第三部分 高频考点5 平抛运动与圆周运动（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

高频考点5　平抛运动与圆周运动 [对应学生用书P121] 1.如图所示，质量均为m的两相同小球a、b由不可伸长的细绳连接，悬挂在小棍c上置于内壁光滑的倾斜细玻璃管内，小棍c固定在管口。玻璃管内径略大于小球直径，玻璃管固定在一转动装置上，与竖直方向的夹角为θ，可以绕过底端O的竖直轴以角速度ω转动。小球a与b之间、小球b与O之间的距离均为l。小球可视为质点，重力加速度大小为g。则(　　) A．当ω＝时，a、b间的细绳拉力为0 B．当ω＝时，a、c间的细绳拉力为0 C．当ω＝时，a、b间的细绳拉力为0 D．当ω＝时，a、c间的细绳拉力为0 解析　a、b的角速度相等，a的半径大，a需要的向心力大，故a、b间的细绳的拉力不可能为零，故A、C错误；当a、c间细绳的拉力为零时，设a、b间绳的拉力大小为T，对b有Nbcos θ－Tsin θ＝mω2lsin θ，对a有Nacos θ＋Tsin θ＝mω22lsin θ，对整体Nasin θ＋Nbsin θ＝2mg，整理得ω＝，故C错误，D正确。 答案　D 2.(2022·广州一模)如图是某电力机车雨刷器的示意图。雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是(　　) A．P点的线速度始终不变 B．P点的向心加速度不变 C．M、N两点的线速度相同 D．M、N两点的运动周期不同 解析　P点以O为圆心做圆周运动，所以线速度与向心加速度方向变化，故A、B错误；由于刮水片始终保持竖直，所以刮水片各点的线速度与P点的相同，所以M、N两点的线速度相同，故C正确；刮水器上各点的周期相同，所以M、N两点的周期相同，故D错误。 答案　C 3.(2022·汕头模拟)如图所示，长木板AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为θ，在板的A端上方P点处，以大小为v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板面上。现让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，要让球从P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移x及抛出的水平速度v(不计空气阻力)(　　) A．x变大，v大于v0 B．x变小，v小于v0 C．x变大，v等于v0 D．x变化不确定，v小于v0 解析　设板与水平方向的夹角为θ，对木板进行分析，如图设AP的距离为H，根据几何关系有H＝y＋xtan θ，由平抛运动的规律可知＝·＝， 可得y＝，联立可得x＝。由数学知识可知，当＝tan θ时，即tan θ＝时，＋tan θ取最小值，则x存在最大值，所以当θ发生变化后，x的变化不确定，将小球落在板上的速度进行分解如图所示。 根据几何关系可得v0＝vytan θ＝gttan θ，水平方向有x＝v0t，则t＝，代入整理可得v＝gxtan θ＝，由题意可知θ减小，则tan θ变小，故初速度v0减小，即v<v0，故A、B、C错误D正确。 答案　D 4．(多选)(2022·石家庄高三阶段练习)2022年2月18日，我国运动员夺得北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧赛冠军。比赛场地可简化为如图甲所示的模型：滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道连接而成，轨道的倾角为θ。某次腾空时，运动员(视为质点)以大小为v的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘AD的夹角为90°－θ，腾空后沿轨道边缘AD上的N点进入轨道，腾空过程(从M点运动到N点的过程)的左视图如图乙所示。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A．运动员腾空过程中处于超重状态 B．运动员腾空过程中离开AD的最大距离为 C．运动员腾空的时间为 D．M、N两点的距离为 解析　加速度方向向上则超重，加速度方向向下则失重，运动员腾空过程中加速度方向一直向下，运动员一直处于失重状态，故A错误；运动员在M点时垂直AD方向的速度大小v1＝vsin(90°－θ)。设运动员在ABCD面内垂直AD方向的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有mgcos θ＝ma1，设运动员腾空过程中离开AD的最大距离为d，根据匀变速直线运动的规律有v＝2a1d，解得d＝， 故B正确；运动员在M点时平行AD方向的速度大小v2＝vcos(90°－θ)，设运动员在ABCD面内平行AD方向的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有mgsin θ＝ma2，可得运动员从M点到离开AD最远的时间t0＝＝。根据对称性可知，运动员腾空的时间t＝2t0＝，故C错误；根据匀变速直线运动的规律可知，M、N两点的距离x＝v2t＋a2t2＝，故D正确。 答案　BD 5.(多选)(2021·古赤峰一模)如图所示，在水平地面M点以初速度v0＝50 m/s抛出小球B，方向与地面成α角，另有一小球A在抛出小球B同时从M点右边水平距离15