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专题03曲线运动、万有引力与航天
难度:★★★☆☆ 建议用时: 30分钟 正确率 : /30
1.(2020·杭州建人高复模拟)如图所示,一热气球在匀加速竖直向上运动的同时随着水平气流向右匀速运动,若设竖直向上为y轴正方向,水平向右为x轴正方向,则热气球实际运动的轨迹可能是( )
【答案】B
【解析】气球水平向右做匀速运动,竖直向上做匀加速运动,则合加速度竖直向上,合力竖直向上,轨迹向上弯曲,选B.
2.(2021·江苏南通市一模)一物块在水平面内做直线运动,以0时刻物块的位置为坐标原点建立xOy平面直角坐标系,运动轨迹如图甲所示.物块在x方向运动速度vx随时间t的变化规律如图乙所示.下列关于物块在y方向运动的初速度vy0、加速度ay的判断,可能正确的是( )
A.vy0=0,ay=1 m/s2 B.vy0=0,ay=2 m/s2
C.vy0=4 m/s,ay=2 m/s2 D.vy0=4 m/s,ay=4 m/s2
【答案】C
【解析】因x和y之间的关系满足y=kx,而x方向ax= m/s2=1 m/s2,x=vx0t+axt2=2t+t2,则y=kx=2kt+kt2,则vy0=2k,ay=k,即满足vy0=2ay,则只有C符合题意.
3.如图所示,从水平地面上方某点,将一小球以的初速度沿水平方向抛出。不计空气阻力,取重力加速度大小,小球抛出点离地面的高度为。下列说法正确的是( )
A.小球经过0.3s落地
B.小球落地瞬间的速度大小为
C.小球从抛出到落地的位移大小为
D.小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为
【答案】A
【解析】A.小球落地的时间选项A正确;
B.小球落地瞬间的速度大小为选项B错误;
C.小球从抛出到落地的水平位移x=v0t=0.6m,则位移大小为选项C错误;
D.小球在整个运动过程中的水平分位移大小与竖直分位移大小的比值为选项D错误。
故选A。
4.(2021·重庆高三模拟)如图所示,固定在水平面上的光滑斜面长a=5 m,宽b=4 m,倾角θ=30°,一可视为质点的小球从底端A处沿斜面射入,恰好从斜面右上方顶点B处水平射出,重力加速度g取10 m/s2.则下列说法正确的是( )
A.小球运动的加速度为10 m/s2
B.小球从A运动到B所用时间为2 s
C.小球从B点水平射出时的速度为2 m/s
D.若小球从B点以4 m/s的速度水平向左射入,则恰能从底端A点离开斜面
【答案】C
【解析】对小球受力分析,受到重力和斜面的支持力,根据牛顿第二定律可得mgsin 30°=ma0,解得a0=gsin 30°=5 m/s2,方向沿斜面向下,故A错误;逆向分析,小球从B到A做类平抛运动,水平方向有b=v0t,沿斜面向下方向有a=a0t2,联立解得t= s,v0=2 m/s,故B错误,C正确;由上述分析可知,若小球从B点以2 m/s的速度水平向左射入,则恰能从底端A点离开斜面,若小球从B点以4 m/s的速度水平向左射入,则小球会在A点上方离开斜面,故D错误.
5.(2020·金丽衢十二校第二次联考)如图所示,一小球从半径为R的固定半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点.O为半圆轨道圆心,OB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,关于小球的运动,以下说法正确的是( )
A.抛出点与B点的距离为2R
B.小球自抛出至B点的水平射程为1.6R
C.小球抛出时的初速度为
D.小球由抛出点至B点的过程中速度变化量为2
【答案】C
【解析】水平射程x=R+Rcos 60°=R,B错误;恰好在B点相切,则tan 30°=,设位移与水平方向的夹角为θ,有tan θ===,则y=x=R,抛出点与B点的距离s==R,A错误;由vy2=2gy得vy==,由tan 30°=得v0=,C正确;速度变化量Δv=gt=vy=,D错误.
6.如图所示,水平面内放置一个直径d=1 m、高h=1 m的无盖薄油桶,沿油桶直径距左桶壁s=2 m处的正上方有一点P,P点的高度H=3 m,从P点沿直径方向水平抛出一小球,不考虑小球的反弹,不计阻力,下列说法正确的是(取g=10 m/s2)( )
A.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的内壁
B.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的下底
C.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的外壁
D.若P点的高度变为1.8 m,则小球无论初速度多大,均不能落在桶底(桶边缘除外)
【答案】ACD
【解析】如图所示,
小球落在A点时,v0=s= m/s,当小球落在D点时,v2=s= m/s,当小球落在B点时,v