第4练 抛体运动与圆周运动（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

第4练　抛体运动与圆周运动 [母题探源]——高考真题指明热点 1．(2021·广东卷)由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起的过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．P点的线速度大小不变 B．P点的加速度方向不变 C．Q点在竖直方向上做匀速运动 D．Q点在水平方向上做匀速运动 A　解析：杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的线速度大小不变，P点的加速度方向时刻指向O点，故A正确，B错误；Q点在竖直方向上的运动与P点相同，位移y关于时间t的关系为y＝lOP·sin ( ＋ωt)，由于该关系式不是一次函数，故Q点在竖直方向上不是匀速运动，故C错误；Q点在水平方向上的位移x关于时间t的关系为x ＝ lOP·cos ( ＋ωt)＋lPQ，由于该关系式不是一次函数，则Q点在水平方向上也不是匀速运动，故D错误。 2．(2021·浙江6月选考)质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是(　　) A．秋千对小明的作用力小于mg B．秋千对小明的作用力大于mg C．小明的速度为零，所受合力为零 D．小明的加速度为零，所受合力为零 A　解析：设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ ，秋千对小明的作用力为F，对人进行受力分析，沿摆绳方向有F－mg cos θ＝m；由于小明在最高点的速度为0，则F＝mg cos θ<mg；沿垂直摆绳方向有mg sin θ＝ma，解得小明在最高点的加速度a＝g sin θ，故A正确，B、C、D错误。 3．(2021·山东卷)(多选)如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度v0水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变。重力加速度为g，不计阻力。以下判断正确的是(　　) A．投出物资后热气球做匀加速直线运动 B．投出物资后热气球所受合力大小为mg C.d＝ D．d＝ BC　解析：对于热气球，投出物资之前，浮力等于重力，投出物资之后，热气球受到的浮力不变，重力减少了mg，所以热气球受到的合力大小为mg，方向竖直向上，物资被水平向右抛出后，根据动量守恒定律得：mv0－Mv＝0，热气球的初速度大小为v＝v0，方向水平向左，且受到竖直向上的恒力mg作用，应做类平抛运动，故A错误，B正确；对于物资，平抛后，竖直方向H＝gt2，水平方向x＝v0t＝v0；对于热气球，水平方向x′＝vt，竖直方向H′＝at2，a＝，则物资落地时与热气球之间的距离d＝，代入数据解得d＝ ，故C正确，D错误。 [衍生演练]——名校模拟引领趋势 4．(2022·山东滨州模拟)如图所示的是游乐场中的一种过山车，轨道车套在轨道上且在轨道的外侧做圆周运动。设图中轨道半径为R，则对轨道车中某一乘客而言(　　) A．速度大于才能通过最高点 B．过最高点时车对人的作用力一定竖直向上 C．过最低点时车对人的作用力一定竖直向上 D．过最低点时的速度一定大于过最高点时的速度 C　解析：当过最高点的速度较小时，人受到车竖直向上的力，由牛顿第二定律可得mg－FN＝m，即v＜时也能通过最高点，A错误；当在最高点车对人的作用力恰好为0时，由牛顿第二定律可得mg＝m，解得v＝，当0≤v＜ 时，人受到车的作用力竖直向上，当v＞时，人受到车的作用力竖直向下，B错误；过最低点时，由牛顿第二定律可得FN－mg＝m，车对人的作用力一定竖直向上，C正确；过最低点时的速度不一定大于过最高点时的速度，D错误。 5．(2022·河北石家庄模拟)甲、乙两个小球分别以v、2v的速度从斜面顶部端点O沿同一方向水平抛出，两球分别落在该斜面上P、Q两点，忽略空气阻力，甲、乙两球落点P、Q到端点O的距离之比为(　　) A.　　　　 B．　　　　 C．　　　　 D． C　解析：设斜面倾角为α，小球落在斜面上的速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示，根据平抛运动的推论tan θ＝2tan α可知，甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，对甲有vy甲＝v tan θ，对乙有vy乙＝2v tan θ，又因为下落高度y＝，可得甲、乙两个小球下落高度之比为＝，则甲、乙两球落点P、Q到端点O的距离之比＝＝，C正确。 6．(2022·河北张家口三模)如图所示，O为半球形容器的球心，半球形容器绕通过O的竖直轴以角速度ω匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止，b与容器壁间恰好没有摩擦力。已知a和O、b和O的连线与竖直方向的夹角分别为60°和30