江蘇省2022年高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 專題二 平拋運動與圓周運動綜合應(yīng)用（一）沖A集訓(xùn)

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1、江蘇省2022年高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 專題二 平拋運動與圓周運動綜合應(yīng)用（一）沖A集訓(xùn) 1．(2018·江都中學(xué)、揚中中學(xué)等六校聯(lián)考)如圖1所示，一質(zhì)量為m＝10 kg的物體(可視為質(zhì)點)，由光滑圓弧軌道上端從靜止開始下滑，到達底端后沿水平面向右滑動1 m距離后停止．已知軌道半徑R＝0.8 m，g＝10 m/s2.求： 圖1 (1)物體滑至圓弧底端時的速度大?。? (2)物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力大??； (3)物體沿水平面滑動過程中，摩擦力做的功． 2．(2018·揚州學(xué)測模擬)如圖2所示，一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω＝1 rad/s.有一個小物體(可

2、視為質(zhì)點)距圓盤中心r＝0.5 m，隨圓盤一起做勻速圓周運動．物體質(zhì)量m＝1.0 kg，與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2.求： 圖2 (1)物體受到的摩擦力大小Ff； (2)欲使物體能隨圓盤一起做勻速圓周運動，圓盤的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？ (3)圓盤角速度由0緩慢增大到1.6 rad/s過程中，圓盤對物體所做的功W. 3．(2018·南京學(xué)測訓(xùn)練樣題)如圖3甲所示，水平桌面離地面高度h＝1.25 m，桌面上固定一個厚度可以忽略的長木板AB.一個可以視為質(zhì)點的物塊每次以相同的速度v0＝6 m/s從A端滑向B

3、端．物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，不計空氣阻力，取g＝10 m/s2. 圖3 (1)若物塊滑到B端時的速度vB＝2 m/s，則它在空中運動的時間t1和飛行的水平距離x1各是多少？ (2)在(1)的情況下，求長木板AB段的長度l1； (3)若木板的長度可以改變，請通過計算定量在圖乙中畫出物塊滑出B端后落地的水平距離的平方x2與木板長度l的關(guān)系圖象． 4．(2018·如皋學(xué)測模擬)在水平地面上豎直固定一根內(nèi)壁光滑的圓管，管的半徑R＝3.6 m(管的內(nèi)徑大小可以忽略)，管的出口A在圓心的正上方，入口B與圓心的連線與豎直方向成60°角，如圖4所示，現(xiàn)有一個質(zhì)量m＝1

4、 kg的小球(可視為質(zhì)點)從某點P以一定的初速度水平拋出，恰好從管口B處沿切線方向飛入，小球到達A時恰好與管壁無作用力，取g＝10 m/s2.求： 圖4 (1)小球到達圓管最高點A時的速度大小； (2)小球在管的最低點C時，小球?qū)鼙诘膹椓Γ? (3)小球拋出點P到管口B的水平距離x. 答案精析 1．(1)4 m/s　(2)300 N　(3)－80 J 解析　(1)由機械能守恒定律得mgR＝mv2 解得v＝4 m/s (2)在圓弧底端，由牛頓第二定律得FN－mg＝m 解得FN＝300 N 由牛頓第三定律知，物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力大小為300

5、N. (3)由動能定理知Wf＝0－mv2 解得Wf＝－80 J 2．(1)0.5 N　(2)ω≤2 rad/s　(3)0.32 J 解析　(1)靜摩擦力提供向心力Ff＝mω2r 解得Ff＝0.5 N (2)欲使物體能隨圓盤做勻速圓周運動，mω2r≤μmg 解得ω≤2 rad/s (3)當(dāng)ω＝1.6 rad/s時，物體的線速度v＝ωr＝0.8 m/s 由動能定理得，圓盤對物體所做的功 W＝mv2－0＝0.32 J 3．(1)0.5 s　1 m　(2)8 m　(3)見解析圖 解析　(1)物塊滑出B端后做平拋運動． h＝gt12 x1＝vBt1 代入數(shù)據(jù)解得t1＝0.5

6、 s，x1＝1 m (2)物塊從A到B做勻減速運動，設(shè)物塊質(zhì)量為m，加速度大小為a，則μmg＝ma 由運動學(xué)公式得vB2－v02＝－2al1 代入數(shù)據(jù)得l1＝8 m (3)由(2)可知 vB′2＝v02－2al x＝vB′t1 代入數(shù)據(jù)得x2＝9－l 由函數(shù)關(guān)系作出圖象如圖 4．(1)6 m/s　(2)60 N，方向豎直向下　(3) m 解析　(1)小球在最高點時對管壁無作用力，重力提供向心力，由向心力公式得：mg＝ 可得小球到達圓管最高點時的速度為： vA＝＝ m/s＝6 m/s (2)設(shè)小球在最低點C的速度為v，小球從管的最低點C到最高點A，由機械能守恒定律可

7、知 mg·2R＝mv2－mvA2 可得v2＝4gR＋vA2＝(4×10×3.6＋62) m2/s2＝180 m2/s2 在最低點C，由向心力公式可知FN－mg＝ 即FN＝mg＋＝(1×10＋) N＝60 N，方向豎直向上． 由牛頓第三定律知，在最低點C時小球?qū)鼙诘膹椓?0 N，方向豎直向下． (3)設(shè)小球在B點的速度為vB，由B→A，由機械能守恒定律可知mg·(R＋Rcos 60°)＝mvB2－mvA2 代入數(shù)據(jù)得：vB＝12 m/s 由平拋運動規(guī)律可知，小球做平拋運動的初速度為： v0＝vBcos 60°＝12× m/s＝6 m/s 在B點時的豎直分速度為： vy＝vBsin 60°＝12× m/s＝6 m/s 由vy＝gt可知t＝＝ s＝ s 則小球的拋出點P到管口B的水平距離為 x＝v0t＝6× m＝ m.