《平抛运动的图像问题、相遇问题、临界问题、与圆周运动结合问题--2024年高考物理一轮复习热点重点难点含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平抛运动的图像问题、相遇问题、临界问题、与圆周运动结合问题--2024年高考物理一轮复习热点重点难点含答案.pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1平抛运动的图像问题、相遇问题、临界问题、与圆周运动结合问题平抛运动的图像问题、相遇问题、临界问题、与圆周运动结合问题特训目标特训内容目标1平抛运动的图像问题(1T-4T)目标2平抛运动的相遇问题(5T-8T)目标3平抛运动的临界问题(9T-12T)目标4平抛运动与周期性圆周运动相结合问题(13T-16T)特训目标特训内容目标1平抛运动的图像问题(1T-4T)目标2平抛运动的相遇问题(5T-8T)目标3平抛运动的临界问题(9T-12T)目标4平抛运动与周期性圆周运动相结合问题(13T-16T)【特训典例】【特训典例】一、一、平抛运动的图像问题1 如图所示为在探究平抛运动的实验中，某实验小组测得
2、了物体水平方向位移随时间变化的x-t图像和竖直方向速度随时间变化的vy-t图像。对于物体在0.5s内的运动，下列说法正确的是()A.物体在水平方向上做匀加速直线运动B.物体在竖直方向上下落的高度约为2.5mC.物体在水平方向上的速度大小约为1.5m/sD.物体在相等时间内的速度变化量不断增大2 2023年1月29日，在德国举行的跳台滑雪世界杯女子大跳台比赛中，中国选手刘奇获得第8名，这是我国跳台滑雪选手近十年来在世界杯赛事中取得的最好成绩跳台斜坡与水平面的夹角为，滑雪运动员从斜坡的起点A点水平飞出，当初速度为v0时，运动员恰好落到斜面底端B点，做平抛运动的飞行时间为t0，如图所示现运动员以不同
3、的初速度v从该斜坡顶端向左水平飞出，下面分别画出了运动员做平抛运动的初速度v和飞行时间t关系的图像，其中正确的是()平抛运动的图像问题、相遇问题、临界问题、与圆周运动结合问题-2024年高考物理一轮复习热点重点难点2A.B.C.D.3如图，将一小球从足够长的斜面上的O点，以初速率v0沿与斜面垂直向上的方向抛出，第一次落到斜面上的P点(未画出)，O、P两点间的距离用x表示，小球刚落到P点时的动能、速度方向与斜面的夹角、垂直斜面向下的分速度大小分别用Ek、vy表示。不计一切阻力，若仅改变初速率v0，则能正确反映vy、tan、x、Ek随v0或v20变化的图象是()A.B.C.D.4第24届冬季奥林匹
4、克运动会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成；比赛中运动员从B运动到C可看成平抛运动。用E、P表示运动员在空中运动的机械能、重力的瞬时功率大小，用t表示运动员在空中的运动3时间，下列图象中正确的是()A.B.C.D.二、二、平抛运动的相遇问题1如图所示，小球A、B分别从2l和l的高度同时水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力，则()A.A与B一定在空中相遇B.A比B先落地C.A的初
5、速度比B的大D.A和B的位移大小相等2如图所示，小球A以某一速度水平向右抛出，同时，小球B斜向左上方以速度v0抛出，方向与竖直方向夹角=37，两球抛出后在同一竖直面内运动，当小球B到达最高点时，小球A刚好与之相碰，相碰时，小球A的速度方向与水平方向的夹角为53，不计空气阻力，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8，则下列说法正确的是()4A.小球A抛出的初速度大小等于v0B.小球A抛出的初速度大小等于25v0C.两球抛出点的高度差为16v0225gD.两球抛出点的高度差为32v0225g3如图，物体甲从高H处以速度v1平抛，同时乙从乙距甲水平方向s处由地面以初速度v2竖直上抛，
6、不计空气阻力，则两物体在空中相遇的条件是()A.从抛出到相遇的时间为Hv2B.若要在物体乙上升中遇甲，必须sv1=Hv2，v2gHC.若要在物体乙下降中遇甲，必须sv1=Hv2，v2gH2D.若相遇点离地高度为H2，则v2=gH4如图所示，倾角为37的斜面长l=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0=3m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块，小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则()A.小球在空中飞行的时间为0.3sB.小球抛出点到斜面P点的水平距
7、离为1.2mC.小滑块沿斜面下滑的加速度为6m/s2D.小球抛出点到斜面底端的竖直高度为1.7m三、三、平抛运动的临界问题1如图甲所示，自动喂鱼投料机安装在鱼塘上方的水平平台上，投料口距水面的高度为1.25m。投料机开机运行时饵料通过机内小孔向下落入图乙所示的带挡板的银色转盘中，转盘在电动机的带动下转动将饵料甩出，从而实现自动投喂。某次投喂时调好电动机转速，饵料投送的距离在2m17m的范围内，若忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是()5A.饵料被水平甩出时的最大速度为17m/sB.饵料被水平甩出时的最小速度为1m/sC.增大投料机的安装高度同时减小电动机转速，饵料
8、的最大投放距离一定增大D.降低投料机的安装高度同时增大电动机转速，饵料的最大投放距离可以不变2一带有发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为4h，不计空气的作用，不考虑乒乓球旋转，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速度v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到网右侧的台面上，则速度v的范围是()A.L12g2hvB.L12g6hvL12g2hC.L14g2hv12(4L21+L22)g2hD.L12g6h2m/sB.v2.5m/sC.2m/sv7m/sD.2
9、.5m/svv0，则运动员水平飞出后落在平面上，其运动时间均相等，不会随v变化；若vgHC.若要在物体乙下降中遇甲，必须sv1=Hv2，v2gH2D.若相遇点离地高度为H2，则v2=gH【答案】ABD【详解】A由题意可知，若两物体在空中能够相遇，则在竖直方向应满足12gt2+v2t-12gt2=H代入数据解得t=Hv2故A正确；BC由于物体甲、乙的加速度相同，可知甲、乙相对匀速，相遇时间为sv1或Hv2，则有sv1=Hv2若要在物体乙上升中遇甲，则有v2gHv2解得v2gH 若要在物体乙下降中遇甲，则有v2gHv22v2g解得2gH2v2gH 故B正确，C错误；D若相遇点离地高度为H2，则有1
10、2gt2=H2又t=Hv2联立解得v2=gH 故D正确。故选ABD。4如图所示，倾角为37的斜面长l=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0=3m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块，小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则()6A.小球在空中飞行的时间为0.3sB.小球抛出点到斜面P点的水平距离为1.2mC.小滑块沿斜面下滑的加速度为6m/s2D.小球抛出点到斜面底端的竖直高度为1.7m【答案】BD【详解】A球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处
11、击中滑块，则tan37=v0gt解得小球在空中飞行的时间t=0.4s选项A错误；B由x=v0t得小球抛出点到斜面P点的水平距离x=1.2m选项B正确；C根据几何关系可得斜面顶端A点到P点的距离xAP=l-xcos37=0.4m又xAP=12at2得a=5m/s2选项C错误；D小球抛出点到斜面底端的竖直高度H=12gt2+xtan37=1.7m选项D正确。故选BD。三、三、平抛运动的临界问题1如图甲所示，自动喂鱼投料机安装在鱼塘上方的水平平台上，投料口距水面的高度为1.25m。投料机开机运行时饵料通过机内小孔向下落入图乙所示的带挡板的银色转盘中，转盘在电动机的带动下转动将饵料甩出，从而实现自动投
12、喂。某次投喂时调好电动机转速，饵料投送的距离在2m17m的范围内，若忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是()A.饵料被水平甩出时的最大速度为17m/sB.饵料被水平甩出时的最小速度为1m/sC.增大投料机的安装高度同时减小电动机转速，饵料的最大投放距离一定增大D.降低投料机的安装高度同时增大电动机转速，饵料的最大投放距离可以不变【答案】D【详解】A B饵料被水平甩出后做平抛运动，竖直方向有h=12gt2得t=2hg=21.2510s=0.5s水平方向有x=vt又2mx17m解得4m/sv34m/s可得饵料被水平甩出时的最大径向速度为34m/s，最小径向速度为4m/
13、s，A、B错误；C增大投料机的安装高度同时减小电动机转速，t增大、v减小，可知饵料的最大投放距离可能增大，可能减小，也可能不变，C错误；D降低投料机的安装高度同时增大电动机转速，v增大、t减小，可知饵料的最大投放距离可能增大，可能减小，也可能不变，D正确。故选D。72一带有发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为4h，不计空气的作用，不考虑乒乓球旋转，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速度v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到网右侧的台面上，则速度v的范
14、围是()A.L12g2hvB.L12g6hvL12g2hC.L14g2hv12(4L21+L22)g2hD.L12g6hv14(4L21+L22)g2h【答案】D【详解】当速度最小时，球沿中线刚好过网，根据平抛运动规律有4h-h=12gt21，L12=v1t1解得v1=L12g6h当速度最大时，球斜向右端台面的对角线发射，根据平抛运动规律有4h=12gt22，L21+L222=v2t2解得v2=14(4L21+L22)g2h综上所述可知，使乒乓球落到网右侧的台面上的球的速度范围应为L12g6h2m/sB.v2.5m/sC.2m/sv7m/sD.2.5m/sv7m/s【答案】D【详解】小物体做平
15、抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大。此时有L=vmaxt1；h=12gt21代入解得vmax=7m/s；t1=0.2s恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有L+d=vmint2；H+h=12gt22解得vmin2.5m/s；t2=2 35s故v的取值范围是2.5m/sv7m/s故选D。84如图，排球场地总长18m，网高2.25m，运动员在后场区底边(距中央网水平距离9米)正上方h高处跳起发球，假设排球被击出时的初速度是水平(且与底边垂直)方向的，可以认为排球是做平抛运动，g=10m/s2。问：击球高度h满足什么条件时会出现无论球的水平初速度多大都会触网或越界？()A.h3mB.h3mC.
16、h4.5mD.不存在以上情况【答案】A【详解】排球做平抛运动，设击球高度为h0时，排球刚好从球网上过去，落地时又刚好压到界限。设从抛出运动到球网正上方的时间为t1，抛出到落地时间为t0，由平抛规律有h0=12gt20；x0=18m=v0t0；h0-2.25=12gt21；x1=9m=v0t1联立得h0=3m如果击球高度h3m球的初速度过大就会越界；如果高度h3m球的初速度过小就会触网。所以击球高度h满足h3m时会出现无论球的水平初速度多大都会触网或越界。故选A。四、四、平抛运动与周期性圆周运动相结合问题1如图竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大
17、小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的速率v0可能是()A.RghB.R2ghC.R2hgD.Rhg【答案】B【详解】小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在桶内的运动时间为t=2hg在水平方向，以圆周运动的规律来研究，得到t=n2Rv0 n=1，2，3所以v0=2nRt=2nRghn=1，2，3当n=1时，取得最小值，v0为R2gh。故选B。2如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。
18、9忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则()A.飞镖击中P点所需的时间为2Lv0B.圆盘的半径可能为gL22v20C.圆盘转动角速度的最小值为2v0LD.P点随圆盘转动的线速度可能为5gL4v0【答案】D【详解】A飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，飞镖击中P点所需的时间为t=Lv0故A错误；B飞镖击中P点时，P恰好在最下方，在竖直方向2r=12gt2解得圆盘的半径r=gL24v20故B错误；C飞镖击中P点，则P点转过的角度满足=t=+2k(k=0，1，2)可得角速度为=t=2k+1v0L则圆盘转动角速度的最小值为min=v0L故C错误；DP点随圆盘转动的线速度为v
19、=r=2k+1v0LgL24v20=2k+1gL4v0当k=2时的速度为v=5gL4v0故D正确。故选D。3如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g=10m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则()A.小球平抛的初速度一定是2.5 m/sB.小球平抛的初速度可能是2.5m/sC.圆盘转动的角速度一定是 rad/sD.圆盘转动的加速度可能是2m/s2【答案】A【详解】AB根据h=12gt2可得t=2hg=2s则小球平抛的初速度v0=rt=2.5m/
20、s，A正确，B错误；10CD根据t=2n(n=1、2、3、)解得圆盘转动的角速度=2nt=n rad/s(n=1、2、3、)圆盘转动的加速度为a=2r=n22r=5n22m/s2(n=1、2、3、)故CD错误。故选A。4各地为提高当地人们的业余生活水平，修建了各种冲关类娱乐游戏设施。下图为某地冲关游戏中的一个关卡。一个以某一角速度转动的圆盘浮在水面上，圆盘表面保持水平，M为圆盘边缘上一点。某时刻，参赛者从跑道上P点以速度v0水平向右跳出，初速度方向沿OM方向，且轨迹与OM在同一竖直平面内，正好落在M点，不计空气阻力。下列说法正确的是()A.若跳出时刻不变，仅增大v0，参赛者仍可能落在M点B.若
21、跳出时刻不变，仅减小v0，参赛者一定不会落在M点C.若跳出时刻不变，仅增大转盘的角速度，参赛者仍可能落在M点D.若跳出时刻不变，仅增大转盘的角速度，参赛者不可能落在M点【答案】BC【详解】AB本题中描述了两个不同的运动，参赛者做平抛运动，高度决定了平抛运动时间，水平方向x=v0t(t一定)，xv0圆盘做圆周运动，具有周期性，如图，人与M点位置关系(落点也可在M)，M转到M位置，若一开始人落在M，v0增大，x增大，人仍可落在M点初始位置；但是M点在时间不变的情形此时在M点，若一开始人落在M，v0减小，x减小，人仍可落在M点，但是时间不变的情形下M点此时依旧在初始位置，即不会落在M点，故A错误，B正确；CD若仅增大转盘角速度，在相同时间内转盘多转动整数圈，仍可落在M点，故C正确，D错误。故选BC。