专题06 平抛运动与圆周运动的综合应用--2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）

第五章　抛体运动 专题06：平抛运动与圆周运动的综合应用 一、选择题 1.(2023北京北大附中期中)如图所示，半径为R、表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点，位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为(g为重力加速度)，方向水平向右。滑块在水平地面上的落点为C(图中未画出)，不计空气阻力，则 (　 　) A.滑块将沿半圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点 B.滑块将从B点沿圆柱体表面做一段圆周运动，然后做斜下抛运动到达C点 C.O、C之间的距离为R D.O、C之间的距离为R 2.(2023山东潍坊四中月考)某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=0.55 kg的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离x=1.2 m后落地。已知握绳的手离地面高度为d=1.0 m，手与球之间的绳长为r=0.55 m，重力加速度g=10 m/s2，忽略空气阻力。则 (　 　) A.绳子的最大拉力为16 N B.绳子的最大拉力为215 N C.从绳断到小球落地的时间为0.3 s D.小球落地时的速度大小为4 m/s 3.(2023重庆沙坪坝第七中学期中)固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止自由下落，且从A点进入圆弧轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后 (　 　) A.可能会落在A点 B.可能会再次落到圆弧轨道上 C.一定会落到水平面AE上 D.一定会再次落到圆弧轨道上 4.(2022江苏泰州姜堰中学月考)如图所示，一个光滑半圆形管道固定在竖直平面内，有一个直径略小于管道内径的小球从A点进入管道后在管道里做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好与倾角为45°的斜面于C点垂直相碰。已知小球经过A点时速度为7 m/s，半圆形管道的半径为R=1 m，小球可看作质点且其质量为m=1 kg，重力加速度g取10 m/s2，则 (　 　) A.C点与B点间的水平距离是1.0 m B.C点与B点间的水平距离是1.9 m C.小球经过管道的A点时，受到管道的作用力FNA的大小是61 N D.小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1 N 二、非选择题 5.(2023天津第三中学期中)如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m，离水平地面的高度H=0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10 m/s2，求： (1)物块做平抛运动的初速度大小v0； (2)物块恰好要滑动时的向心加速度an； (3)物块与转台间的动摩擦因数μ。 6.(2023江苏扬州新华中学月考)如图所示，竖直平面内有一口径很小的光滑圆弧管道，其半径为R=2 m，平台与轨道的最高点等高。一质量m=1 kg可看作质点的小球从平台边缘的A处平抛，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道，管道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，重力加速度g取10 m/s2，整个运动过程中不计能量损失。试求： (1)小球从A点运动到P点的时间t和A点水平抛出的速度大小v0； (2)小球沿管道通过圆弧的最高点Q时(速度大小为v0)，管道对小球的弹力大小及施力物体是管道内壁还是外壁? 7.(2023四川成都实验外国语学校期中)“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，其装置简化原理如图所示。“抛石机”长臂的长度L=4.8 m，短臂的长度l=0.96 m。在某次攻城战中，敌人城墙高度H=12 m，士兵们为了能将石块投入敌城中，在城外堆出了高h=8 m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m=4.8 kg的石块装在长臂末端的弹筐中，开始时长臂处于静止状态，其与水平地面的夹角α=30°。现对短臂末端施力，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P点，P点与抛出位置间的水平距离x0=18 m。不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2。 (1)求石块转到最高点时对弹筐竖直方向作用力的大小。 (2)若敌城墙上端的水平宽度d=2.4 m，则石块抛出时速度多大才可以击中敌城墙顶部? 答案全解全析 第六章　圆周运动 专题强化练6　平抛运动与圆周运动的综合应用 1.C　滑块运动到B点时，由牛顿第二定律