2019高考物理三輪沖刺大題提分大題精做3拋體運動問題.docx

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1、大題精做三 拋體運動問題1【2019浙江省模擬】在豎直平面內(nèi),某一游戲軌道由直軌道AB和彎曲的細管道BCD平滑連接組成,如圖所示。小滑塊以某一初速度從A點滑上傾角為=37的直軌道AB,到達B點的速度大小為2m/s,然后進入細管道BCD,從細管道出口D點水平飛出,落到水平面上的G點。已知B點的高度h1=1.2m,D點的高度h2=0.8m,D點與G點間的水平距離L=0.4m,滑塊與軌道AB間的動摩擦因數(shù)=0.25,sin37= 0.6,cos37= 0.8。(1)求小滑塊在軌道AB上的加速度和在A點的初速度;(2)求小滑塊從D點飛出的速度;(3)判斷細管道BCD的內(nèi)壁是否光滑?!窘馕觥浚?)上滑過

2、程中,由牛頓第二定律:mgsin+mgcos=ma,解得a=8m/s2;由運動學(xué)公式vB2-v02=-2ah1sin,解得v0=6m/s(2)滑塊在D處水平飛出,由平拋運動規(guī)律L=vDt,h2=12gt2,解得vD=1m/s;(3)小滑塊動能減小,重力勢能也減小,所以細管道BCD內(nèi)壁不光滑2【2018年全國模擬】2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如下,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10 m,C是半徑R=20 m圓弧的最低點,質(zhì)量m=60 kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到達B點時速度

3、vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。(1)求長直助滑道AB的長度L;(2)求運動員在AB段所受合外力的沖量的I大小;(3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經(jīng)過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大小。【解析】(1)已知AB段的初末速度,則利用運動學(xué)公式可以求解斜面的長度,即v2-v02=2aL可解得:L=v2-v022a=100m(2)根據(jù)動量定理可知合外力的沖量等于動量的該變量所以I=mvB-0=1800Ns(3)小球在最低點的受力如圖所示由牛頓第二定律可得:N-mg=mvC2R從B運動到C由動能定理可知:mgh=12mvC2-12mvB2解得;N=3900N故本題答案是:(

4、1)L=100m(2)I=1800Ns(3)N=3900N3【2019重慶市模擬】如圖甲所示,小物塊A放在長木板B的左端,一起以v0在光滑水平面上向右勻速運動,在其運動方向上有一固定的光滑四分之一圓弧軌道C,己知軌道半徑R=0.1m,圓弧的最低點D切線水平且與木板等高,木板撞到軌道后立即停止運動,小物塊繼續(xù)滑行,當(dāng)小物塊剛滑上圓弧軌道時,對軌道壓力恰好是自身重力的2倍。從木板右端距離圓弧軌道左端s=8m開始計時,得到小物塊的v-t圖像,如圖乙所示,小物塊3s末剛好滑上圓弧軌道,圖中v0和v1均未知,重力加速度g取10m/s2,求:(1)長木板的長度;(2)物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)?!窘馕觥?

5、1) 由圖知,木板B和小物塊A在02s內(nèi)做勻速直線運動,則v0=st1=82ms=4ms物塊剛滑上圓弧軌道時,對軌道壓力恰好是自身重力的2倍,則軌道對物體的支持力是2mg對剛滑上圓弧軌道時的小物塊受力分析,由牛頓第二定律可得:2mg-mg=mv12R,解得:v1=1ms小物塊A在23s內(nèi)做勻減速直線運動,長木板的長度L=v0+v12t2=4+121m=2.5m(2)對23s內(nèi)做勻減速直線的小物塊A受力分析,由牛頓第二定律可得:mg=ma由運動學(xué)公式可得:v1=v0-at2聯(lián)立解得:=0.34【2019四省名校模擬】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一粗糙斜面軌道AB與光滑圓弧軌道BC在B點平滑連接(滑塊

6、經(jīng)過B點時速度大小不變),斜面軌道長L=2.5m,斜面傾角=37,O點是圓弧軌道圓心,OB豎直,圓弧軌道半徑R=1m,圓心角=37,C點距水平地面的高度h=0.512m,整個軌道是固定的。一質(zhì)量m=1kg的滑塊在A點由靜止釋放,最終落到水平地面上。滑塊可視為質(zhì)點,滑塊與斜而軌道之間的動摩擦因數(shù)=0.25,取g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,不計空氣阻力,求:(1)滑塊經(jīng)過圓弧軌道最低點B時,對圓弧軌道的壓力;(2)渭塊離開C點后在空中運動的時間t?!窘馕觥浚?)對滑塊在A到B的過程,由動能定理:mgLsin370-mgLcos370=12mvB2解得vB=25m/s對滑

7、塊經(jīng)過B點時,由牛頓第二定律:F-mg=mvB2R由牛頓第三定律可得:F=F解得F=30N方向豎直向下;(2)對滑塊在B到C的過程,由動能定理:-mgR(1-cos370)=12mvC2-12mvB2解得vC=4m/s滑塊離開C點后在豎直方向上做豎直上拋運動,以豎直向下為正方向,則:h=-vCsin370t+12gt2=0解得t=0.64s5【2019江西省新余模擬】如圖為一架簡易的投石機示意圖,該裝置由一根一端開口長為x0的光滑硬質(zhì)塑料管和固定于另一端的輕彈簧組成,并通過鉸鏈固定于木架上。不用時彈簧自由端恰與管口齊平;現(xiàn)在彈簧上端放置一質(zhì)量為m的光滑小鋼珠,當(dāng)將管子向右轉(zhuǎn)動到與豎直面成60的

8、位置時,彈簧長度變?yōu)?4x0(不計空氣阻力)試分析:(1)若將管子緩慢轉(zhuǎn)動到豎直位置,求小鋼珠距管底部的距離;(2)若在(1)過程中彈簧對小鋼珠做的功為W1,試求管壁對小球做的功W2;(3)若快速向左撥動管子,鋼珠恰好在管子豎直時從管口飛出,并垂直擊中正前方的目標(biāo)靶靶心。已知目標(biāo)靶靶心離豎直桿頂?shù)乃骄嚯x為L,豎直距離為L/2,小鋼珠擊中靶心時的動能;【解析】(1)管傾斜時,mgsin30=k(x0-34x0)設(shè)豎直時小球距底端為x,則有:mg=k(x0-x)解得:x=12x0(2)由動能定理可得:-mg18x0+W1+W2=0解得:W2=18mgx0W1(3)由平拋運動規(guī)律可得:12L12g

9、t2,L=v0tEK=12mv02,解得Ek12mgL6【2019四川省內(nèi)江市模擬】如圖所示,是某興趣小組舉行遙控賽車比賽示意圖。一質(zhì)量為m的小賽車從水平軌道的A點由靜止出發(fā),沿著動摩擦因數(shù)為的水平直線運動L后,從B點進入豎直光滑、半徑為R的半圓形軌道,并通過最高點C完成比賽其中,B點是半圓軌道的最低點,也是水平軌道與豎直半圓軌道的平滑相切點。賽車通電后以額定功率P起動,重力加速度為g?,F(xiàn)要完成賽車的比賽。求(1)賽車電動機工作的最短時間;(2)賽車從最高點C飛出的最大距離?!窘馕觥?1)當(dāng)賽車恰好過C點時在B點對軌道壓力最小,賽車在C點對有:mg=mvC2R解得vC=gR賽車從A到C的整個過

10、程中,運用動能定理:pt-mgL-2mgR= 12mvC2聯(lián)立解得:t=mgP(L+52R);(2)賽車由B到C機械能守恒,12mvBm2=12mvC2+2mgR平拋運動,水平方向:xm=vCt豎直方向:2R=12gt2賽車從A到B,功率P=FvmF=f=mg聯(lián)立以上各式得:xm=4Rg(Pmg)2-4gR7【2018河南省林州市模擬】如圖所示,小球A用長為L的輕繩懸掛起來,輕繩與豎直方向夾角為=53時,小球A由靜止釋放,當(dāng)小球A運動到最低點時,與質(zhì)量相同的小球B發(fā)生完全彈性碰撞,碰后小球B沿光滑的水平軌道運動,該軌道與一豎直的光滑圓軌道相切于最低點,已知sin37=0.6,cos37=0.8

11、,若小球能運動到圓軌道的最高點,則圓軌道的半徑應(yīng)為多大?【解析】設(shè)小球A、B的質(zhì)量均為m,小球A由靜止運動到最低點,根據(jù)機械能守恒定律有mgL(1-cos)=12mv02小球A與B發(fā)生完全彈性碰撞時,動量和機械能均守恒,碰后小球A、B的速度分別為v1、v2,則有mv0=mv1+mv2,12mv02=12mv12+12mv22,解得v1=0、v2=v0小球B若能達到最高點,則有mgmv2r小球B從水平軌道運動到軌道最高點,則有-2mgr=12mv2-12mv22,解得r0.16L8【2019四川省成都市模擬】在浩瀚的宇宙中,一個太空飛行器遠離了天體,忽略萬有引力作用,其質(zhì)量為M=200kg,以速

12、度v0=10m/s在太空中沿AB方向勻速飛行,經(jīng)過O點時受到兩個互相垂直的恒力作用,一個力大小為F=1000N,另一個力F1的方向與v0的方向成=53角,沿OP方向,如圖所示,當(dāng)飛行器速度為vP=252m/s時,飛行器正處于F1的作用線上的P點,求這個過程中(1)飛行器飛行的時間和位移的大??;(2)另一個力F的大小?!窘馕觥?1)以O(shè)F為x軸,OP為y軸,O為原點,建立坐標(biāo)系,x方向的初速度:vOx=v0sin=10sin53=8m/s,加速度為:ax=Fm=10002000=5m/s2,y方向的初速度:vOy=v0cos=10cos53=6m/s,從O到P的時間:x方向的位移為零,則有:vOxt-12axt2=0,解得:t=3.2s;在P點x方向的速度和x方向的初速度等大反向,故y方向的速度為:vy=vp2-vox2=252-82=188m/s,飛行器的位移:xop=voy+vy2t,代入數(shù)據(jù)可得:xop31.5m;(2)y方向的加速度為:ay=vy-vOyt,根據(jù)牛頓第二定律得:OP方向上的作用力為:Fy=may,代入數(shù)據(jù)可得:Fy=375N

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