江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測(cè)試復(fù)習(xí) 專題二 平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)綜合應(yīng)用（四）沖A集訓(xùn).doc

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平拋運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)綜合應(yīng)用(四) 1．(2018鎮(zhèn)江學(xué)測(cè)模擬)如圖1所示，一質(zhì)量為M、半徑為R的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))，從大環(huán)的最高點(diǎn)處由靜止滑下．重力加速度為g. 圖1 (1)求小環(huán)滑到大環(huán)最低點(diǎn)處時(shí)的動(dòng)能Ek； (2)求小環(huán)滑到大環(huán)最低點(diǎn)處時(shí)的角速度ω； (3)有同學(xué)認(rèn)為，當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)處時(shí)，大環(huán)對(duì)輕桿的作用力與大環(huán)的半徑R無關(guān)，你同意嗎？請(qǐng)通過計(jì)算說明你的理由． 2．(2018連云港學(xué)測(cè)模擬)如圖2所示，傾角為θ＝45的直導(dǎo)軌與半徑為R的圓環(huán)軌道相切，切點(diǎn)為B，整個(gè)軌道處在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從導(dǎo)軌上的A處無初速度下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道．接著小滑塊從圓環(huán)最高點(diǎn)D水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，重力加速度為g，求： 圖2 (1)滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小； (2)滑塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道壓力的大??； (3)AC兩點(diǎn)的豎直高度． 3．(2018屆南通學(xué)測(cè)模擬)中國女排在2016年奧運(yùn)會(huì)上奪得冠軍．如圖3所示為排球場(chǎng)地示意圖，排球場(chǎng)長(zhǎng)18.0 m，寬9.0 m．某運(yùn)動(dòng)員跳起將球垂直網(wǎng)面水平扣出，扣球點(diǎn)離地面的高度為2.45 m，離球場(chǎng)中線的水平距離為1.0 m，排球直接落到距端線3.0 m處的界內(nèi)．排球的質(zhì)量為260 g，可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)．取地面為零勢(shì)能面，重力加速度g＝10 m/s2，求： 圖3 (1)扣球時(shí)，排球水平飛出的速度大小v0； (2)排球落地前瞬間的機(jī)械能E； (3)排球落地前瞬間重力的功率P. 4．如圖4所示，一輛卡車沿平直公路行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物后在A點(diǎn)開始剎車，卡車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最終停在B點(diǎn)，開始剎車時(shí)，車身上距離路面高h(yuǎn)處有一顆松動(dòng)的零件(質(zhì)量為m)沿正前方水平飛出，落地點(diǎn)為C點(diǎn)．已知?jiǎng)x車過程中卡車受到的阻力是其重力的k倍，零件初速度為v0，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g. 圖4 (1)求零件落地時(shí)重力的功率P； (2)若C在B的前方，求卡車開始剎車時(shí)速度v的范圍； (3)在(2)問所述情況下，求C、B間距離的最大值xm. 答案精析 1．(1)2mgR　(2)2 　(3)見解析 解析　(1)根據(jù)動(dòng)能定理得2mgR＝Ek－0 解得Ek＝2mgR (2)由公式Ek＝mv2 得v＝2 又v＝Rω 得ω＝2 (3)在最低點(diǎn)對(duì)小環(huán)由向心力公式 有FN－mg＝m 得FN＝5mg 由牛頓第三定律得大環(huán)受到的壓力 F′＝5mg 設(shè)輕桿對(duì)大環(huán)的作用力為F 則F＝Mg＋5mg 由牛頓第三定律知大環(huán)對(duì)輕桿的作用力為Mg＋5mg， 說明大環(huán)對(duì)輕桿的作用力與大環(huán)半徑R無關(guān)． 2．(1)　(2)6mg　(3)R 解析　(1)小滑塊從D點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度為vD 豎直方向R＝gt2 水平方向R＝vDt 解得vD＝ (2)小滑塊在最低點(diǎn)C時(shí)速度為v 由機(jī)械能守恒定律得 mv2＝mg2R＋mvD2 解得v＝ 根據(jù)牛頓第二定律得FC－mg＝m 解得FC＝6mg 由牛頓第三定律得滑塊在最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力為6mg. (3)不計(jì)一切阻力，A到C過程滿足機(jī)械能守恒定律 mgh＝mv2，則h＝R. 3．(1)10 m/s　(2)19.37 J　(3)18.2 W 解析　(1)由題意知排球運(yùn)動(dòng)的水平位移為x＝7.0 m 水平方向有x＝v0t 豎直方向有h＝gt2 聯(lián)立解得v0＝10 m/s，t＝0.7 s (2)排球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，則E＝mgh＋mv02 解得E＝19.37 J (3)設(shè)排球落地前瞬間的速度在豎直方向的分量為vy，則 vy＝gt 排球落地前瞬間重力的功率P＝mgvy 聯(lián)立解得P＝18.2 W. 4．(1)mg　(2)v<2k　(3)kh 解析　(1)零件做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，h＝gt2 落地時(shí)，豎直方向的分速度vy＝gt 解得vy＝ 重力的功率P＝mgvy 解得P＝mg (2)設(shè)卡車質(zhì)量為M，剎車時(shí)加速度大小為a 牛頓第二定律得kMg＝Ma 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有2axAB＝v2 解得xAB＝ 零件拋出的水平距離xAC＝vt 解得xAC＝v 由xAC>xAB，解得v<2k (3)C在B前方的距離 xBC＝－＋v＝－(v－k)2＋kh 當(dāng)v＝k時(shí)，xBC有最大值 解得xm＝kh.