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湖北2016届高考物理复习抛体运动和圆周运动专项练习

编辑:sx_liujy

2016-02-15

对物体以一定的初速度向空中抛出,仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动,下面是抛体运动和圆周运动专项练习,精品学习网希望对大家复习有帮助。

1.(2016·河南、河北、山西三省联考)(多选)如图所示,水平放置的匀质圆盘可绕通过圆心的竖直轴OO′转动.两个质量均为1 kg的小木块a和b放在圆盘上,a、b与转轴的距离均为1 cm,a、b与圆盘间的动摩擦因数分别为0.1和0.4(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).若圆盘从静止开始绕OO′缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,则(取g=10 m/s2)(  )

A.a一定比b先开始滑动

B.当ω=5 rad/s时,b所受摩擦力的大小为1 N

C.当ω=10 rad/s时,a所受摩擦力的大小为1 N

D.当ω=20 rad/s时,继续增大ω,b相对圆盘开始滑动

解析:选ACD.由于a、b做圆周运动所需向心力是由摩擦力提供,而a的动摩擦因数较小,随着圆盘角速度的增大,先达到最大摩擦力,即a比b先开始滑动,A正确;当木块a、b在圆盘刚开始滑动时,有fa=maωr=μamag,fb=mbωr=μbmbg解得ωa=10 rad/s,ωb=20 rad/s,易知当ω=10 rad/s时,a所受的摩擦力大小等于其滑动摩擦力,其大小为1 N,当ω=20 rad/s时,b即将滑动,随着圆盘的角速度继续增大,b相对圆盘开始滑动,C、D正确;当ω=5 rad/s时,b没有滑动,此时b所受的摩擦力为f=mbωr=0.25 N,B错误.

2.(2016·湖北八校一模)(多选)如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向.图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹.小球a从(0,2L)抛出,落在(2L,0)处;小球b、c从(0,L)抛出,分别落在(2L,0)和(L,0)处.不计空气阻力,下列说法正确的是(  )

A.a和b初速度相同

B.b和c运动时间相同

C.b的初速度是c的两倍

D.a运动的时间是b的两倍

解析:选BC.由平抛运动规律知,水平方向有x=vt,竖直方向有y=gt2,联立得小球的初速度v=x,运动时间t=,结合题图知vb=va,vb=2vc,tb=tc,ta=tb,故A、D错误,B、C正确.

3.(2014·高考安徽卷)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2.则ω的最大值是(  )

A. rad/s       B. rad/s

C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s

解析:选C.考查圆周运动的向心力表达式.当小物体转动到最低点时为临界点,由牛顿第二定律知,

μmgcos 30°-mgsin 30°=mω2r

解得ω=1.0 rad/s

故选项C正确.

4.(多选)如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点M、N刚好与圆心等高.现甲、乙两位同学分别站在M、N两点同时将两个小球以v1、v2的速度沿如图所示的方向抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知MOQ=60°,忽略空气的阻力.则下列说法正确的是(  )

A.=

B.同时增大v1、v2,则两球落在坑中时,落地点位于Q点的右侧

C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,v1+v2就为常数

D.若仅增大v1,则两球可在落在坑中前相遇

解析:选AD.根据平抛运动规律可知,两球在竖直方向下落的高度相等,因此在空中运动的时间相同,又MOQ=60°,则由几何关系可知两球的水平位移之比为13,由x=v0t可得两球的初速度与水平位移成正比,则A正确;要使两小球落在Q点右侧弧面上同一点,则要增大v1,减小v2,B错误;要使两小球落在弧面上的同一点,必须满足v1与v2之和与时间的乘积等于半球形坑的直径,故C错误;若只增大v1,则两小球能在空中相遇,D正确.

5.如图所示,长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动,另一端固定一质量为m的小球,小球搁在水平升降台上,升降平台以速度v匀速上升,下列说法正确的是(  )

A.小球做匀速圆周运动

B.当棒与竖直方向的夹角为α时,小球的速度为

C.棒的角速度逐渐增大

D.当棒与竖直方向的夹角为α时,棒的角速度为

解析:选D.棒与平台接触点(即小球)的运动可视为竖直向上的匀速运动和沿平台向左的运动的合成.小球的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上方,如图所示.设棒的角速度为ω,则合速度v实=ωL,沿竖直向上方向上的速度分量等于v,即ωLsin α=v,所以ω=,小球速度为v实=ωL=,由此可知棒(小球)的角速度随棒与竖直方向的夹角α的增大而减小,小球做角速度越来越小的变速圆周运动.

6.如图所示,B为竖直圆轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α.一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛,恰好沿B点的切线方向进入圆轨道.已知重力加速度为g,则A、B之间的水平距离为(  )

A. B.C. D.

解析:选A.设小球到B点时速度为v,如下图所示,在B点分解其速度可知:vx=v0,vy=v0tan α,又知小球在竖直方向做自由落体运动,则有vy=gt,联立得:t=,A、B之间的水平距离为xAB=v0t=,所以只有A项正确.

7.(2015·洛阳高三一模)(多选)如图所示,一个质量为0.4 kg的小物块从高h=0.05 m的坡面顶端由静止释放,滑到水平台上,滑行一段距离后,从边缘O点水平飞出,击中平台右下侧挡板上的P点.现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系,挡板的形状满足方程y=x2-6(单位:m),不计一切摩擦和空气阻力,g=10 m/s2,则下列说法正确的是(  )

A.小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1 m/s

B.小物块从O点运动到P点的时间为1 s

C.小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5

D.小物块刚到P点时速度的大小为10 m/s

解析:选AB.小物块从坡面顶端运动到O点,由动能定理知mgh=mv2,解得v=1 m/s,A正确;由平抛运动规律知,x=vt,-y=gt2,联立y=x2-6得,P点的横纵坐标分别为x=1 m,y=-5 m,下落到P点用时t=1 s,B正确;由平抛运动的规律推论知,小物块下落到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值tan α=2tan θ=2=10,C错误;刚到P点时的速度大小vP=,由数学知识知,cos α=,因此vP== m/s,D错误.

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