第2部分 应用创新5 体育运动类(Word教参)-【衡中学案】2023老高考物理二轮总复习(老教材)

应用创新五　体育运动类 〔背景资料〕 第24届冬季奥林匹克运动会，又称2022年北京冬季奥运会，在2022年2月4日至2022年2月20日在中华人民共和国北京市和河北省张家口市联合举行．这是中国历史上第一次举办冬季奥运会，北京、张家口同为主办城市． 北京冬季奥运会设7个大项，15个分项，109个小项．北京将承办所有：短道速滑、速度滑冰、花样滑冰、冰球、冰壶冰上项目．张家口承办自由式滑雪、冬季两项、越野滑雪、跳台滑雪、北欧两项(越野滑雪、跳台滑雪)、无舵雪橇、有舵雪橇、钢架雪车(俯式冰橇)、单板滑雪、高山滑雪等项目． 〔命题预测〕 1．(2022·北京西城期末)有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目(如图所示)．钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内．将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是(　B　) A．旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力 B．根据v＝ωr可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大 C．根据Fn＝mω2r可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小 D．若“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变 【解析】　旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力作用，向心力是重力和拉力的合力，故A错误；根据v＝ωr可知，坐在外侧的游客的旋转半径较大，线速度更大，故B正确；“飞椅”转动的角速度越大，“飞椅”做圆周运动所需的向心力越大，向心力由重力与拉力的合力提供，则钢绳上的拉力变大，钢绳与竖直方向的夹角变大，旋转半径变大，故C、D错误． 2．(2022·吉林模拟)2022年北京冬奥会跳台滑雪比赛在张家口举办，滑雪跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示．跳台滑雪运动员在助滑路段获得高速后从起跳区水平飞出，不计空气阻力，起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分，用Δv、E、Ek、P表示运动员在空中运动的速度变化量、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示运动员在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是(　D　) 【解析】　根据平抛运动规律速度改变量Δv＝gt可知Δv∝t，故A错误；平抛运动是理想运动模型，由于只受重力且只有重力做功，机械能守恒，其E-t图象应是一条平行于t轴的直线，故B错误；从水平飞出开始，经过时间t，对运动员根据动能定理得mgh＝mg·gt2＝Ek－mv，解得此时运动员的动能Ek＝mv＋mg2t2，据此可知运动员的初动能不为零，故C错误；根据P＝mgvy＝mg2t可知，重力的瞬时功率P与t成正比，故D正确． 3．(2022·江苏镇江期中)罚球是篮球比赛的重要得分手段，如图所示，运动员进行两次罚球，第一次篮球出手瞬间速度沿a方向，第二次沿b方向，两次出手位置相同且都从同一位置进入篮筐，忽略空气阻力影响．下列说法正确的是(　B　) A．篮球上升至最高点时处于超重状态 B．每次重力对篮球做功的功率均先减小后增大 C．篮球两次落入篮筐时的速度方向相同 D．篮球出手后到投入篮筐的时间可能相等 【解析】　篮球上升至最高点时，重力加速度向下，是完全失重状态，A错误；篮球做斜抛运动，可以分解为竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动，竖直方向上速度先减小后增大，根据P＝Gvy，可知重力的功率先减小后增大，B正确；两次做斜抛运动的出手瞬间的速度方向不同，则两次运动的轨迹不同，瞬时速度的方向是该点的轨迹的切线方向，都从同一位置进入篮筐，所以两次落入篮筐时的速度方向不同，C错误；两次做斜抛运动的出手瞬间的速度方向不同，两次运动的轨迹不同，到达最高点的高度不同，从最高点到进入篮筐做平抛运动，则下落的时间不同，从抛出到最高点的逆过程也是平抛运动，则运动的时间也是不同，即篮球出手后到投入篮筐的时间不可能相等，D错误． 4．跳台滑雪是勇敢者的运动．如图所示，滑雪者着专用滑雪板，在助滑道AB上获得一定速度后从B点沿水平方向跃出，在空中飞行一段时间后着落，这项运动极为壮观．已知滑雪者和滑雪板的总质量为m＝60 kg，斜坡BC倾角为θ＝45°，B点距水平地面CD的高度h＝20 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力． (1)若滑雪者水平跃出后直接落到地面上，求滑雪者在空中运动的时间t0； (2)为使滑雪者跃出后直接落到地面上，滑雪者在B点跃出时的速度v0应满足什么条件？ (3)若滑雪者跃出后直接落到斜坡上，试推导滑雪者和滑雪板落到斜坡时的总动能Ek随空中运动时间t的变化关系． 【答案】　(1)2 s　(2)v0≥10 m/s (3)Ek＝mg2t2 【解析】　(1)滑雪者在空中做平抛运动，则 h＝gt，解得t0＝＝2 s． (2)为使滑雪者跃出后直接落到地面上，则平抛运动的水平距离应满足 x≥ 而x＝v0t0 解得v0≥＝1