（浙江选考）2019年高考物理专题07平抛运动及圆周运动规律试题（含解析） 30页

平抛运动及圆周运动规律●曲线运动●1．曲线运动规律（1）．速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。（2）．运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。（3）．曲线运动的条件2.运动的合成与分解1．基本概念（1）运动的合成：已知分运动求合运动。（2）运动的分解：已知合运动求分运动。2．分解原则：根据运动的实际效果分解，也可采用正交分解。3．遵循的规律位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则。4．合运动与分运动的关系（1）等时性合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止。（2）独立性一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响。（3）等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果。1．物体做曲线运动的条件及轨迹分析（1）条件①因为速度时刻在变，所以一定存在加速度；②物体受到的合外力与初速度不共线。（2）合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向n曲线的“凹”侧。（3）速率变化情况判断①当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；②当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；③当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。2．运动的合成及性质（1）运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解，由于它们均是矢量，故合成与分解都遵循平行四边形定则。（2）合运动的性质判断（3）两个直线运动的合运动性质的判断根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动，具体分以下几种情况：两个互成角度的分运动合运动的性质两个匀速直线运动匀速直线运动一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动两个初速度不为零的匀变速直线运动如果v合与a合共线，为匀变速直线运动如果v合与a合不共线，为匀变速曲线运动1．关于运动和力，下列说法中正确的是A．物体速度为零，合外力一定为零B．物体做曲线运动，合外力一定是变力C．物体做曲线运动，合外力一定不为零nD．物体做直线运动，合外力一定是恒力【答案】C【解析】A、例如汽车起步时，速度为零，合外力不为零，刹车时，末速度为零，合力不为零，故A错误；B、例如平抛运动，物体做曲线运动，合外力是恒力，故B错误；C、做曲线运动时速度方向改变，一定有加速度，所以合外力一定不为0，故C正确；D、根据物体做曲线运动的条件，力与速度共线直线运动，可是恒力，也可是变力，故D错误；故选C。3．对于平抛物体的运动，在下列哪种情况下可以确定物体的初速度（　　）A．已知水平位移的大小B．已知下落高度C．已知水平位移的大小和下落高度D．已知水平位移的大小和末速度的大小【答案】C【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动x=vt，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平方向和竖直方向上的运动规律进行分析.A、已知水平位移的大小，时间未知，则无法求出初速度；故A错误.B、已知下落的高度，只能求出运动的时间，无法求出物体的初速度；故B错误.C、已知落地的速度的大小和方向，将速度进行分解，则水平分速度等于物体的初速度；故C正确.D、已知位移的大小和末速度的大小，由于方向未知，无法知道水平位移和竖直位移，故无法求出初速度的大小；故D错误.故选C.【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，运用运动学公式灵活求解.4．如图所示，A、B两点在同-竖直面内，A点比B点高h,两点间的水平距离为s。现在从A、B两点同时相向抛出两个小球，不计空气阻力，则nA．若只调整h，两球根本不可能在空中相遇B．若只调整s，两球有可能在空中相遇C．若只调整h，两球有可能在、空中相遇D．若只调整两球抛出的速度大小，两球有可能在空中相遇解析：竖直方向做自由落体运动。【答案】C【解析】由于平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，若将h调整到零，即抛出高度相同，两球同时抛出，故两个球始终在同一高度，落地前有可能相遇，A错误C正确；若只调整s或抛出速度，则两球不会在同一高度，不会相遇，BD错误．5．在水平低迷附近某一高度处，将一个小球以初速度水平抛出，小球经时间t落地，落地时的速度大小为v，落地点与抛出点的水平距离为x，不计空气阻力。若将小球从相同位置以的速度水平抛出，则小球A．落地的时间变为2tB．落地时的速度大小将变为2vC．落地的时间仍为tD．落地点与抛出点的水平距离仍为x【答案】C【解析】试题分析：平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列式计算．n小球的平抛运动时间取决于在竖直方向上做自由落体运动的时间，根据，解得，两种情况下下落的高度相同，所以落地时间相同，都为t，A错误C正确；在水平方向上做匀速直线运动，故，所以第二次落地距离变为原来的2倍，即2x，D错误；落地速度，变为，v不是原来的2倍，B错误．6．如图所示，质量为1kg的小球从距地面H=1.6m的A点水平抛出，恰好垂直撞在水平面上半径为1m的半圆形物体上的B点，已知O为半圆的圆心，BO与竖直方向间的夹角为37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．O与A点间的水平距离为2mB．小球平抛的初速度v0为3m/sC．小球到B点时重力的瞬时功率为40WD．小球从A到B的运动时间为0.4s【答案】BCDB、小球恰好垂直撞在水平面上半圆形轨道的B点，B点速度分解如图所示，由几何关系得：n竖直方向上物体做自由落体运动则：联立求解得：小球平抛的初速度为，B正确；C、根据图，由几何关系可得：，由得：,C正确；故选BCD。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．7．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小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C．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【答案】BC【解析】小球落到A1B1C1D1内时下落的竖直高度都相同，根据h=gt2可知，时间相同，落在C1点时水平位移最大，则平抛的初速度最大，选项A错误；落点在B1D1上的小球，最近的水平位移为，最远的水平位移为a（an为正方体的边长），则平抛初速度的最小值与最大值之比是，选项B正确；设AC1的倾角为α，轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向与水平方向的夹角为θ．则有，tanθ=，则tanθ=2tanα，可知θ一定，则轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向相同，故C正确；运动轨迹与A1C相交的小球，在交点处的位置不同，则竖直高度不同，根据可知竖直速度不同，因水平速度相同，可知速度方向都不相同，D错误。故选BC.【点睛】决本题的关键要掌握平抛运动的研究方法，即水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动，运动时间由下落的高度决定；掌握分位移公式；D项也可以根据作为结论记住。8．如图所示,一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出.第一只球飞出时的初速度为v1,落在自己一方场地上后,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的A点处.第二只球飞出时的初速度为v2,直接擦网而过,也落在A点处.设球与地面碰撞时没有能量损失,且不计空气阻力,则（）A．网球两次飞出时的初速度之比v1∶v2=1:3B．网球两次飞出时的初速度之比v1∶v2=1:2C．运动员击球点的高度H与网高h之比H∶h=4:3D．运动员击球点的高度H与网高h之比H∶h=3:2【答案】ACn【点睛】据运动的可逆性，斜上抛可当成平抛的逆过程。●匀速圆周运动●1.描述圆周运动的物理量描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等，现比较如下表：定义、意义公式、单位线速度（v）①描述圆周运动的物体运动快慢的物理量②是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切①v＝②单位：m/s角速度（ω）①描述物体绕圆心转动快慢的物理量②中学不研究其方向①ω＝＝②单位：rad/s周期（T）和转速（n）或频率（f）①周期是物体沿圆周运动一周的时间②转速是物体单位时间转过的圈数，也叫频率①T＝单位：sn②n的单位：r/s、r/min，f的单位：Hz向心加速度（a）①描述速度方向变化快慢的物理量②方向指向圆心①a＝＝rω2②单位：m/s22.向心力（1）．作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。（2）．大小：F＝m＝mω2r＝mr＝mωv＝4π2mf2r。（3）．方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力。（4）．来源向心力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供，还可以由一个力的分力提供。3、离心运动当物体受到的合力不足以提供其做圆周运动的向心力时，向心力产生的向心加速度不足以改变物体的速度方向而保持圆周运动，由于惯性，物体有沿切线方向运动的趋势，做远离圆心的运动，即离心运动。发生离心运动时常伴随有：线速度增大（洗衣机脱水）、转动半径减小（汽车急转弯时冲出轨道）、角速度或转速增大（砂轮、飞轮破裂）、受力变化（汽车在冰面行驶打滑）。离心运动的临界条件:1．静摩擦力达到最大（径向）静摩擦力，即滑动摩擦力大小。2．弹力等于零：绳、杆等的张力等于零。3．弹力等于零：接触面间的压力、支持力等于零。根据临界条件不同，对某情境，常常有多个临界状态。竖直平面内圆周运动的绳模型与杆模型问题1．在竖直平面内做圆周运动的物体，按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类：一是无支撑（如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等），称为“绳（环）约束模型”，二是有支撑（如球与杆连接、在弯管内的运动等），称为“杆（管道）约束模型”。11．如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”，该玩具深受孩子们的喜爱。其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的小球（视为质点）在轨道外侧转动，A、B两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道n的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是A．铁球可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道转动时机械能不守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg【答案】D【解析】小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故AB错误；小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于0即可通过最高点．故C错误；由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：Fn＝可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于0．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为0，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于0．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为0，到达最低点时的速度满足：mg•2R＝mv2；轨道对铁球的支持力恰好等于0，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F−mg＝，联立得：F=5mg，可知，要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg．故D正确．故选D.【点睛】该题属于结合机械能守恒定律考查竖直平面内的圆周运动的情况，在解答的过程中正确分析得出小球经过最高点和最低点的条件是解答的关键，正确写出向心力的表达式是解答的基础．n1．（浙江省2016年4月高考招生选考）如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间．假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（　　）A．所受的合力为零，做匀速运动B．所受的合力恒定，做匀加速运动C．所受的合力恒定，做变加速运动D．所受的合力变化，做变加速运动【答案】D【点睛】解决本题的关键知道匀速圆周运动的性质，明确线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量才是不变的。2．（浙江省2018年11月选考）一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（）A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2【答案】D【解析】n汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．3.（浙江省2017届11月选考）如图所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15m，内径75m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，则运动的汽车A．所受的合力可能为零B．只受重力和地面的支持力作用C．最大速度不能超过25m/sD．所需的向心力由重力和支持力的合力提供【答案】C【解析】汽车在水平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力，始终指向圆心，拐弯时静摩擦力提供向心力，所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供，ABD错误；汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，，根据牛顿第二定律，当r最大时，，有最大速度，n，即车的最大速度不能超过25m/s，C正确．【点睛】本题考查匀速圆周运动，关键在于分析向心力的来源，汽车转弯时静摩擦力提供向心力，当轨道半径最大时有最大速度．4．（浙江省2017普通高校招生选考）图中给出某一通关游戏的示意图，安装在轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧BCD的半径为R=2.0m，直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直平面内，小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37º，游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关.为了能通关，弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是（不计空气阻力）A．B．C．D．【答案】A【点睛】结合水平方向上的位移以及速度偏向角可以求出水平速度，再利用竖直方向上的自由落体运动可以求出弹丸在竖直方向上的位移即高度h也可以求出。5．（浙江省2016年4月高考招生选考）某卡车在公路上与路旁障碍物相撞．处理事故的警察在泥地中发现n了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的．为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（　　）A．车的长度，车的重量B．车的高度．车的重量C．车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离D．车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离【答案】D【解析】零件被抛出做平抛运动，且平抛运动的初速度等于卡车原来的速度，则，，解得：，要测量卡车原来的速度，只要测出零件平抛运动的初速度，由上知，需要测量的量是车的高度h，零件脱落点与陷落点的水平距离x，故C正确。【点睛】解决本题的关键知道零件离开卡车做平抛运动的初速度等于卡车刹车时的速度，能通过平抛运动的规律求出初速度。球是一个非常热门的体育运动项目，如图所示，假设运动员挥动球拍击球时，下列说法正确的是（）A．图中的A、B两点线速度大小相等B．图中的A、B两点中，B点线速度较大C．图中的A、B两点中，A点角速度较大D．图中的A、B两点中，A点向心加速度较大【答案】D【解析】ABC、运动员挥动球拍击球时，球拍各点的角速度相等。根据线速度，A点线速度较大。ABC错误；D、根据加速度，A点向心加速度较大，D正确。故选：D。8．（浙江省2017年选考）图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水n平面上的圆弧，圆心分别为，弯道中心线半径分别为，弯道2比弯道1高，有一直道与两弯道圆弧相切。质量的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑。（sin37°=0.6，sin53°=0.8）（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度；（2）汽车以进入直道，以的恒定功率直线行驶了，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；（3）汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点）。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）弯道1的最大速度v1，有：得（2）弯道2的最大速度v2，有：得直道上由动能定理有：代入数据可得（3）由得可知r增大v增大，r最大，切弧长最小，对应时间最短，所以轨迹设计如下图所示n【点睛】当汽车受到的静摩擦力达到最大时汽车的速度达到临界值，要利用这个信息找到汽车在各个轨道上运动的速度大小，并利用动能定理求解整个过程中摩擦力做的功。9．（2016年11月浙江省普通高校招生选考）如图1所示。游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行.可抽象为图2的模型。倾角为的直轨道AB、半径R=10m的光滑竖直圆轨道和倾角为的直轨道EF，分别通过过水平光滑街接轨道BC．C‘E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接EG间的水平距离l=40m.现有质量m<500kg的过山车，从高h=40m的A点静止下滑，经BCDC‘EF最终停在G点，过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为与减速直轨道FG的动摩擦因数均为，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，求n（1）过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小；（2）过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力；（3）减速直轨道FG的长度x（已知，）【答案】（1）；（2）7000N；（3）x=30m【解析】（1）过山车到达C点的速度为vc,由动能定理代入数据可得（2）过山车到达D点的速度为,由机械能守恒定律由牛顿第二定律联立代人数据可得：FD=7000N由牛顿第三定律可知.轨道受到的力F’D=7000N（3）过山车从A到达G点.由动能定理可得代人数据可得x=30m故本题答案是：（1）；（2）7000N；（3）x=30mn【点睛】利用动能定理求解运动到某点的速度，并正确受力分析，找到圆周运动中的向心力并求解待求的力的大小。1．（浙江杭州学军2018学年11月选考模拟）公园里，经常可以看到大人和小孩都喜欢玩的一种游戏——“套圈”，如图所示是“套圈”游戏的场景。假设某小孩和大人站立在界外，在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出圆环，大人抛出圆环时的高度大于小孩抛出时的高度，结果恰好都套中前方同一物体。如果不计空气阻力，圆环的运动可以视为平抛运动，则下列说法正确的是（）A．大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间相等B．大人和小孩抛出的圆环抛出时的速度相等C．大人和小孩抛出的圆环发生的位移相等D．大人和小孩抛出的圆环速度变化率相等【答案】D【点睛】本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．2．（浙江省温州九校2019届高三上学期10月第一次联考）在刚刚结束的18届雅加达亚运会中，中国女排毫无悬念地赢得了冠军，图为中国队员比赛中高抛发球。若球离开手时正好在底线中点正上空3.49m处，n速度方向水平且与底线垂直。已知每边球场的长和宽均9m，球网高2.24m，不计空气阻力。为了使球能落到对方场地，下列发球速度大小可行的是（）A．15m/sB．17m/sC．20m/sD．25m/s【答案】C【解析】设球离开手时的高度为H，网高为h，每边球场的长和宽均L球刚好过网时，由平抛运动知识有：竖直方向：水平方向：解得：；球刚好落到对方的底边中点时，由平抛运动知识有：竖直方向：水平方向：解得：所以要使球落在对方场地，球的初速度范围：故应选C。3．（“超级全能生”2019高考选考科目浙江省9月联考）跳台滑雪就是运动员脚着特制的滑雪板，沿着跳台n的倾斜助滑道下滑，以一定的速度从助滑道水平末端滑出，使整个身体在空中飞行约后，落在着陆坡上，经过一段减速运动最终停在终止区，如图所示是运动员跳台滑雪的模拟过程图，设运动员及装备总质量为60kg，由静止从出发点开始自由下滑，并从助滑道末端水平飞出，着陆点与助滑道末端的竖直高度为，着陆瞬时速度的方向与水平面的夹角为设助滑道光滑，不计空气阻力，则下列各项判断中错误的是（    ）A．运动员含装备着地时的动能为B．运动员在空中运动的时间为C．运动员着陆点到助滑道末端的水平距离是D．运动员离开助滑道时距离跳台出发点的竖直高度为80m【答案】D【解析】A.将运动员视为质点，如图，经平抛落在着陆坡B点，已知B点速度方向与水平成，将速度分解，画出速度三角形，水平方向匀速运动，竖直方向做自由落体运动，则：，，根据速度三角形得：，n【点睛】本道题是用物理知识解决实际问题，首先要将实际问题转换为物理模型，分析受力情况及运动过程，再根据相关物理规律求解。将人处理为质点，在助滑道上做匀加速直线运动助滑道光滑，接着做平抛运动，落到着陆坡上。利用平抛运动规律求解。4．（浙江省杭州市2018届九年级高考命题预测卷）2016年里约奥运会，中国女排最终获得冠军。如图所示，某次比赛中，朱婷接队友的传球，在网前L=3.60m处起跳，在离地面高H=3.04m处将球以v0的速度正对球网水平击出，若球网高h=2.24m，忽略空气阻力，要使排球不触网v0至少为A．8m/sB．9m/sC．10m/sD．12m/s【答案】B【解析】根据H-h=gt2可得，则最小初速度，故选B.5．（浙江省杭州市2018年高考命题预测卷）消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图，消防水炮离地高度H为80m，建筑物上的火点离地高度h为60m，整个供水系统的效率为60%。假设水从水炮水平射出的初速度为30m/s，水炮每秒出水量m=60kg，不计空气阻力，则nA．水炮与火点的水平距离x为120mB．水炮与火点的水平距离x为30mC．水泵的输入功率P为4.5×104WD．水泵的输入功率P为1.25×105W【答案】D【点睛】本小题通过消防车的供水系统，考查了学生对于平抛运动和能量转换的掌握程度。学生需要能够理解处理平抛运动的处理方法—运动的合成与分解；能量转换的处理方法—电能转化为水的机械能（包括了水的动能和重力势能）。在本小题的基础上，还可以稍加变式，考查学生对于柱形流量模型—改变了水的初速度，水炮每秒出水量也随之发生了变化。球发球机，某次室内训练时将发球机放在距地面一定的高度，然后向竖直墙面发射网球。假定网球水平射出，某两次射出的网球碰到墙面时与水平方向夹角分别为300和600，若不考虑网球在空中受到的阻力，则A．两次发射的初速度之比为3B．碰到墙面前空中运动时间之比为1C．下降高度之比为1：D．碰到墙面时动能之比为3：1【答案】Bn【解析】由题知，小球两次平抛运动的水平位移相同，设为x，根据平抛运动规律有：，，联立得：，当时，当时，故两次运动的时间之比为，根据，得，根据，得，故第一次平抛的合速度为，第二次平抛的合速度为，故碰到墙面时动能之比，又，，，，代入得：，故ACD错误，B正确，故选B.7．（浙江省宁波市重点中学2018届高三上学期期末热身联考）如图所示为某种水轮机的示意图，水平管中流出的水流冲击水轮机上的某挡板时，水流的速度方向刚好与水轮机上该挡板的线速度方向相同，水轮机圆盘稳定转动时的角速度为，圆盘的半径为R，水流冲击某挡板时，该挡板和圆心连线与水平方向夹角为37°，水流速度与该挡板线速度相等，忽略挡板的大小，不计空气阻力，则水从管口流出的速度大小为A．B．C．D．【答案】B【解析】水从管口流出后做平抛运动，设水流到达轮子边缘的速度大小为，则有，根据轮子转动则有，水从管口流出的速度，故ACD错误，B正确；故选B。n【点睛】水从管口流出后做平抛运动，水流冲击挡板做圆周运动，根据角速度与线速度的关系和平抛运动规律即可求解。8．（浙江省杭州市2018年高考命题预测卷）共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点等公共服务区提供自行车单车共享服务，是一种新型、便捷的公共交通方式。如图1所示是某共享单车采用的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动。杜绝了传统自行车“掉链子”问题。如图所示是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC（rA≠rB≠rC）。下列说法正确的是（）A．B点与C点的角速度，ωB=ωCB．C点与A点的线速度，C．B点与A点的角速度，D．A点和C点的线速度，【答案】B【解析】由圆锥齿轮的特点，得vB=vC，根据v=ωr可知ωB≠ωC，选项A错误；，选项B正确，D错误；A、B同轴转动，角速度相同，选项C错误；故选B.【点睛】本题考查线速度和角速度的关系。通过对圆锥齿轮的分析，理解其上面各部位线速度角速度的关系，进而理解圆锥齿轮的传动原理，引导学生运用物理知识解释生活。9．（浙江省台州市2018届高三上学期期末质量评估）一汽车轮胎竖放于水平地面上，0为其中心，A为轮胎与地面接触点，现使其在地面上向右滚动.某一时刻在地面上观察者看来，关于轮箍最大圆周上B、Cn两点的说法正确的是A．B点比A点线速度大B．B点比A点角速度小C．B、C两点均绕O点做圆周运动D．B、C两点线速度大小相等【答案】A10．如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2。则ω的最大值为（）A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s【答案】C【解析】试题分析：当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：μmgcosθ-mgsinθ=mω2r,代入数据解得：ω=1．0rad/s，选项C正确，ABD错误．故选C．n考点：牛顿第二定律；向心力【点睛】本题是牛顿第二定律在圆周运动问题中的应用，关键要分析向心力的来源，明确角速度在什么位置最大，由牛顿第二定律进行解题。11．（浙江省台州中学2019届高三上学期第一次统练）某同学参加了糕点制作的选修课,在绕中心勾速转动的圆盘上放了一块直径约的蛋糕（圈盘与蛋糕中心重合）。他要在蛋糕上均匀“点”上奶油,挤奶油时手处于圆盘上方静止不动,奶油竖直下落到蛋糕表面,若不计奶油下落时间,每隔“点”一次奶油,蛋糕一周均匀“点”上个奶油。下列说法正确的是（）A．圆盘转动一周历时B．圆盘转动的角速度大小为C．蛋糕边缘的奶油（可视为质点）线速度大小约为D．蛋糕边缘的奶油（可视为质点）向心加速度约为【答案】C【解析】每隔2s“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上10个奶油，则圆盘转动一圈的时间T=20s，故A错误；圆盘转动的角速度大小为，故B错误；蛋糕边缘的奶油（可视为质点）线速度大小约为：，故C正确；蛋糕边缘的奶油（可视为质点）向心加速度约为：，故D错误；故选C。12．（浙江宁波市2017-2018学年度高三第一学期期末“十校联考”）n如图是某设计师设计的游乐场滑梯轨道简化模型图，如图所示，在倾角θ=53°的长直轨道AC上的B点轻放一小车，B点到C点的距离L0=4m，开始下滑到C点后进入弧形的光滑轨道CDEF，其中CDE是半径为R=5m，圆心角为106°的圆弧，EF为半径R=5m，圆心角为53°的圆弧，已知小车的质量为60kg，车与轨道AC间存在摩擦，摩擦因数为，轨道CDEF可视为光滑轨道，不计其他阻力，，下列说法正确的是A．小车滑至C点的速度为6m/sB．小车到达D点时对轨道的压力为1560NC．小车刚好能沿着轨道滑到F点D．若小车从长直轨道上距C点L0=9m开始由静止下滑，则小车能在F点水平抛出【答案】B【点睛】若要使得滑水车能在F点水平抛出，一个临界条件是需满足其恰好到达F点，另一临界条件是滑水车在F点不受支持力．选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．13．（2016届浙江省嘉兴市高三上学期期末考试）n如图甲所示，轻杆一端连接固定的水平轴，另一端与质量为1kg，可视为质点的小球相连。现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t变化关系如图乙所示，图线A．B．C三点的纵坐标分别是1、0、5。取，由图乙可知A．轻杆的长度为1.2mB．曲线AB段与坐标轴所围成图形的面积为0.6mC．交点B对应时刻小球的速度为3m/sD．小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向下【答案】B【解析】试题分析：A点对应最高点，B点对应竖直向下点即右边水平方向的点，C点对应最低点，轻杆从A点运动到C点过程中，只有重力做功，故机械能守恒，即，代入数据解得，A错误；曲线AB段与坐标轴所围成图形的面积表示小球的水平位移，而B点表示水平位置，所以小球的水平位移等于杆长为0.6m，B正确；B点时小球的速度为竖直向下，根据动能定理可得，解得，C错误；若小球在A点恰好对杆的作用力是0，则：，临界速度：，由于小球在A点的速度小于临界速度，所以小球做圆周运动需要的向心力小于重力，杆对小球的作用力的方向向上，是竖直向上的支持力，故D错误；考点：考查了圆周运动实例分析n【点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动，将牛顿第二定律与机械能守恒定律相结合即可正确解答．该题中的一个难点是B选项中“曲线AB段与坐标轴所围图形的面积”的意义要理解。17．（浙江省杭州市2018年高考命题预测卷）市面上流行一款迷你“旋转木马”音乐盒，如图甲所示，通电以后，底盘旋转带动细线下的迷你木马一起绕着中间的硬杆旋转，其中分别有一二三挡，可以调整木马的旋转速度。其原理可以简化为图乙中的模型，已知木马（可视为质点）质量为m，细绳长度为L，O点距地面高度为h，拨至三挡，稳定后细绳所承受的张力T=5mg/3，（重力加速度为g，忽略一切阻力）（1）若拨至一档，细绳与竖直方向成θ，求木马运动一周所需时间。（2）若拨至三档，木马快速旋转，求木马从静止开始到达稳定速度，细绳对木马所做的功。（3）时间长久，产品出现老化现象，某次拨至三档，木马到达稳定速度没多久，突然脱落，则木板落地时的速度及此时O点的水平距离为多大。【答案】（1）（2）（3）（3）根据动能定理，，得n由h-Lcosθ=gt2，得，则【点睛】通过“旋转木马”音乐盒这一生活情境，考查了学生对于圆周运动向心力的来源分析，动能定理以及平抛运动的掌握程度，尤其是第三问考查了学生空间想象能力，需要学生能够将空间立体问题转化为平面问题。