2019-2020年高考物理一輪復習 微專題4 平拋運動與圓周運動的綜合問題練習(含解析).doc
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2019-2020年高考物理一輪復習 微專題4 平拋運動與圓周運動的綜合問題練習(含解析)1(多選)由光滑細管組成的軌道如圖所示,其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧,軌道固定在豎直平面內(nèi)一質(zhì)量為m的小球,從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放,最后能夠從A端水平拋出落到地面上下列說法正確的是 ()A小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2B小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2C小球能從細管A端水平拋出的條件是H2RD小球能從細管A端水平拋出的最小高度HminR答案:BC解析:設小球從A端水平拋出的速度為vA,由機械能守恒,得mgHmg2Rmv,得vA,設空中運動時間為t,由2Rgt2,得t2,水平位移x水vAt22,故B正確小球能從細管A端水平拋出的條件是D點應比A點高,即H2R,C正確2半徑為R的光滑半圓軌道BCD與光滑水平拋道BA在B處相切,小球彈射器P彈射的小鋼球恰能從半圓軌道的最高點D處沿切線進入軌道內(nèi),并沿半圓軌道做圓周運動,彈射器射管軸線與水平面成角,射管管口到B點的距離為x,管口到水平面的高度不計,取重力加速度為g,不計空氣阻力,則下列結(jié)論不正確的是()Ax有最小值,且最小值xmin2RB有最大值,且最大值的正切值tan max2C若增大x,要保證小球仍從D處切入圓軌道,則小球過D點時對軌道的壓力減小D若減小,要保證小球仍從D處切入圓軌道,則小球彈出時的速度增大答案:C解析:小球從最高點D進入圓軌道并做圓周運動,應滿足FNmgm,則進入軌道的最小速度vmin.小球從射出到進入圓軌道,可看作反向的平拋運動,水平方向xvxt,豎直方向2Rgt2,代入最小速度得x的最小值xmin2R,A選項正確;小球的豎直速度vygt2為定值,則vx越小,越大,故tan max2,反之,越小,vx越大,小球射出時的速度v越大,B、D兩項正確;由于小球在空中的運動時間t2是定值,因此x越大,vx越大,由FNmgm可知小球在D點對軌道的壓力越大,C選項錯誤3如圖所示,質(zhì)量為m0.2 kg的小球(可視為質(zhì)點)從水平桌面右端點A以初速度v0水平拋出,桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其為半徑R0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧,MN為其豎直直徑P點到桌面的豎直距離為R.小球飛離桌面后恰由P點無碰撞地落入圓軌道,取g10 m/s2.(1)求小球在A點的初速度v0及AP間的水平距離x;(2)求小球到達圓軌道最低點N時對N點的壓力;(3)判斷小球能否到達圓軌道最高點M.答案:見解析解析:(1)小球由A點做平拋運動,在P點恰好沿圓軌道的切線進入軌道,則小球在P點的豎直分速度為vyvtan 45v0由平拋運動規(guī)律得vygt,Rgt2,xv0t解得v04 m/s,x1.6 m.(2)小球在P點的速度為v4 m/s小球從P點到N點,由動能定律得mgR(1cos 45)mvmv2小球在N點,由牛頓第二定律得FNmgm解得小球所受支持力FN(142) N由牛頓第三定律得,小球?qū)點的壓力為FN(142) N,方向豎直向下(3)假設小球能夠到達M點,對小球由P點到M點由動能定理得mgR(1cos 45)mv2mv2解得v m/s小球能夠完成圓周運動,在M點須有mgm即vM m/s由vvM知,小球不能到達圓軌道最高點M.4(xx青島模擬)如圖所示,水平放置的圓盤半徑為R1 m,在其邊緣C點固定一個高度不計的小桶,在圓盤直徑CD的正上方放置一條水平滑道AB,滑道與CD平行滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上,其高度差為h1.25 m在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m0.4 kg的物塊(可視為質(zhì)點),物塊與滑道間的動摩擦因數(shù)為0.2.當用一大小為F4 N的水平拉力向右拉動物塊的同時,圓盤從圖示位置以角速度2 rad/s,繞穿過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,拉力作用一段時間后撤掉,物塊在滑道上繼續(xù)滑行,過B點水平拋出,恰好落入小桶內(nèi)取重力加速度g10 m/s2.(1)求拉力作用的最短時間;(2)若拉力作用時間為0.5 s,求所需滑道的長度答案:(1)0.3 s(2)4 m解析:(1)物塊做平拋運動,設水平初速度為v,所用時間為t,則水平方向Rvt豎直方向hgt2解得物塊離開滑道時的速度v2 m/s,t0.5 s設拉動物塊時的加速度為a1,所用時間為t1,由牛頓第二定律得Fmgma1解得a18 m/s2撤去拉力后,設物塊的加速度大小為a2,所用時間為t2,由牛頓第二定律得mgma2解得a2 2 m/s2盤轉(zhuǎn)過一圈時落入,拉力時間最短,盤轉(zhuǎn)過一圈時間T1 s物塊在滑道上先加速后減速,則va1t1a2t2物塊滑行時間、拋出在空中時間與圓盤周期關系為t1t2tT解得t10.3 s.(2)物塊加速t10.5 s的末速度v1a1t14 m/s則滑道長Lx1x2a1t124 m.- 配套講稿:
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