高中物理 重難點(diǎn)強(qiáng)化練（一）平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng) 粵教版

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精重難點(diǎn)強(qiáng)化練（一) 平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)1.距地面高5 m的水平直軌道上a、b兩點(diǎn)相距2 m，在b點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球，離地高度為h,如圖1。小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷,最后兩球同時(shí)落地。不計(jì)空氣阻力，取重力加速度的大小 g10 m/s2?？汕蟮胔等于（)圖1a1.25 mb2.25 mc3.75 m d4.75 m解析：選a根據(jù)兩球同時(shí)落地可得 ,代入數(shù)據(jù)得h1.25 m,選項(xiàng)a正確。2.如圖2，一個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上有a、b、c三點(diǎn)，已知ocoa，則下面說法中錯(cuò)誤的是(）圖2aa、b

2、、c三點(diǎn)的角速度相同ba、b兩點(diǎn)線速度相同cc點(diǎn)的線速度大小是a點(diǎn)線速度大小的一半da、b、c三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期相同解析：選ba、b、c三點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等，故a正確；a、b兩點(diǎn)的線速度大小相等，方向不同，故b錯(cuò)誤；a、c兩點(diǎn)的角速度相等,根據(jù)vr知,c點(diǎn)的線速度是a點(diǎn)線速度大小的一半，故c正確;a、b、c三點(diǎn)角速度相等，周期相同，故d正確。3.如圖3所示為足球球門，球門寬為l.一個(gè)球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角(圖中p點(diǎn)).球員頂球點(diǎn)的高度為h.足球做平拋運(yùn)動(dòng)(足球可看成質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力），則(）圖3a足球位移的大小xb足球初速度的大小v0c足球末速度

3、的大小vd足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tan 解析：選b根據(jù)幾何關(guān)系可知，足球做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直高度為h,水平位移為x水平,則足球位移的大小為:x，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由hgt2，x水平v0t，可得足球的初速度為v0，選項(xiàng)b正確；足球落到p點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度滿足vy22gh,可得足球末速度v,選項(xiàng)c錯(cuò)誤；初速度方向與球門線夾角的正切值為tan ，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。4。 （多選）如圖4所示，兩物塊a、b套在水平粗糙的cd桿上，并用不可伸長的輕繩連接，整個(gè)裝置能繞過cd中點(diǎn)的軸oo1轉(zhuǎn)動(dòng).已知兩物塊的質(zhì)量相等，桿cd對(duì)物塊a、b的最大靜摩擦力大小相等，開始時(shí)繩子處于自然長度（繩子恰好伸直但無彈力)，物塊b

4、到oo1軸的距離為物塊a到oo1軸距離的兩倍?，F(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使轉(zhuǎn)速逐漸增大，在從繩子處于自然長度到兩物塊a、b即將滑動(dòng)的過程中，下列說法正確的是()圖4a物塊a受到的靜摩擦力一直增大b物塊b受到的靜摩擦力先增大，后保持不變c物塊a受到的靜摩擦力先增大后減小d物塊a受到的合外力一直增大解析：選bd物塊a所受的合外力提供它做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,所以隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度的增大，物塊a所受的合外力一直增大，選項(xiàng)d正確.由題意可知,a、b兩物塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,則兩物塊的向心力之比為12，在輕繩張緊前，兩物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由靜摩擦力提供，由fam2ra和fbm2rb可知，兩物塊所受的靜摩擦力在輕繩

5、張緊前隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，當(dāng)物塊b所受的靜摩擦力達(dá)到最大值后,向心力由摩擦力與繩子拉力的合力提供，故物塊b所受的靜摩擦力先增大后保持不變，選項(xiàng)b正確,a、c錯(cuò)誤。5.如圖5所示，將質(zhì)量為m的小球從傾角為的光滑斜面上a點(diǎn)以速度v0水平拋出(v0cd)，小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，已知a點(diǎn)的高度為h。求:(1）小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度大小。(2)小球到達(dá)b點(diǎn)的時(shí)間。圖5解析：小球從a點(diǎn)拋出后在斜面上做類平拋運(yùn)動(dòng).由牛頓第二定律得mgsin ma小球沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有vxv0小球在沿斜面向下的方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vyat，at2小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度大小vb ,聯(lián)立以上各式得t ，vb 。答

6、案:(1） （2) 6.滑板運(yùn)動(dòng)員在u形槽中的運(yùn)動(dòng)可以簡化為運(yùn)動(dòng)員在半徑為r的半圓弧槽中的運(yùn)動(dòng)，若滑板運(yùn)動(dòng)員以一定的水平初速度從a點(diǎn)跳入槽內(nèi),下落h高度落在最低點(diǎn)b左邊的槽壁上,之后滑到槽最低點(diǎn)b的速度為v，人和滑板的質(zhì)量為m，滑板與圓弧槽的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：圖6（1）人從a點(diǎn)跳入槽內(nèi)時(shí)的初速度大小.(2）人在圓弧槽最低點(diǎn)的加速度大小。解析：（1)人下落h高度，用的時(shí)間t水平位移xr因此初速度v0。(2)人和滑板在半圓弧槽底部時(shí)受到重力、槽底對(duì)滑板向上的支持力f和向左的滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第二定律得fmgm則fmgm人在圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為：a1切向加速度大小為a2因此人在圓弧槽最低

7、點(diǎn)的加速度為a。答案:(1)(2) 7。如圖7所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量m0.6 kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m0。3 kg的物體，m的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2 m，并知m和水平面的最大靜摩擦力為2 n?，F(xiàn)使此平面繞中心軸線方向轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度在什么范圍內(nèi)，m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)?(取g10 m/s2）圖7解析：設(shè)物體m和水平面保持相對(duì)靜止,當(dāng)具有最小值時(shí)，m有向著圓心o運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).所以m受到的靜摩擦力方向沿半徑向外。當(dāng)靜摩擦力等于最大靜摩擦力時(shí)，對(duì)m受力分析有ffm12r，又fmg,由可得1 ，代入數(shù)據(jù)得12.9 rad/s。當(dāng)具有最大值時(shí)，m有離開圓心o運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。m受的最大靜摩

8、擦力指向圓心，對(duì)m受力分析有ffm22r，又fmg,由得2 ，26。5 rad/s,所以的范圍是2.9 rad/s6。5 rad/s。答案:2。9 rad/s6.5 rad/s8.如圖8所示,一個(gè)小球質(zhì)量為m，從半徑為r的光滑圓形管內(nèi)的頂部a點(diǎn)水平飛出，恰好又從管口b點(diǎn)射入管內(nèi)，已知o為圓心,且ob水平,oa豎直，則：圖8(1)小球在a點(diǎn)對(duì)上側(cè)管壁有彈力作用還是對(duì)下側(cè)管壁有彈力作用？作用力多大？(重力加速度為g)(2)若要使小球?qū)ι蟼?cè)管壁彈力大小等于重力，則小球在a點(diǎn)的速度應(yīng)為多少？解析：(1)從a運(yùn)動(dòng)到b，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則有rvat，rgt2，得va。若小球?qū)ι?、下管壁均無彈力，則mg，v

9、，因?yàn)関a，所以管壁對(duì)小球有向上的作用力則mgn1,解得n1mg,由牛頓第三定律，小球?qū)ο聜?cè)管壁有向下的作用力，大小n1mg。(2）小球在a點(diǎn)時(shí)mgn2m，由題意知n2mg聯(lián)立可得va。答案：(1）見解析（2)9“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，健身者半馬步站立，手持太極球拍,拍上放一橡膠太極球，健身者舞動(dòng)球拍時(shí)，球卻不會(huì)掉落地上?，F(xiàn)將球拍和太極球簡化成如圖9甲所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的a、b、c、d位置時(shí)球與板間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。a為圓周的最高點(diǎn)，c為最低點(diǎn),b、d與圓心o等高。設(shè)球的重力為1 n，

10、不計(jì)拍的重力。（g取10 m/s2）求：圖9(1)健身者在c處所需施加的力比在a處大多少?（2)設(shè)在a處時(shí)健身者需施加的力為f，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到b、d位置時(shí),板與水平方向需有一定的夾角，請(qǐng)作出tan f的關(guān)系圖像.解析：(1）設(shè)球運(yùn)動(dòng)的線速度為v,半徑為r則在a處時(shí)fmgm在c處時(shí)fmgm由式得fff2mg2 n.（2）在a處時(shí)健身者需施加的力為f，球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力f向fmg在b處不受摩擦力作用,受力分析如圖甲所示，則有f向fsin fcos mg聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得tan f1作出的tan .f的關(guān)系圖像如圖乙所示。答案：（1)2 n(2）見解析圖乙10如圖10所示，軌道abcd的ab段為一半徑

11、r0。2 m的光滑圓形軌道，bc段為高為h5 m的豎直軌道,cd段為水平軌道。一質(zhì)量為0。2 kg的小球從a點(diǎn)由靜止開始下滑,到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度的大小為2 m/s，離開b點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，g10 m/s2,求：圖10(1）小球離開b點(diǎn)后，在cd軌道上的落地點(diǎn)到c點(diǎn)的水平距離;（2）小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大??；(3）如果在bcd軌道上放置一個(gè)傾角為45的斜面(如圖中虛線所示），那么小球離開b點(diǎn)后能否落到斜面上?如果能，求它第一次落在斜面上的位置距離b點(diǎn)有多遠(yuǎn)。如果不能，請(qǐng)說明理由.解析:（1）設(shè)小球離開b點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，落地點(diǎn)到c點(diǎn)的水平距離為s由hgt12得：t11 ssvbt12 m（2)小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)受重力g和豎直向上的彈力n作用，由牛頓第二定律知f向ngm解得n6 n由牛頓第三定律知小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力nn，即小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小為6 n，方向豎直向下。（3)如圖，斜面be的傾角45,ce長dh5 m,因?yàn)閐s,所以小球離開b點(diǎn)后能落在斜面上