推荐高考物理二轮复习第一部分专题一力与运动课时作业3新人教版

课时作业三一、选择题1．如图所示，某轮渡站两岸的码头A 和B 正对，轮渡沿直线往返于两码头之间，已知水流速度恒定且小于船速．下列说法正确的是( )A ．往返所用的时间不相等B ．往返时船头均应垂直河岸航行C ．往返时船头均应适当偏向上游D ．从A 驶往B ，船头应适当偏向上游，返回时船头应适当偏向下游C 根据矢量的合成法则，及各自速度恒定，那么它们的合速度也确定，则它们所用的时间也相等，故A 错误；从A 到B ，合速度方向垂直于河岸，水流速度水平向右，根据平行四边形定则，则船头的方向偏向上游一侧．从B 到A ，合速度的方向仍然垂直于河岸，水流速度水平向右，船头的方向仍然偏向上游一侧．故C 正确，B 、D 错误．2．(2017·广东佛山二模)2016年起，我国空军出动“战神”轰－6K 等战机赴南海战斗巡航．某次战备投弹训练，飞机在水平方向做加速直线运动的过程中投下一颗模拟弹．飞机飞行高度为h ，重力加速度为g ，不计空气阻力，则以下说法正确的是( )A ．在飞行员看来模拟弹做平抛运动B ．模拟弹下落到海平面的时间为2h gC ．在飞行员看来模拟弹做自由落体运动D ．若战斗机做加速向下的俯冲运动，此时飞行员一定处于失重状态B 模拟弹相对于海面做平抛运动，其水平方向做匀速直线运动，因飞机在水平方向做加速运动，所以在飞行员看来模拟弹做的既不是平抛运动，也不是自由落体运动，A 、C 项错误．模拟弹在竖直方向做自由落体运动，h ＝12gt 2，得t ＝2hg，B 项正确．“加速”是指其有一定的加速度，“向下”是指其竖直向下的分速度不为0，但其加速度未必有竖直向下的分量，则飞行员不一定处于失重状态，D 项错误．3．(2017·四川资阳模拟)两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是( )B 小球做匀速圆周运动，mg tan θ＝mω2L sin θ，整理得：L cos θ＝gω2是常量，即两球处于同一高度，故B正确.4．(多选)(2017·江西南昌3月模拟)如图所示，空间有一底面处于水平地面上的正方体框架ABCD－A1B1C1D1，从顶点A沿不同方向平抛一小球(可视为质点)．关于小球的运动，下列说法正确的是( )A．落点在A1B1C1D1内的小球，落在C1点时平抛的初速度最大B．落点在B1D1上的小球，平抛初速度的最小值与最大值之比是1∶ 2C．运动轨迹与AC1相交的小球，在交点处的速度方向都相同D．运动轨迹与A1C相交的小球，在交点处的速度方向都相同ABC 依据平抛运动规律有h＝12gt2，得飞行时间t＝2hg，水平位移x＝v02hg，落点在A1B1C1D1内的小球，h相同，而水位位移xAC1最大，则落在C1点时平抛的初速度最大，A项正确．落点在B1D1上的小球，由几何关系可知最大水平位移x max＝L，最小水平位移x min＝L2，据v0＝xg2h，可知平抛初速度的最小值与最大值之比v min∶v max＝1∶2，B项正确．凡运动轨迹与AC1相交的小球，位移偏转角β相同，设速度偏转角为θ，由平抛运动规律有tan θ＝2 tan β，因θ相同，则运动轨迹与AC1相交的小球，在交点处的速度方向都相同，C项正确，同理可知D项错误．5．(2017·河南百校联盟4月模拟)如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB 为 2 m，倾角为θ＝37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为( )A.34 mB.23 mC.22m D.43m D 设斜面的高AB 为h ，落地点到C 点的距离为x ，则由几何关系及平抛运动规律有htan θ＋x2hg＝h2tan θ＋xh g，求得x ＝43m ，选项D 正确．6．如图所示，ABC 为在竖直平面内的金属半圆环，AC 连线水平，AB 为固定在A 、B 两点间的直的金属棒，在直棒上和半圆环的BC 部分分别套着两个相同的小圆环M 、N ，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m ，金属棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g ，小圆环可视为质点，则M 、N 两圆环做圆周运动的线速度之比为( )A.g R 2ω4－g 2B.g 2－R 2ω4gC.gg 2－R 2ω4D.R 2ω4－g 2gA M 环做匀速圆周运动，则mg tan 45°＝mv M ω，N 环做匀速圆周运动，则mg tan θ＝mv N ω，mg tan θ＝mr ω2，r ＝R sin θ，v N ＝r ω＝1ωR 2ω4－g 2，因此v M v N ＝gR 2ω4－g2，A 项正确．7．如图所示，有一陀螺其下部是截面为等腰直角三角形的圆锥体、上部是高为h 的圆柱体，其上表面半径为r ，转动角速度为ω.现让旋转的陀螺以某水平速度从距水平地面高为H 的光滑桌面上水平飞出后恰不与桌子边缘发生碰撞，陀螺从桌面水平飞出时，陀螺上各点中相对桌面的最大速度值为(已知运动中其转动轴一直保持竖直，空气阻力不计)( )A.gr2 B. gr2＋ω2r 2C.gr2＋ωrD ．rgh ＋r＋ωr C 陀螺下部分高为h ′＝r ，下落h ′所用时间为t ，则h ′＝12gt 2.陀螺水平飞出的速度为v ，则r ＝vt ，解得v ＝gr2陀螺自转的线速度为v ′＝ωr ，陀螺上的点当转动的线速度与陀螺的水平分速度的方向相同时，对应的速度最大，所以最大速度v ＝ωr ＋gr2，故C 正确，A 、B 、D 错误．8．(多选)如图所示，倾角为37°的光滑斜面顶端有甲、乙两个小球，甲以初速度v 0水平抛出，乙以初速度 v 0 沿斜面运动，甲、乙落地时，末速度方向相互垂直，重力加速度为g ，则( )A ．斜面的高度为8v 209gB ．甲球落地时间为3v 04gC ．乙球落地时间为20v 09gD ．乙球落地速度大小为7v 03AC 甲、乙落地时，末速度方向相互垂直，则甲的速度方向与水平方向的夹角为53°，则v y ＝v 0tan 53°＝43v 0，斜面的高度h ＝v 2y 2g ＝8v 209g ，故A 正确；甲球落地的时间t 甲＝v y g ＝4v 03g ，故B错误；乙球下滑的加速度a ＝g sin 37°＝35g ，下滑的距离x ＝h sin 37°，根据x ＝12at 2乙，联立解得t 乙＝20v 09g ，乙球落地的速度v ＝at 乙＝4v 03，故C 正确，D 错误．9．(多选)如图所示，A 、B 两点在同一条竖直线上，B 、C 两点在同一条水平线上．现将甲、乙、丙三小球分别从A 、B 、C 三点水平抛出，若三小球同时落在水平面上的D 点，则以下关于三小球运动的说法中正确的是( )A ．三小球在空中的运动时间一定是t 乙＝t 丙>t 甲B ．甲小球先从A 点抛出，丙小球最后从C 点抛出 C ．三小球抛出时的初速度大小一定是v 甲＞v 乙＞v 丙D ．从A 、B 、C 三点水平抛出的小球甲、乙、丙落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ丙＞θ乙＞θ甲ACD 已知h A ＜h B ，由t ＝2hg可知，t 甲＜t 乙，即甲小球在空中运动的时间小于乙小球在空中运动的时间；又因为h B ＝h C ，所以t 乙＝t 丙，即乙、丙两小球在空中运动的时间相等，故有t乙＝t 丙＞t 甲，选项A 正确；由于t 乙＝t 丙＞t 甲，所以一定是乙、丙两小球先抛出，选项B 错误；由于甲、乙、丙三小球在水平方向上做匀速直线运动，故可得甲、乙、丙三小球抛出时的初速度大小分别为v 甲＝x 甲t 甲，v 乙＝x 乙t 乙，v 丙＝x 丙t 丙，又x 甲＝x 乙＞x 丙，所以v 甲＞v 乙＞v 丙，选项C 正确；三小球落地时，其速度方向与水平方向之间夹角的正切值tan θ＝v ⊥v 0＝2ghv 0，因为h B ＝h C ＞h A ，v 甲＞v 乙＞v 丙，所以可得tan θ甲＜tan θ乙＜tan θ丙，即θ丙＞θ乙＞θ甲，选项D 正确．10．(多选)(2017·甘肃模拟)如图所示，质量为3m 的竖直光滑圆环A 的半径为R ，固定在质量为2m 的木板B 上，木板B 的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使B 不能左右运动．在环的最低点静止放有一质量为m 的小球C ，现给小球一水平向右的瞬时速度v 0，小球会在圆环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，则速度v 0必须满足( )A ．最小值为2gRB ．最大值为3gRC ．最小值为5gRD ．最大值为10gRCD 在最高点，小球速度最小时有：mg ＝m v 21R，解得v 1＝gR ，从最低点到最高点的过程中机械能守恒，则有：2mgR ＋12mv 21＝12mv 20小，解得v 0小＝5gR ；要使环不会在竖直方向上跳起，在最高点环对球的最大压力F m ＝2mg ＋3mg ＝5mg ，在最高点，速度最大时有：mg ＋5mg ＝m v 22R，解得v 2＝6gR ，从最低点到最高点的过程中机械能守恒，则有：2mgR ＋12mv 22＝12mv 20大，解得v 0大＝10gR ，所以小球在最低点的速度范围为：5gR ≤v 0≤10gR ，选项C 、D 正确．二、非选择题11．(2017·湖南六校联考)如图所示为水上乐园的设施，由弯曲滑道、竖直平面内的圆形滑道、水平滑道及水池组成，圆形滑道外侧半径R ＝2 m ，圆形滑道的最低点的水平入口B 和水平出口B ′相互错开，为保证安全，在圆形滑道内运动时，要求紧贴内侧滑行．水面离水平滑道高度h ＝5 m ．现游客从滑道A 点由静止滑下，游客可视为质点，不计一切阻力，重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)起滑点A 至少离水平滑道多高？(2)为了保证游客安全，在水池中放有长度L ＝5 m 的安全气垫MN ，其厚度不计，满足(1)的游客恰落在M 端，要使游客能安全落在气垫上，安全滑下点A 距水平滑道的高度取值范围为多少？解析 (1)游客在圆形滑道内侧恰好滑过最高点时，有：mg ＝m v 2R①从A 到圆形滑道最高点，由机械能守恒，有mgH 1＝12mv 2＋mg ×2R ②解得H 1＝52R ＝5 m ③(2)落在M 点时抛出速度最小，从A 到C 由机械能守恒mgH 1＝12mv 21④ v 1＝2gH 1＝10 m/s ⑤水平抛出，由平抛运动规律可知h ＝12gt 2⑥得t ＝1 s 则s 1＝v 1t ＝10 m落在N 点时s 1＝s 1＋L ＝15 m ⑦ 则对应的抛出速度v 2＝s 2t＝15 m/s ⑧ 由mgH 2＝12mv 22得H 2＝v 222g＝11.25 m安全滑下点A 距水平滑道高度范围为5 m≤H ≤11.25 m⑨答案 (1)5 m (2)见解析12．如图所示，从A 点以v 0＝4 m/s 的水平速度抛出一质量m ＝1 kg 的小物块(可视为质点)，当物块运动至B 点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC ，经圆弧轨道后滑上与C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C 端切线水平．已知长木板的质量M ＝4 kg ，A 、B 两点距C 点的高度分别为H ＝0.6 m 、h ＝0.15 m ，R ＝0.75 m ，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g 取10 m/s 2.求：(1)小物块运动至B 点时的速度大小和方向；(2)小物块滑动至C 点时，对圆弧轨道C 点的压力的大小； (3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板． 解析 (1)物块做平抛运动：H －h ＝12gt 2设到达B 点时竖直分速度为v y ，v y ＝gtv 1＝v 20＋v 2y ＝42＋32m/s ＝5 m/s 方向与水平面的夹角为θ，则：tan θ＝v y v 0＝34解得θ＝37°(2)从A 至C 点，由动能定理得mgH ＝12mv 22－12mv 2设小物块在C 点受到的支持力为F N ，由牛顿第二定律得F N －mg ＝mv 22R联立解得v 2＝27 m/s F N ＝47.3 N根据牛顿第三定律可知，物块对圆弧轨道C 点的压力大小为47.3 N (3)小物块对长木板的摩擦力为F f ＝μ1mg ＝5 N长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力F f ′＝μ2(M ＋m )g ＝10 N因F f ＜F f ′，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0，则长木板长度至少为l ＝v 222μ1g＝2.8 m答案 (1)5 m/s 方向与水平面夹角为37°斜向下(2)47.3 N (3)2.8 m。