《力与物体的曲运动-2024届新高考物理冲刺专项训练含答案.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《力与物体的曲运动-2024届新高考物理冲刺专项训练含答案.pdf(22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专题 力与物体的曲线运动专题 力与物体的曲线运动一、单选题一、单选题1(2024河南周口二模)扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓,分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流,从而将谷物中的秕粒a(秕粒为不饱满的谷粒,质量较轻)和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时,在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹,Fa、Fb为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是()A.B.C.D.2(2023浙江温州一模)中式八球国际大师赛是世界最大的台球联赛之一、当目标球被对方的球挡住时,需要使用跳球技术,将后手
2、抬高,给母球一个向下的力,台球桌面有弹性,通过反作用力使母球弹起,如图所示。忽略空气阻力,下列说法正确的是()A.台球在空中飞行时,做匀变速曲线运动B.台球在空中飞行时,受球杆的作用力和重力C.台球在桌面反弹时,桌面对台球的弹力是因为台球发生弹性形变D.球杆击打台球时,球杆对台球的作用力大于台球对球杆的反作用力3(2022浙江温州三模)如图所示,甲图是从高空拍摄的北京冬奥会钢架雪车赛道的实景图,乙图是其示意图。比赛时,运动员从起点沿赛道快速向终点滑去,先后经过A、P、B、C、D五点。运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是()力与物体的曲运动-2024届新高考物理冲刺专项训练2A.A点B.
3、B点C.C点D.D点4(2024辽宁葫芦岛一模)在广东珠海举行的第十四届中国国际航空航天博览会上,身披七彩祥云的“歼-20”惊艳亮相珠海上空。在起飞一段时间内,“歼-20”水平方向做匀速直线运动,竖直向上运动的v2-h图像如图所示,则地面上观众看到的“歼-20”运动轨迹正确的是()A.B.C.D.5(2023湖南模拟预测)阴历正月十五放花灯,称为灯节,或称“元宵节”。这一天,人们有观灯和吃元宵的习惯。人们将制作好的花灯,点上蜡烛,放入河中漂流,供大家欣赏。若河水各点流速与该点到较近河岸边的距离成正比,现将花灯以一定速度垂直河岸推出去,假设花灯垂直河岸的速度不变,则花灯到达对岸的运动路径正确的是
4、()3A.B.C.D.6(2024江苏南通一模)一小球先后三次以相等的速率从地面同一点抛出,速度与地面的夹角分别为30、45和60,不计空气阻力,则小球在空中的轨迹关系可能正确的是()A.B.C.D.7(22-23高一下浙江杭州阶段练习)如图甲、乙所示,某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端,当喷嘴将水流水平射出时,水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转,喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等,图乙情形中水不会喷出坡面范围,不计空气阻力,则下列说法正确的是()A.图甲情形中,喷水速度越大
5、,水在空中的时间越长B.图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长C.若两种情形喷水速度大小相同,则水能直接喷到的水平距离相等D.若甲情形中喷水的最大速度加倍,则直接喷到草坪的面积加倍48(2024内蒙古赤峰一模)发射人造地球卫星时,火箭使卫星不断加速后以一定的速度进入预定轨道。我国有甘肃酒泉卫星发射中心和海南文昌卫星发射中心,如图所示。在发射大重量近地轨道卫星、地球同步轨道卫星和深空探测航天器时会选择文昌卫星发射中心,这样选址的主要优点是()A.文昌卫星发射中心偏离人口密集的地方B.文昌卫星发射中心的重力加速度较大C.文昌卫星发射中心自转角速度较大,卫星容易发射出去D.文昌卫星发射中心靠近
6、赤道,自转线速度较大,发射时节省能量9(2024浙江温州二模)如图甲所示,一艘正在进行顺时针急转弯训练的航母,运动轨迹可视作半径为R的水平圆周。航母在圆周运动中,船身发生了向外侧倾斜,且甲板法线与竖直方向夹角为,船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上,与甲板始终保持相对静止,两者之间的动摩擦因数为 tan。假设航母的运动半径R、夹角不随航速改变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.航母对小物块的支持力FN=mgcosB.小物块可能只受重力、支持力两个力作用C.航母的航速越大,则小物块受到的摩擦力越大D.航母的最大航速v=-tan1+tangR10(2024贵州一模
7、)齿轮传动是现代工业中常见的一种动力传动方式,荷兰设计师丹尼尔布朗设计了世上最强齿轮-古戈尔齿轮。如图,最左侧小齿轮转动就会带动后面的大齿轮转动,古戈尔齿轮中有100个大齿轮,小齿轮与大齿轮的半径之比为110,若第一个小齿轮的转动周期为1s,由图可知要使古戈尔齿轮中最后一个大齿轮转动一圈,需要的时间为()A.10sB.102sC.1010sD.10100s511(2024浙江二模)图甲是正在做送餐工作的“机器人服务员”,该机器人正在沿图乙中ABCD曲线给16号桌送餐,已知弧长和半径均为4m的圆弧BC与直线路径AB、CD相切,AB段长度也为4m,CD段长度为12m,机器人从A点由静止匀加速出发,
8、到达B点时速率恰好达到1m/s,接着以1m/s的速率匀速通过BC弧段,通过C点以1m/s的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动,最终停在16号桌旁的D点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数=0.2,关于该机器人送餐运动的说法正确的是()A.从B运动到C过程中机器人的向心加速度a=0.5m/s2B.为防止餐盘与水平托盘之间发生相对滑动,机器人在BC段运动的最大速率为4m/sC.从A点运动到B点过程中机器人的加速度a=0.125m/s2且餐盘和水平托盘不会发生相对滑动D.餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下,机器人从C点到D点的最短时间t=12秒12(2024四川成都一模)如图所示,静止框架AOB
9、中的杆OB竖直,杆OA与水平面间的夹角=60,且杆OA光滑。弹簧与竖直方向间的夹角=30,上端用铰链与固定点B相连,下端与穿在OA杆上的质量为m的小环相连,已知OB两点间的距离为L。则()A.弹簧弹力的大小为mgB.杆对小环的弹力大小为3mgC.若整个框架以OB为轴开始转动,当小环稳定在与B点等高的A点时转速为6gLD.若整个框架以OB为轴开始转动,当小环缓慢运动到与B点等高的A点时杆对小环做的功为1.5mgL二、多选题二、多选题13(2024新疆一模)某同学站在水边由P点向前扔了一块石头,石头可视为质点,图a为石头在平静的水面(x轴)上由A点向前弹跳运动的示意图,石头与水面的接触时间极短。图
10、b为石头水平方向的位置从A点(t=0时刻)到D点随时间变化的情况。不计空气阻力,下面说法正确的是()6A.石头在A、B两点弹起后瞬间的速度大小之比为4:3B.石头在AB之间和BC之间的最大高度之比为4:1C.石头在B、C两点与水面接触的过程中,所受的竖直冲量相等D.石头在B、C两点与水面接触的过程中,所受的水平冲量相等14(23-24高三上福建阶段练习)在2023年世界飞镖锦标赛总决赛中,范格文以3:0战胜威廉姆斯获得总冠军。若先后两次飞镖的抛出点在同一竖直线上的A、B两点,将飞镖沿水平方向抛出后,飞镖均扎在靶心处,两飞镖的轨迹如图乙中曲线1、2所示,飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角分别
11、为、。已知AB、BO的竖直高度相同,飞镖可视为质点,空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是()A.先后两次飞镖在空中的运动时间之比为2:1B.先后两次飞镖抛出时的初速度大小之比为2:1C.=2D.tan=2tan15(2024陕西安康三模)如图所示,一个螺距均匀的刚性螺旋光滑轨道竖直固定放置,轨道半径为r,螺距为d,匝数为n,将一个小环套在螺旋轨道最上端从静止释放,小环沿螺旋轨道滑到底端,重力加速度为g,以下说法正确的是()A.在运动过程中小环加速度越来越大B.在整个运动过程中小环的路程大于2nrC.小环从顶端到底端的运动时间为2n 42r2+d2gd7D.小环从顶端到底端的运动时间为n 42r
12、2+d2gd三、解答题三、解答题16(2024江苏扬州二模)如图所示,足球比赛中运动员将足球从地面上的A点踢出,足球在最高点以大小为v0的速度垂直打在横梁上的C点,反向弹回瞬间的速度大小为v02,运动员再向前跑一段距离在B点正上方用头球破门已知C点离地面的高度H=2.45m,A点与球门线间距离xA=14m,运动员顶球时球离地面的高度h=1.65m,取重力加速度g=10m/s2,足球受到空气的阻力忽略不计。求:(1)足球运动至C点时的速度大小v0;(2)A、B两点间的距离xAB。17(2024山东德州模拟预测)如图所示,细杆MN倾斜固定,与水平方夹角为30o,轻绳OA=OB=l,一端分别固定在杆
13、MN上的A、B两点,另一端系在质量为m的小球O上,且AB=l,现使小球绕MN杆在倾斜平面内转动,两根绳始终处于伸直状态,若恰好通过最高点;(1)小球在最高点的速度;(2)在通过最低点时两根绳的拉力大小。1专题 力与物体的曲线运动专题 力与物体的曲线运动一、单选题一、单选题1(2024河南周口二模)扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓,分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流,从而将谷物中的秕粒a(秕粒为不饱满的谷粒,质量较轻)和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时,在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨
14、迹,Fa、Fb为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是()A.B.C.D.【答案】B【详解】从力的角度看,水平方向的力相等,饱粒b的重力大于秕粒a的重力,如图所示从运动上看,在水平方向获得的动量相同,饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度,而从竖直方向上高度相同h=12gt2运动时间相等x=v0t所以xaxb综合可知B正确。故选B。2(2023浙江温州一模)中式八球国际大师赛是世界最大的台球联赛之一、当目标球被对方的球挡住时,需要使用跳球技术,将后手抬高,给母球一个向下的力,台球桌面有弹性,通过反作用力使母球弹起,如2图所示。忽略空气阻力,下列说法正确的是()A.台球在空中飞行时,做匀变
15、速曲线运动B.台球在空中飞行时,受球杆的作用力和重力C.台球在桌面反弹时,桌面对台球的弹力是因为台球发生弹性形变D.球杆击打台球时,球杆对台球的作用力大于台球对球杆的反作用力【答案】A【详解】AB台球在空中飞行时,只受重力,台球做匀变速曲线运动,故A正确,B错误;C台球在桌面反弹时,桌面对台球的弹力是因为桌面发生弹性形变,故C错误;D球杆击打台球时,根据牛顿第三定律,球杆对台球的作用力等于台球对球杆的反作用力,故 D错误。故选A。3(2022浙江温州三模)如图所示,甲图是从高空拍摄的北京冬奥会钢架雪车赛道的实景图,乙图是其示意图。比赛时,运动员从起点沿赛道快速向终点滑去,先后经过A、P、B、C
16、、D五点。运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是()A.A点B.B点C.C点D.D点【答案】A【详解】根据曲线运动某点的速度方向沿着该点的切线方向,由图中可知运动员速度方向与经过 P点的速度方向最接近的是A点,A正确,BCD错误;故选A。4(2024辽宁葫芦岛一模)在广东珠海举行的第十四届中国国际航空航天博览会上,身披七彩祥云的“歼-20”惊艳亮相珠海上空。在起飞一段时间内,“歼-20”水平方向做匀速直线运动,竖直向上运动的v2-h图像如图所示,则地面上观众看到的“歼-20”运动轨迹正确的是()3A.B.C.D.【答案】A【详解】根据题意可知“歼-20”水平方向做匀速直线运动,由v2-h
17、图像可知竖直向上方向做匀速直线运动,得合运动为匀速直线运动,由速度的合成得方向斜向上,故选A。5(2023湖南模拟预测)阴历正月十五放花灯,称为灯节,或称“元宵节”。这一天,人们有观灯和吃元宵的习惯。人们将制作好的花灯,点上蜡烛,放入河中漂流,供大家欣赏。若河水各点流速与该点到较近河岸边的距离成正比,现将花灯以一定速度垂直河岸推出去,假设花灯垂直河岸的速度不变,则花灯到达对岸的运动路径正确的是()A.B.C.D.【答案】B4【详解】设垂直河岸的速度为v0,河宽为2d,花灯与河岸的距离为x(xd),则花灯沿水流方向的速度为v水=kx垂直于水流方向有x=v0t则有a=v水t=kv0tt=kv0可知
18、,加速度为一恒定值,且推出花灯处的加速度方向沿水流方向,靠近对岸位置加速度方向与水流方向相反,故花灯在从岸边到河中间的轨迹为类平抛运动,从河中间到对岸的轨迹与该轨迹对称,根据加速度方向与合力方向相同,合力方向指向轨迹内侧可知第二个图像符合要求。故选B。6(2024江苏南通一模)一小球先后三次以相等的速率从地面同一点抛出,速度与地面的夹角分别为30、45和60,不计空气阻力,则小球在空中的轨迹关系可能正确的是()A.B.C.D.【答案】C【详解】设小球从地面抛出时的速率为v0,速度与地面的夹角为,则在竖直方向vy=v0sint=2vyg在水平方向vx=v0cosx=vxt解得x=v20sin2g
19、即当=30和=60时水平位移相同,为3v202g;当=45时,水平位移为v20g。故选C。7(22-23高一下浙江杭州阶段练习)如图甲、乙所示,某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷灌装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端,当喷嘴将水流水平射出时,水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转,喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等,图乙情形中水不会喷出坡面范围,不计空气阻力,则下列说法正确的是()5A.图甲情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长B.图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长C.若两种情形喷水速度大小相同,则水能直
20、接喷到的水平距离相等D.若甲情形中喷水的最大速度加倍,则直接喷到草坪的面积加倍【答案】B【详解】A水做平抛运动,图甲情形中,高度一定,则运动时间一定,与喷水速度无关,故 A错误;B图乙中,根据tan=12gt2v0t解得t=2v0tang图乙情形中,喷水速度越大,水在空中的时间越长,故B正确;C甲情形中x=v0t=v02hg乙中x=v0t=2v20tang不一定相同,故C错误;D若甲情形中喷水的最大速度加倍x=v0t=v02hg,S=x2则直接喷到草坪的面积变为4倍,故D错误;故选B。8(2024内蒙古赤峰一模)发射人造地球卫星时,火箭使卫星不断加速后以一定的速度进入预定轨道。我国有甘肃酒泉卫
21、星发射中心和海南文昌卫星发射中心,如图所示。在发射大重量近地轨道卫星、地球同步轨道卫星和深空探测航天器时会选择文昌卫星发射中心,这样选址的主要优点是()6A.文昌卫星发射中心偏离人口密集的地方B.文昌卫星发射中心的重力加速度较大C.文昌卫星发射中心自转角速度较大,卫星容易发射出去D.文昌卫星发射中心靠近赤道,自转线速度较大,发射时节省能量【答案】D【详解】A卫星发射中心都是偏离人口密集的地方,所以不是文昌卫星发射中心的主要优点,A错误;B文昌卫星发射中心靠近赤道,重力加速度较小,B错误;C地球上任何地点自转角速度均相同,C错误;D由于发射大重量的卫星需要的能量较大,文昌卫星发射中心靠近赤道,自
22、转线速度较大,所以发射加速时需要的能量较小,可以节省能量,D正确。故选D。9(2024浙江温州二模)如图甲所示,一艘正在进行顺时针急转弯训练的航母,运动轨迹可视作半径为R的水平圆周。航母在圆周运动中,船身发生了向外侧倾斜,且甲板法线与竖直方向夹角为,船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上,与甲板始终保持相对静止,两者之间的动摩擦因数为 tan。假设航母的运动半径R、夹角不随航速改变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.航母对小物块的支持力FN=mgcosB.小物块可能只受重力、支持力两个力作用C.航母的航速越大,则小物块受到的摩擦力越大D.航母的最大航速v=-ta
23、n1+tangR【答案】C【详解】AB根据题意可知,小物块做圆周运动,一定受到重力、支持力、摩擦力,通过正交分析法如图所示7由图可知mg-f2=FN2而FN2=FNcosf2=fsin联立解得FN=mg-fsincos故AB错误;CD由图可知,小物块做圆周运动的向心力由 f1和FN1提供,有f1-FN1=mv2R由于FN1=FNsinf1=fcos联立解得f=FNsin+mv2Rcos可得航母的航速越大,小物块受到的摩擦力越大;当最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,航母有最大航速,有f=FN代入上式得mv2R=FNcos-FNsin由A中得FN=mg-fsincos=mgsin+cos联立解得v=-
24、tan1+tangR故C正确,D错误。故选C。10(2024贵州一模)齿轮传动是现代工业中常见的一种动力传动方式,荷兰设计师丹尼尔布朗设计了世上最强齿轮-古戈尔齿轮。如图,最左侧小齿轮转动就会带动后面的大齿轮转动,古戈尔齿轮中有8100个大齿轮,小齿轮与大齿轮的半径之比为110,若第一个小齿轮的转动周期为1s,由图可知要使古戈尔齿轮中最后一个大齿轮转动一圈,需要的时间为()A.10sB.102sC.1010sD.10100s【答案】D【详解】相邻两大、小齿轮的线速度相等,根据v=r=2T可得相邻两大、小齿轮的周期比为T1:T2=r1:r2=1:10可得第一个大齿轮转动周期为10s,第二个小齿轮
25、转动周期为10s,第二个大齿轮转动周期为102s,依此类推,第100个大齿轮转动周期为10100s。故选D。11(2024浙江二模)图甲是正在做送餐工作的“机器人服务员”,该机器人正在沿图乙中ABCD曲线给16号桌送餐,已知弧长和半径均为4m的圆弧BC与直线路径AB、CD相切,AB段长度也为4m,CD段长度为12m,机器人从A点由静止匀加速出发,到达B点时速率恰好达到1m/s,接着以1m/s的速率匀速通过BC弧段,通过C点以1m/s的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动,最终停在16号桌旁的D点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数=0.2,关于该机器人送餐运动的说法正确的是()A.从B运动到C
26、过程中机器人的向心加速度a=0.5m/s2B.为防止餐盘与水平托盘之间发生相对滑动,机器人在BC段运动的最大速率为4m/sC.从A点运动到B点过程中机器人的加速度a=0.125m/s2且餐盘和水平托盘不会发生相对滑动D.餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下,机器人从C点到D点的最短时间t=12秒【答案】C【详解】A从B运动到C的过程中机器人的向心加速度a=v2r=124m/s2=0.25m/s2故A错;B餐盘与托盘恰好不发生相对滑动,摩擦力提供向心力有mg=mvm2r解得vm=2 2m/s9故B错;C由a=v22x=1224m/s2=0.125m/s2知,该加速度小于发生相对滑动的临界加速度2
27、m/s2,故C正确;D机器人以1m/s的速度匀减速至D点的最大加速度am=g=2m/s2故最短的减速时间t1=vam=0.5s匀减速的最小位移为x=v22am=0.25m故从C点开始匀速运动的时间t2=xCD-xv=11.75s故从C运动到D点的最短时间为12.25s,D错。故选C。12(2024四川成都一模)如图所示,静止框架AOB中的杆OB竖直,杆OA与水平面间的夹角=60,且杆OA光滑。弹簧与竖直方向间的夹角=30,上端用铰链与固定点B相连,下端与穿在OA杆上的质量为m的小环相连,已知OB两点间的距离为L。则()A.弹簧弹力的大小为mgB.杆对小环的弹力大小为3mgC.若整个框架以OB为
28、轴开始转动,当小环稳定在与B点等高的A点时转速为6gLD.若整个框架以OB为轴开始转动,当小环缓慢运动到与B点等高的A点时杆对小环做的功为1.5mgL【答案】D【详解】AB小环在P点静止时,受力分析如图所示,根据平衡条件有Tcos 90-+-mgsin=0Tsin 90-+-mgcos-N=0解得T=3mg,N=mg故AB错误;C小环在A点时,设小环做圆周运动的半径为r,所受弹簧的弹力大小为FT、杆的弹力大小为FN,则水平方向有FT+FNsin=m2r10竖直方向有FNcos-mg=0由几何关系有L=rtan弹簧伸长的长度与初始相同,则FT=T=3mg解得=6gL根据n=1T=2解得n=126
29、gL故C错误;D小环将由静止开始沿杆向上滑动,初速度vP=0小环在A点的速度大小vA=r=2gL小环由P点到A点的过程中,根据动能定理有W-mgL2=12mv2A-12mv2P解得W=1.5mgL故D正确。故选D。二、多选题二、多选题13(2024新疆一模)某同学站在水边由P点向前扔了一块石头,石头可视为质点,图a为石头在平静的水面(x轴)上由A点向前弹跳运动的示意图,石头与水面的接触时间极短。图b为石头水平方向的位置从A点(t=0时刻)到D点随时间变化的情况。不计空气阻力,下面说法正确的是()11A.石头在A、B两点弹起后瞬间的速度大小之比为4:3B.石头在AB之间和BC之间的最大高度之比为
30、4:1C.石头在B、C两点与水面接触的过程中,所受的竖直冲量相等D.石头在B、C两点与水面接触的过程中,所受的水平冲量相等【答案】BD【详解】A从A点弹起后做斜抛运动,水平分速度vx1=xABt1=1.60m0.40s=4.0m/s从A点弹起时的竖直分速度为vy1,则有t1=2vy1g可知vy1=gt12=2.0m/s则从A点弹起后的速度vA=v2x1+v2y1=2 5m/s同理从B点弹起后做斜抛运动,水平分速度vx2=xBCt2=2.20m-1.6m0.60s-0.4s=3.0m/s竖直分速度为vy2,则有t2=2vy2g可知vy2=gt22=1.0m/s则从B点弹起后的速度vB=v2x2+
31、v2y2=10m/s因此vAvB=2 510=2A错误;B石头在AB之间的最大高度h1=v2y12g=0.2m石头在BC之间的最大高度12h2=v2y22g=0.05m因此h1h2=41B正确;C从C点弹起后做斜抛运动,水平分速度vx3=xCDt3=0.20m0.10s=2.0m/s从C点弹起时竖直分速度为vy3,则有t3=2vy3g则有vy3=gt32=0.5m/s设物体质量为m,则石头在B点与水面接触的过程中,所受的竖直冲量Iy2=mvy2-(-mvy1)=3m石头在C点与水面接触的过程中,根据动量定理可知,所受的竖直冲量Iy2=mvy3-(-mvy3)=1.5mC错误;D石头在B与水面接
32、触的过程中,所受的水平冲量Ix2=mvx2-mvx1=-m石头在C与水面接触的过程中,所受的水平冲量Ix3=mvx3-mvx2=-mD正确。故选BD。14(23-24高三上福建阶段练习)在2023年世界飞镖锦标赛总决赛中,范格文以3:0战胜威廉姆斯获得总冠军。若先后两次飞镖的抛出点在同一竖直线上的A、B两点,将飞镖沿水平方向抛出后,飞镖均扎在靶心处,两飞镖的轨迹如图乙中曲线1、2所示,飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角分别为、。已知AB、BO的竖直高度相同,飞镖可视为质点,空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是()A.先后两次飞镖在空中的运动时间之比为2:1B.先后两次飞镖抛出时的初速度大小
33、之比为2:1C.=2D.tan=2tan【答案】AD【详解】A飞镖做平抛运动,先后两次飞镖在空中的运动,竖直方向有132h=12gt21h=12gt22先后两次飞镖在空中的运动时间之比为t1:t2=2:1故A正确;B先后两次飞镖在空中的运动,水平方向有x=v1t1,x=v2t2先后两次飞镖抛出时的初速度大小之比为v1:v2=1:2故B错误;D轨迹为曲线1的飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角的正切值为tan=gt1v1轨迹为曲线2的飞镖扎在靶上瞬间的速度与水平方向的夹角的正切值为tan=gt2v2则tan=2tan故D正确;C设=2,根据二倍角公式tan=2tan1-tan2可知2故C错误。
34、故选AD。15(2024陕西安康三模)如图所示,一个螺距均匀的刚性螺旋光滑轨道竖直固定放置,轨道半径为r,螺距为d,匝数为n,将一个小环套在螺旋轨道最上端从静止释放,小环沿螺旋轨道滑到底端,重力加速度为g,以下说法正确的是()A.在运动过程中小环加速度越来越大B.在整个运动过程中小环的路程大于2nrC.小环从顶端到底端的运动时间为2n 42r2+d2gdD.小环从顶端到底端的运动时间为n 42r2+d2gd【答案】ABC【详解】A小环运动过程中重力做正功,速度逐渐增大,水平方向的分速度也增大,向心加速度逐渐增大,14小环的运动可以分解为水平速度逐渐增大的圆周运动和沿轨道斜向下的匀加速直线运动,
35、故在运动过程中小环加速度越来越大,故A正确;B小环运动可等效为沿长为2nr,高度为nd的光滑轨道的运动,在整个运动过程中小环的路程为s=n(2r)2+d22nr故B正确;CD小环运动可等效为沿长为2nr,高度为nd的倾斜光滑轨道的运动,根据动力学公式可得s=12at2等效加速度为a=gsin=gd(2r)2+d2联立解得小环从顶端到底端的运动时间为t=2n 42r2+d2gd故C正确,D错误。故选ABC。三、解答题三、解答题16(2024江苏扬州二模)如图所示,足球比赛中运动员将足球从地面上的A点踢出,足球在最高点以大小为v0的速度垂直打在横梁上的C点,反向弹回瞬间的速度大小为v02,运动员再
36、向前跑一段距离在B点正上方用头球破门已知C点离地面的高度H=2.45m,A点与球门线间距离xA=14m,运动员顶球时球离地面的高度h=1.65m,取重力加速度g=10m/s2,足球受到空气的阻力忽略不计。求:(1)足球运动至C点时的速度大小v0;(2)A、B两点间的距离xAB。【答案】(1)20m/s;(2)10m【详解】(1)足球从A点到C点可看成逆过程的平抛运动,则有H=12gt2,xA=v0t联立解得足球运动至C点时的速度大小v0=20m/s(2)足球从C点反弹后做平抛运动,竖直方向有H-h=12gt2解得t=0.4s水平方向有xBC=v02t=4m15则A、B两点间的距离为xAB=xA
37、-xBC=10m17(2024山东德州模拟预测)如图所示,细杆MN倾斜固定,与水平方夹角为30o,轻绳OA=OB=l,一端分别固定在杆MN上的A、B两点,另一端系在质量为m的小球O上,且AB=l,现使小球绕MN杆在倾斜平面内转动,两根绳始终处于伸直状态,若恰好通过最高点;(1)小球在最高点的速度;(2)在通过最低点时两根绳的拉力大小。【答案】(1)v=3gl2;(2)TB=3mg【详解】(1)恰好经过最高点时,OB绳恰好竖直,经分析可知,OB绳拉力为零,合力恰好指向旋转的圆形o,根据受力分析和牛顿定律可得TAsin30o=mgsin30oTAcos30o+mgcos30o=mv2lcos30o联立可得v=3gl2(2)从最高点运动到最低点时,OA恰好竖直,根据机械能守恒mgl(1+cos60o)+12mv2=12mv2根据受力分析和牛顿定律可得(TA-mg)sin30o=TBsin30o(TA-mg)cos30o+TBcos30o=mv2lcos30o联立可得TA=4mg,TB=3mg