专题3.4 不同情境下抛体运动的综合应用-【鼎力高考】2023年高考物理靶向冲刺强化训练（三大题型+提升模拟）

2023年高考物理靶向冲刺强化训练 （三大题型+提升模拟） 专题3.4 不同情境下抛体运动的综合应用 1．如图甲，为某学校举行定点投篮比赛的场景，某同学正在进行定点投篮，投出的篮球在空中划出一道漂亮的弧线，穿网而过。如图乙，为篮球在空中运动轨迹，在篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系，篮球从A点投出，A、B、C、D是篮球运动轨迹上的4个点，C点为篮球运动的最高点，D点是篮筐位置，A、B、D点的坐标分别为、、．篮球质量为m，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求： （1）C点的纵坐标； （2）该同学将篮球投出时，对篮球所做的功W。 2．甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于OQ连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求： （1）篮球A抛出的初速度v； （2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出。 3．2022年2月8日北京冬奥会上，首钢滑雪大跳台的设计灵感来源于中国敦煌画壁中的“飞天”，丝带在空中飞舞的形态与大跳台赛道曲线十分契合。运动员在这次比赛中从大跳台一跃而起，如图1所示，到达最高点的速度大小为，通过视频慢镜头回放确认在空中飞行了时间与着陆坡成20°角着陆，缓冲后沿着着陆坡滑向终点区。根据现场测量，起跳台和着陆坡的坡度都是40°，如图2所示。运动员运动过程中不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，，求： （1）速度大小； （2）已知运动员的质量为m，缓冲时间为，则在垂直着陆坡方向上双脚受到的平均作用力为多大？（结果用等字母和三角函数表示） 4．如图所示，动物园猴山左边的光滑水平轨道AB与竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道BC在B点相切，质量的猴子抓住轻绳的一端，从猴山上与轻绳的固定端同一高度处由静止摆下，当猴子到达最低点时松手，猴子水平飞出落在静止于水平轨道A点的滑板上，设猴子落在滑板上立即与滑板一起沿着轨道运动并恰好能到达C点后返回，已知绳长为，绳子的固定端到地面的距离为2L，滑板的质量，不计空气阻力，猴子和滑板可看成质点，重力加速度，求： （1）A点与轻绳的固定端的水平距离； （2）圆弧轨道BC的半径。 5．“抛石机”是古代战争中常用的一种装备，现有一种改进的抛石机，如图甲所示，其底座可以旋转以调整抛射的方向。其装置简化原理如图乙所示。“抛石机”长臂的长度，短臂的长度。在某次攻城模拟训练中，敌人城墙高度，长，宽。士兵们为了能将石块投人敌人城中，在城外正前方堆出了高的小土丘，在小土丘上使用“抛石机”对敌人进行攻击。士兵将质量的石块装在长臂末端的弹框中，开始时长臂处于静止状态，其与水平底面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出且恰好击中城墙正面与小土丘等高的点，点与抛出位置间的水平距离。不计空气阻力，重力加速度。 （1）求石块刚被抛出时短臂末端的速度大小。 （2）若要求攻击范围能覆盖城墙上所有区域，则石块抛出时速度的取值范围为多少？ （3）训练中，在城墙后方有一敌人，该敌人只能在城墙的轴线上移动，该敌人为了保证安全，则该敌人能移动的范围为多少？（结果保留2位小数） 6．如图，为“快乐大冲关”节目中某个环节的示意图，参与游戏的选手会遇到一个人造山谷AOB，其中，AO是高的竖直峭壁，OB是以A点为圆心的圆弧形坡，，B点右侧是一段水平跑道BC。选手可以自A点借助绳索降到O点后再爬上跑道，但身体素质较好的选手会选择自A点直接跃上水平跑道BC。选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度。则： （1）若选手以速度水平跳出后，能跳在水平跑道上，求的最小值； （2）若一质量为50kg的选手以速度水平跳出，落在跑道（或山谷）时由于存在能量损失，着地后的速度变为，求该选手着地过程损失的机械能。 7．如图所示，一内壁光滑、底面半径为r=3m、高h1=1.4m的竖直薄壁圆筒固定在水平地面上方高h2=5.25m处，A是薄壁圆筒内壁上端的一点，AC是过A点的水平圆周的切线，A1点是A点在圆筒底面上的投影点。一小球从A点以大小为v0=10m/s、方向位于AC与 AA1决定的平面内且与AC成θ=37°的初速度沿内壁斜向下射入圆筒，小球从圆筒底面上的B点离开。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求 （1）圆弧A1B的长度； （2）小球的落地点距圆筒底面圆心O的水平距离L。 8．环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在沿水平方向向河道内排出大量污水，如图所示。水流稳定时