D當(dāng)火車行駛的速率小于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力解析：火車轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，方向水平指向圓心，故A錯誤

9、，B正確；當(dāng)速度大于v時，重力和支持力的合力小于所需向心力，此時外軌對車輪輪緣施加壓力，故C正確；當(dāng)速度小于v時，重力和支持力的合力大于向心力，此時內(nèi)軌對車輪輪緣施加壓力，故D錯誤.8（2018西安質(zhì)檢）如圖所示，小滑塊a從傾角為0=60。的固定粗糙斜面頂端以速度v1沿斜面勻速下滑，同時將另一小滑塊b在斜面底端正上方與小滑塊a等高處以速度v2水平向左拋出，兩滑塊恰在斜面中點P處相遇下列說法正確的是（AD）Av1v2=21Bviv2=11C若小滑塊b以速度2v2水平向左拋出，則兩滑塊仍能相遇D若小滑塊b以速度2v2水平向左拋出，貝U小滑塊b落在斜面上時，小滑塊a在小滑塊b的下方解析:根據(jù)題述，兩

10、小滑塊恰在斜面中點P相遇，由幾何關(guān)系可知,兩小滑塊水平位移相等，有v1tcos60=v2t，解得v1v2=21,選項A正確，選項B錯誤小滑塊b以速度2v2水平向左拋出時，若沒有斜面，將到達(dá)與P點等高的B點；若有斜面，則落在斜面上A點，如圖所示設(shè)斜面長為2L,小滑塊b在水平方向做勻速直線運動，由幾何知識得，其運動到A點的水平位移大于3,且水平分速2L度大小等于V,小滑塊b運動到A點的時間tbjV由幾何關(guān)系，小2L2L滑塊a運動到A點的位移小于3,則其運動到A點的時間/產(chǎn)莎.因tbt,故兩小滑塊不能相遇，小滑塊b運動到A點時，小滑塊a已經(jīng)ba運動到A點下方，選項C錯誤，選項D正確.9如圖所示，豎直

11、放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r=0.4m,最低點處有一小球（半徑比r小很多），現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v0,則要使小球不脫離圓軌道運動，v0應(yīng)當(dāng)滿足（取g=10m/s2)(CD)Av0M0C.v0N2；5m/sB.vM4m/sD.v0W2J2m/s解析：當(dāng)v0較大時，小球能夠通過最高點，這時小球在最高點mv21處需要滿足的條件是mgW，又根據(jù)機械能守恒定律有mv2+12mgr=2mv0,得v02,5m/s,C正確當(dāng)v0較小時，小球不能通過最高點，這時對應(yīng)的臨界條件是小球上升到與圓心等高位置處時速1度恰好減為零，根據(jù)機械能守恒定律有mgr=2mv0,得v0=2,2m/s,D正確.1

12、0如圖所示，A、B兩球分別套在兩光滑的水平直桿上，兩球通過一輕繩繞過一定滑輪相連，現(xiàn)在使A球以速度v向左勻速移動,某時刻連接兩球的輕繩與水平方向的夾角分別為a，下列說法正確的是(AD)A此時B球的速度為vCO京b.此時b球的速度為vsinaC在p增大到90。的過程中，B球做勻速運動D在p增大到90啲過程中，B球做加速運動解析：由于繩連接體沿繩方向的速度大小相等,因此vcosa=vBcosP，故vB=Vcosp，A正確，B錯誤；在p增大到90。的過程中，a在減小，因此B球的速度在增大，B球做加速運動，C錯誤，D正確.三、計算題11.如圖所示，用一根長為l=1m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m=1kg的小

13、球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角=37。，當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動的角速度為血時，細(xì)線的張力為FT.(g取10m/s2,結(jié)果可用根式表示)求：若要小球離開錐面，則小球的角速度叫至少為多大？若細(xì)線與豎直方向的夾角為60,貝y小球的角速度為多大？解析：(1)若要小球剛好離開錐面，則小球只受到重力和細(xì)線拉力，如圖所示小球做勻速圓周運動的軌跡圓在水平面上，故向心力水平，在水平方向由牛頓第二定律得：mgtan0=m2lsin0解得：=為即叫)繆rad/s(2)同理，當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60。角時，由牛頓第二定律得:mgtan60=m血,”sin60解得：川2=即=JliOS60=2i5rad/s答案：髻rad/srad/s12某新式可調(diào)火炮水平射出的炮彈所做的運動可視為平拋運動如圖所示，目標(biāo)是一個剖面為90。的扇形山崖OAD半徑為R,重力加速度為g.(1)若炮彈以初速度v0射出，炮彈恰好垂直打在圓弧的中點C求炮彈到達(dá)C點所用時間；(2)若在同一高地P