2017高考物理最新模拟题精选训练曲线运动与万有引力专题02平抛运动含解析

1、专题02平抛运动1. (14分)(2017广东五校协作体联考)如图 9甲所示，在高h =的水平平台上放置一 质量为M =的小木块(视为质点)，小木块距平台右边缘 d =2m,以一定的水平初速度向 右运动，在平台上运动的v2-x关系如图9乙所示。最后，小木块从平台边缘滑出落在距平台右侧水平距离 s =的地面上，g取10m/s2,求：(1)小木块滑出时的速度(2)小木块在水平平台滑动过程中产生的热量。乙1名师解析1: (1)小木块从平台滑出后做平抛运动，九二:娟 一 , 一一 , 一 1 2得：由解得木块飞出时的速度v2=2m/S 3分因为小木块在平台上滑动过程中做为瀛速运动，根据式一寸=一为工分

2、丁 4-10 rjt 知dr图象的斜率1-1分得小木块在平台上滑动的加速度大小a 3m/s2 1分根据牛顿第二定律，得f Ma 1 3 3N根据能量守恒定律，得小木块在滑动过程中产生的热量Q fd 6J 3 分（其它解法一样给分）2. （2017江苏七校期中联考）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块，其质量 m=与BC间的动摩擦 因数阴，工件质量M=,与地面间的动摩擦因数 科2=.（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至 C点时恰

3、好静止，求 P、C两点间的高度差h.（2）若将一水平恒力 F作用于工件，使物块在 P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速 直线运动.求F的大小.当速度v=5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移） ，物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与 B点间的距离.【名师分析】（1）物块从F点下滑经B点至C点的整个过程,根据动能定理求解（2）对物体、工件和物体整体分析，根据牛顿第二定律求解（3）根据平抛运动的规律和几何关系求解.【解答】物块从F点下滑经E点至C点、的整个过程,根据动能定理得：mgh - P网式力代人数据得：hO.2m(2)设物块的加速度大小为 a, P点与圆心的连线与

4、竖直方向间的夹角为由几何关系可得八R- h小cos 0 R根据牛顿第二定律，对物体有mgtan。=ma对工件和物体整体有F-2 (M+m g= (M+m a联立式，代入数据得F=设物体平抛运动的时间为储水平位移为工物坡落点与B间的距离为3由运动学公式可得，i=vtxj=xi - Rsin R 囱联立如,代人数据得4m答：CD Ps C两点间的高度差是6 2%*F的大小是8-叫( 3)物块的落点与B点间的距离是0. 4m.【点评】该题考查了动能定理、牛顿第二定律、平抛运动的规律多个知识点，关键要对物体进行受力和过程分析.3.小伙伴在河岸做抛石子游戏。如图所示为河的横截面示意图，小亮自O点以垂直岸

5、边的水平速度向对岸抛石子。已知。点离水面AB的高度为h,。A两点间的水平距离为Xi,水面AB的宽度为X2,河岸倾角为0 ,重力加速度为 go(1)若石子直接落到水面上，求其在空中飞行的时间t ;(2)为使石子直接落到水面上，求抛出时速度大小的vo的范围；(3)若石子质量为 m抛出速度大小为 v时恰好在C点垂直撞击河坡，求石子从。到C过程中减少的重力势能AEp.解得石子在空中飞行的时间(2)为使石子直接落到水面上，则有XiWxw(xi + x 2),由平抛运动规律，x= Vot ,解得抛出时速度大小的 V0的范围：xi g &V0V (xi+ x2)Lg- 2h, 2h(3)由池意可知，石子在C

6、点垂亘撞击河坡,即石子瞬时速度方向在C点与斜坡垂直,软迹几何关系可得 tan& ,解得：由xtaD a石子从0点运动到c点下降高度为:H=-珞立三一2石子从o到c过程中减少的重力势能电虚二 2tan S4 .如图示，在竖直线 OM上某点A水平向右抛出一小球 A的同时在B点水平向左抛出另一小球B,两小球恰好在斜线 ON上的Q点相遇，已知A球是第一次经过斜线 ON且Q点离O点的距离是最远的， OQ L, B球是以最短位移到达 Q点的，MON ,求：(1) OA间距离h ;(2) A B球的初速度v1、v2O【名师解析】 理解的关键点在于 Q点离。点最远的含义及含义，即小球A的运动轨迹在Q点正好与O

7、Q相切且QBB球是以最短位移到达 Q点的ON ,为此利用这一特征，再利用几何关系及相关公式便可求解。规范解答式D,由题意知小球A的运动轨迹在Q点正好与0Q相切,小球的位移与恻垂直(QB ION), 两小球运动时间相同f设为一小球也到达Q点时竖直方向分速度为O,由速度矢量图知tan。= 21 =岂由平抛规律知小球A在水平方向位移x 。St小球且与B在竖直方向位移均为 =w界由图知X =sin。且尸+方=工85s联立得郎=F +五二工84 9 =,(2)由(1)知 yLcosg由（1）知 x Lsin即 v1. gLcos tan.一.h由图知tan ,v2t即有V2回侬一2 tan5 .亚运会男

8、篮决赛过程中，王治郅为了避免韩国的抢断，弹地传球（篮球比赛运动员为了避免对方运动员对篮球的拦截，往往采取使篮球与地面发生一次碰撞反弹而传递给队友的传球方法）给队员刘炜.假设王治郅将篮球以vo=5m/s的速率从离地面高 h=处水平抛出，球与地面碰后水平方向的速度变为与地面碰前瞬间水平速度的4/5,球与地面碰后竖直方向的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的3/4 ,刘炜恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球，篮球与地面碰撞作用的时间极短（可忽略不计），不计空气阻力，（2）王治郅抛球位置与刘炜接球位置之间的水平距离是多少？【名师解析】：（1）由h=-gti2,解得球被抛出到着地的时间t产。2着地时竖直方

9、向的分速度为vy=gt=4m/s ,水平距离xi=vot=2m球与地面相碰前瞬间速度大小：v= JV02vy2 =V4? m/s。（2）反弹后竖直方向上的分速度V，=3vy/4=3m/s ,由v/ =gt 2,解得上升的时间12=反弹后水平方向的速度 v。 =4v0/5=4m/s则反弹后水平方向上的位移X2=v。 t2=4X =王治郅.刘炜传球所用的时间为 t=tl+t2 = + =.王治郅抛球位置与刘炜接球位置之间的水平距离为X=Xi+X2=x轴沿水平方向向右，由如图所示，其中10为常数。6 .在竖直平面建立如图所示的坐标系，y轴沿竖直方向向上,A点斜射出一质量为 m的质点，B和C是质点运动

10、轨迹上两点， 已知重力加速度为 g,不计空气阻力的影响，求：(1)质点从A到C运动过程中所经历的时间；(2)质点经过C点时的速率。【名师解析】(1)由对称性可知？轨迹最高点在了轴上,设为点。底点在水平方向上做匀速直名蜓 动j又AP比水平间距才建，均为，加所以三段轨迹经历时间相等，谩为前.口由P到C竖直方向做初 速度为零的匀加速直线运动，由取：门;二1： 3.解得力/=八.由P到由目土，解得；七尸j =所以思点从A到C运动过程中所经历的时间为：上二中3(2)由P至ij C,水平方向做匀速直线运动，vx=卜=心to , 2质点经过C点时竖直分速度Vy=g2 t 0=4glo质点经过C点时的速率v=

11、 Jv2 v2 = J17g0。7 . (10分)水平地面上有一个半径为 R的圆形轨道，竖直平面上边中点 P离地面高为h, P正下方一点 P位于COA1线上且与轨道圆心 O的距离为L (LR),如图所示.现从 P 点水平抛出质量为 m的小沙袋，使其击中轨道上的小车(沙袋与小车均视为质点，空气 阻力不计).(1)小车停在轨道 B点时(/ AO蜃90。)，沙袋抛出后经多长时间击中小车？(2)若小车匀速圆周运动顺时针经A点时沙袋抛出，为使沙袋能在 B处击中小车，求小车的速率v应满足的条件.(3)若在C点击中小车，求小沙袋从顶点P平抛的初速度。【名师解析】：（1）由平抛运动规律，反=;”）根据时间相等

12、的条件：r = f+T =（2分）小车速度蜂=当（1分）辜T求得喝 =纥誓叫厚5=Q, I力）（2分）（3）水平位移区由X=Yt可得V=（上钏J乏,（3分）8、如图示，。为竖直放置的半径R 2m的光滑管状轨道圆心， A、B两点关于O的竖直线对称，从 A点将质量为m 0.2kg的小球以某一速度斜向上抛出，无碰撞地由B点进入管道，小球经圆轨道最低点C无能量损失地进入长 L 4m水平粗糙轨道 CD小球与CD间动摩擦因数0.2,光滑半圆轨道DE竖直放置，E为最高点，G是与圆心。等高的点，小球经D点无能量损失进入半圆轨道并能到达GE间某处，已知圆管的直径远小于轨道半径 R且略大于小球直径，OB与竖直方向

13、间夹角370 ,（取sin370 0.6 , g 10m/s2）求:(1)小球在A点抛出时的初速度大小v0(2)小球经过D点时的速度大小vD(3)半圆轨道DE的半径r应满足的条件1名师解析】理解的关键点在于M B对称及无碰撞地由E点进入管道，说明A点抛出的小球的初速度 与0A垂直，利用抖抛运动规律运动独立性、等时性)可求初速度大小宁”碱从B到以利用功育决 系可求出小球到达D点时速度大小再由牛顿运初定律可求小球对轨道的压力大小J利用“小球能到 达GE间某处这一条件找到两喧界点物M于过G点和刚好过E点二燃后利用能量关系求半周雎肥 的半径尸应渤足的条件口规范解答：(1)因A、B关于。点的竖直线对称且小球能无碰撞地由 B点进入管道，所以小球在A点抛出时速度与 OA垂直，令小球到达B点时竖直速度为vy，水平速度为vx,从A到B的时间为t,则由斜抛运动规律知：tvy2Rsinvxtvy g tan 一2vx联立并代入数值得 vx 4m/s, vy 3 m/s所以小球在B点速度即小球初速度为 v0