考点5 抛体运动和圆周运动-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点5　抛体运动和圆周运动 1．一小球从水平地面斜向上抛出，最后又落回同一水平面，不计空气阻力，在下图中能正确表示速度矢量变化过程的是(　　) [答案]　B [解析]　斜抛运动由于只受重力，水平速度保持不变，而竖直分速度均匀变化。根据Δv＝at＝gt可知，速度矢量的变化方向与加速度的方向相同，而斜抛运动的加速度为重力加速度g，故速度矢量的变化方向应沿竖直方向，所以速度矢量末端应在同一竖直线，故C正确；A、B、D错误。 2．(多选)如图所示是用铁丝做的立方体骨架，从顶点A水平抛出一个小球，小球恰能击中B点。已知正方体的边长为l，重力加速度为g，不计空气阻力，则(　　) A．小球做平抛运动的初速度为 B．小球落到B点的速度为 C．小球落到B点的速度方向与水平方向的夹角为45° D．小球在运动过程中，速度的大小时刻改变，加速度的方向时刻改变 [答案]　AB [解析]　根据平抛运动的规律l＝v0t，l＝gt2，vy＝gt，vB＝，解得v0＝，vB＝，tan θ＝＝，小球落到B点的速度方向与水平方向的夹角不是45°，A、B项正确，C项错误；小球在运动过程中，加速度的方向是不改变的，D项错误。 3．甲同学以速度v1将铅球水平推出，推出点距地面高度为H1，乙同学身高较高，将铅球在距地面H2高度处水平推出(H2>H1)，两位同学推出铅球的水平位移恰好一样，不计空气阻力的作用，则乙同学推出铅球的速度为(　　) A． v1　　　　　 B． v1 C．v1 D．v1 [答案]　B [解析]　由h＝gt2得：t＝；物体飞行的水平距离为：x＝v0t＝v0·；由于两位同学推出铅球的水平位移恰好一样，则：＝ ，即：v2＝ v1，故B正确，A、C、D错误。 4．(多选)如图所示，小球从斜面底端A点正上方h高处，以某一速度正对倾角为θ的斜面水平抛出时，小球到达斜面的位移最小(重力加速度为g)，则(　　) A．小球平抛的初速度v0＝sin θ B．小球平抛的初速度v0＝sin θ C．飞行时间t＝cos θ D．飞行时间t＝ [答案]　AC [解析]　过抛出点作斜面的垂线，如图所示，当小球落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则 水平方向：x＝hcos θ·sin θ＝v0t 竖直方向：y＝hcos θ·cos θ＝gt2。 解得v0＝ sin θ，t＝cos θ。 5．(多选)质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点，绳长分别为La、Lb，且La<Lb，如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动。绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动到图示位置时，绳b被烧断同时杆也停止转动，不计空气阻力，则(　　) A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B．绳b被烧断瞬间，a绳中拉力突然增大 C．绳b被烧断瞬间，小球所受的合外力突然变小 D．若角速度ω较大，小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 [答案]　BD [解析]　小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或做圆周运动，故A项错误；绳b被烧断前，小球在竖直方向受力平衡，绳a中的拉力等于小球的重力，绳b被烧断瞬间，绳a中的拉力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳a中的拉力大于重力，即拉力突然增大，B项正确；绳b被烧断瞬间，小球的速度没有变化，做圆周运动的半径由Lb变成La，根据向心力F＝m，La<Lb可知，小球所受的合外力突然变大，C项错误；小球在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动刚好通过最高点时的速度v0＝，根据机械能守恒定律得mv＋mg×2La＝mv2，解得v＝，若角速度ω较大，小球原来的速度v≥时，绳b被烧断后，小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动，故D项正确。 6．(多选)如图所示，细线的一端系于天花板上，另一端系一质量为m的小球。甲图让小球在水平内做匀速圆周运动，此时细线与竖直方向的夹角为θ，细线中的张力为F1，小球的加速度大小为a1；乙图中让细线与竖直方向成θ角时将小球由静止释放，小球在竖直面内摆动。刚释放瞬间细线中的张力为F2，小球的加速度大小为a2，则下列关系正确的是(　　) A．F1＝F2 B．F1>F2 C．a1＝a2 D．a1>a2 [答案]　BD [解析]　甲图中小球受力如图： 竖直方向：F1cos θ－mg＝0 水平方向：F1sin θ＝ma1 解得：F1＝，a1＝gtan θ 乙图中释放瞬间，小球只受到重力和细线中的张力F2，则：F2＝mgcos θ，a2＝gsin θ，所以：F1>F2，a1>a2； 故B、D正确。 7. 如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.