1．(2015·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1所示．水平台面的长和宽分别为L 1和L 2，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3h .不计空气的作用，重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v 的最大取值范围是( )
图1
A.L 12g
6h ＜v ＜L 1g
6h
B.L 14g
h ＜v ＜(4L 21＋L 2
2)g
6h C.L 12g 6h ＜v ＜12(4L 21＋L 2
2)g
6h D.L 14
g h ＜v ＜12
(4L 21＋L 22)g
6h
2．(多选)(2015·浙江理综·19)如图2所示为赛车场的一个水平“U ”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( )
图2
A．选择路线①，赛车经过的路程最短
B．选择路线②，赛车的速率最小
C．选择路线③，赛车所用时间最短
D．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等
3．(2015·海南单科·14)如图3所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h＝2m，s＝2m．取重力加速度大小g＝10m/s2.
图3
(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；
(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小．
1．题型特点
抛体运动与圆周运动是高考热点之一．考查的知识点有：对平抛运动的理解及综合运用、运动的合成与分解思想方法的应用、竖直面内圆周运动的理解和应用．高考中单
独考查曲线运动的知识点时，题型为选择题，将曲线运动与功和能、电场与磁场综合时题型为计算题．
2．应考策略
抓住处理问题的基本方法即运动的合成与分解，灵活掌握常见的曲线运动模型：平抛运动及类平抛运动、竖直面内的圆周运动及完成圆周运动的临界条件．
考题一运动的合成与分解
1．(2015·南通二模)如图4所示，河水以相同的速度向右流动，落水者甲随水漂流，至b点时，救生员乙从O点出发对甲实施救助，则救生员乙相对水的运动方向应为图中的()
图4
A．Oa方向B．Ob方向
C．Oc方向D．Od方向
2．(多选)(2015·盐城二模)如图5所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α.则红蜡块R的()
图5
A ．分位移y 与x 成正比
B ．分位移y 的平方与x 成正比
C ．合速度v 的大小与时间t 成正比
D ．tan α与时间t 成正比
3．(多选)(2015·南昌二模)如图6所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点下方距离为d 处．现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )
图6
A ．环到达
B 处时，重物上升的高度h ＝d 2
B ．环到达B 处时，环与重物的速度大小相等
C ．环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能
D ．环能下降的最大高度为4
3
d
1．合运动与分运动的关系：
(1)独立性：两个分运动可能共线、可能互成角度．两个分运动各自独立，互不干扰． (2)等效性：两个分运动的规律、位移、速度、加速度叠加起来与合运动的规律、位移、速度、加速度效果相同．
(3)等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等． (4)合运动一定是物体的实际运动．
物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动．
2．判断以下说法的对错．
(1)曲线运动一定是变速运动．( √ )
(2)变速运动一定是曲线运动．(×)
(3)做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力．(×)
考题二平抛(类平抛)运动的规律
4．(2015·镇江模拟)高楼上某层窗口违章抛出一石块，恰好被曝光时间(光线进入相机镜头的时间)为0.2s的相机拍摄到，图7是石块落地前0.2s时间内所成的像(照片已经放大且方格化)，每个小方格代表的实际长度为1.5m，忽略空气阻力，g取10m/s2，则()
图7
A．石块水平抛出的初速度大小约为225m/s
B．石块将要落地时的速度大小约为7.5m/s
C．图乙中像的反向延长线与楼的交点就是石块抛出的位置
D．石块抛出位置离地高度约为28m
5．(2015·武汉四月调研)在水平地面上的O点同时将甲、乙两块小石头斜向上抛出，甲、乙在同一竖直面内运动，其轨迹如图8所示，A点是两轨迹在空中的交点，甲、乙运动的最大高度相等．若不计空气阻力，则下列判断正确的是()
图8
A．甲先到达最大高度处
B．乙先到达最大高度处
C．乙先到达A点
D．甲先到达水平地面
6．(2015·赣州模拟)如图9，斜面与水平面之间的夹角为45°，在斜面底端A点正上方高度为10m处的O点，以5m/s的速度水平抛出一个小球，则飞行一段时间后撞在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值为(g＝10 m/s2)()
图9
A ．2
B ．0.5
C ．1
D. 2
1．平抛运动规律
图10
以抛出点为坐标原点，水平初速度v 0方向为x 轴正方向，竖直向下的方向为y 轴正方向，建立如图10所示的坐标系，则平抛运动规律如下． (1)水平方向：v x ＝v 0 x ＝v 0t (2)竖直方向：v y ＝gt y ＝1
2
gt 2
(3)合运动：合速度：v t ＝v 2x ＋v 2y ＝v 20＋g 2t 2
合位移：s ＝x 2＋y 2
合速度与水平方向夹角的正切值tan α＝v y v 0＝gt v 0
合位移与水平方向夹角的正切值tan θ＝y x ＝gt
2v 0
2．平抛运动的两个重要推论
推论Ⅰ：做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位臵处，设其末速度方向与水平方向的夹角为α，位移方向与水平方向的夹角为θ，则tan α＝2tan θ.
推论Ⅱ：做平抛(或类平抛)运动的物体，任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点．
考题三圆周运动问题的分析
7．(2015·绵阳三诊)如图11所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B在最高点时()
图11
A．球B的速度为零
B．球A的速度大小为2gL
C．水平转轴对杆的作用力为1.5mg
D．水平转轴对杆的作用力为2.5mg
8．(2015·哈尔滨第六中学二模)如图12所示，质量为m的竖直光滑圆环A的半径为r，竖直固定在质量为m的木板B上，木板B的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动．在环的最低点静置一质量为m的小球C.现给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在环内侧做圆周运动．为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v0必须满足()
图12
A.3gr≤v0≤5gr
B.gr≤v0≤3gr
C.7gr≤v0≤3gr
D.5gr≤v0≤7gr
9．(2015·淮安三调)如图13所示，光滑杆AB长为L，B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧，质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接．OO′为过B点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为θ.
图13
(1)杆保持静止状态，让小球从弹簧的原长位置静止释放，求小球释放瞬间的加速度大小a 及小球速度最大时弹簧的压缩量Δl 1；
(2)当球随杆一起绕OO ′轴匀速转动时，弹簧伸长量为Δl 2，求匀速转动的角速度ω； (3)若θ＝30°，移去弹簧，当杆绕OO ′轴以角速度ω0＝
g
L
匀速转动时，小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动，球受轻微扰动后沿杆向上滑动，到最高点A 时球沿杆方向的速度大小为v 0，求小球从开始滑动到离开杆过程中，杆对球所做的功W .
1．圆周运动主要分为水平面内的圆周运动(转盘上的物体、汽车拐弯、火车拐弯、圆锥摆等)和竖直平面内的圆周运动(绳模型、汽车过拱形桥、水流星、内轨道、轻杆模型、管道模型)．
2．找向心力的来源是解决圆周运动的出发点，学会牛顿第二定律在曲线运动中的应用．3．注意有些题目中有“恰能”、“刚好”、“正好”、“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点．
考题四抛体运动与圆周运动的综合
10．(多选)(2015·揭阳二模)如图14所示，小球沿水平面以初速度v0通过O点进入半径为R 的竖直半圆弧轨道，不计一切阻力，则()
图14
A．球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动
B．若小球能通过半圆弧最高点P，则球在P点受力平衡
C．若小球的初速度v0＝3gR，则小球一定能通过P点
D．若小球恰能通过半圆弧最高点P，则小球落地点到O点的水平距离为2R 11．(2015·南京三模)如图15所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轻道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放，若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径(不超过圆心离地的高度)．半径越大，小物体()
图15
A．落地时的速度越大
B．平抛的水平位置越大
C．到圆弧轨道最低点时加速度越大
D．落地时的速度与竖直方向的夹角越大
12．(2015·雅安三诊)如图16所示，参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台以v0＝8m/s 的速度从A点水平跃出后，沿B点切线方向进入光滑圆弧轨道，沿轨道滑到C点后离开轨
道．已知A、B之间的竖直高度H＝1.8 m，圆弧轨道半径R＝10 m，选手质量m＝50 kg，不计空气阻力，g＝10 m/s2，求：
图16
(1)选手从A点运动到B点的时间及到达B点的速度；
(2)选手到达C点时对轨道的压力．
曲线运动的综合题往往涉及圆周运动、平抛运动等多个运动过程，常结合功能关系进行求解，解答时可从以下两点进行突破：
1．分析临界点
对于物体在临界点相关的多个物理量，需要区分哪些物理量能够突变，哪些物理量不能突变，而不能突变的物理量(一般指线速度)往往是解决问题的突破口．
2．分析每个运动过程的运动性质
对于物体参与的多个运动过程，要仔细分析每个运动过程做何种运动：
(1)若为圆周运动，应明确是水平面的匀速圆周运动，还是竖直平面的变速圆周运动，机械能是否守恒．
(2)若为抛体运动，应明确是平抛运动，还是类平抛运动，垂直于初速度方向的力是由哪个力、哪个力的分力或哪几个力提供的．
专题综合练
1．(多选)(2015·广东六校联考)关于物体的运动，以下说法正确的是( ) A ．物体做平抛运动时，加速度不变 B ．物体做匀速圆周运动时，加速度不变 C ．物体做曲线运动时，加速度一定改变 D ．物体做曲线运动时，速度一定变化
2．(2015·湖南省十三校第二次联考)如图17所示，河水流动的速度为v 且处处相同，河宽为a .在船下水点A 的下游距离为b 处是瀑布．为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)( )
图17
A ．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为t ＝b
v .速度最大，最大速度为v max ＝a v b
B ．小船轨迹沿y 轴方向渡河位移最小．速度最大，最大速度为v max ＝a 2＋b 2v
b
C ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、时间最长．速度最小，最小速度v min ＝a v b
D ．小船沿轨迹AB 运动位移最大、速度最小．则小船的最小速度v min ＝
a v
a 2＋
b 2
3．(多选)(2015·宜宾二诊)如图18所示，水平光滑长杆上套有一个质量为m A 的小物块A ，细线跨过O 点的轻小光滑定滑轮一端连接A ，另一端悬挂质量为m B 的小物块B ，C 为O 点正下方杆上一点，定滑轮到杆的距离OC ＝h .开始时A 位于P 点，PO 与水平方向的夹角为30°.现将A 、B 同时由静止释放，则下列分析正确的是( )
图18
A．物块B从释放到最低点的过程中，物块A的动能不断增大
B．物块A由P点出发第一次到达C点的过程中，物块B的机械能先增大后减小
C．PO与水平方向的夹角为45°时，物块A、B速度大小关系是v A＝
2 2
v B
D．物块A在运动过程中最大速度为2m B gh m A
4．(2015·临汾四校二模)如图19所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为2v0，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是()
图19
A．夹角α将变大
B．夹角α与初速度大小无关
C．小球在空中的运动时间不变
D．PQ间距是原来间距的3倍
5．(2015·莆田三校模拟)如图20所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出，恰巧在B球射出的同时，A球由静止开始下落，不计空气阻力．则两球在空中运动的过程中()
图20
A．A做匀变速直线运动，B做变加速曲线运动
B．相同时间内B的速度变化一定比A的速度变化大
C．两球的动能都随离地竖直高度均匀变化
D．A、B两球一定会相碰
6．(多选)(2015·洛阳第二次统考)如图21所示，一个质量为0.4kg的小物块从高h＝0.05m的坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点．现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状
满足方程y＝x2－6(单位：m)，不计一切摩擦和空气阻力，g＝10m/s2，则下列说法正确的是()
图21
A．小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1m/s
B．小物块从O点运动到P点的时间为1s
C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5
D．小物块刚到P点时速度的大小为10m/s
7．(2015·黄山二质检)如图22所示，一根质量不计的轻杆绕水平固定转轴O顺时针匀速转动，另一端固定有一个质量为m的小球，当小球运动到图中位置时，轻杆对小球作用力的方向可能()
图22
A．沿F1的方向B．沿F2的方向
C．沿F3的方向D．沿F4的方向
8．(多选)(2015·安阳二模)如图23所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()
图23
A．B的向心力是A的向心力的2倍
B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
C．A、B都有沿半径向外滑动的趋势
D．若B先滑动，则B与A间的动摩擦因数μA小于盘与B间的动摩擦因数μB 9．(2015·辽宁重点中学协作体4月模拟)如图24所示，水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动．圆形轨道半径R＝0.2m，右侧水平轨道BC长为L＝4m，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h ＝1m，水平距离s＝2m，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g＝10m/s2.小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发，进入圆形轨道．试求：
图24
(1)若小球通过圆形轨道最高点A时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小，求小球在B点的初速度多大？
(2)若小球从B点向右出发，在以后的运动过程中，小球既不脱离圆形轨道，又不掉进壕沟，求小球在B点的初速度大小的范围．
10．(2015·金丽衢十二校二次联考)如图25所示，半径R＝2.5m的光滑半圆轨道ABC与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道DC相切于C点，半圆轨道的直径AC与斜面垂直．质量m＝1kg的小球从A点左上方距A点高h＝0.45m的P点以某一速度v0水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D点．已知当地的重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力，求：
图25
(1)小球从P点抛出时的速度大小v0；
(2)小球从C点运动到D点过程中摩擦力做的功W；
(3)小球从D点返回经过轨道最低点B的压力大小．
答案精析
专题3 抛体运动与圆周运动
真题示例
1．D [发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动．当速度v 最小时，球沿中线恰好过网，有：3h －h ＝gt 21
2①
L 1
2
＝v 1t 1② 联立①②得v 1＝
L 1
4
g h
当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有 (L 22)2＋L 21＝v 2t 2③ 3h ＝12gt 22
④
联立③④得v 2＝
1
2
(4L 21＋L 2
2)g
6h
所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v 的最大取值范围为
L 1
4g h ＜v ＜12
(4L 21＋L 2
2)g
6h
，选项D 正确．]
2．ACD [赛车经过路线①的路程s 1＝πr ＋2r ＝(π＋2)r ，路线②的路程s 2＝2πr ＋2r ＝(2π＋2)r ，路线③的路程s 3＝2πr ，A 正确；根据F max ＝m v 2R ，可知R 越小，其不打滑的最大速率越小，
所以路线①的最大速率最小，B 错误；三种路线对应的最大速率v 2＝v 3＝2v 1，则选择路线①所用时间t 1＝(π＋2)r v 1，路线②所用时间t 2＝(2π＋2)r 2v 1，路线③所用时间t 3＝2πr
2v 1，t 3最小，
C 正确；由F max ＝ma ，可知三条路线对应的a 相等，
D 正确．] 3．(1)0.25m (2)210
3
m/s
解析 (1)小环在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b 点时的速度水平，使小环做平抛运动的轨迹与轨道bc 重合，故有s ＝v b t ① h ＝1
2
gt 2② 在ab 滑落过程中，根据动能定理可得mgR ＝1
2m v 2b
③
联立三式可得R ＝s 2
4h
＝0.25m
(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh ＝1
2m v 2c
④
因为小环滑到c 点时速度与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c 点时速度与竖直方向的夹角，设为θ，则根据平抛运动规律可知sin θ＝v b v 2b ＋2gh
⑤
根据运动的合成与分解可得sin θ＝v 水平
v c ⑥
联立①②④⑤⑥可得v 水平＝
210
3
m/s.
考题一 运动的合成与分解
1．B [人在水中相对于水游动的同时还要随着水一起相对地面向下游漂流，以水为参考系，落水者甲静止不动，救援者做匀速直线运动，则救援者直接沿着Ob 方向即可对甲实施救助．] 2．BD [由题意可知，y 轴方向，y ＝v 0t .而x 轴方向，x ＝1
2at 2，联立可得：y 2＝2v 2
0a
x ，故A
错误，B 正确；x 轴方向，v x ＝at ，那么合速度的大小v ＝v 20＋a 2t 2
，则v 的大小与时间t 不
成正比，故C 错误；tan α＝at v 0＝a
v 0
t ，故D 正确．]
3．CD [环到达B 处时，重物上升的高度为(2－1)d ，选项A 错误；环到达B 处时，重物的速度与环的速度大小关系为：v 物＝v 环sin45°，即环与重物的速度大小不相等，选项B 错误；根据机械能守恒定律，对环和重物组成的系统机械能守恒，则环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能，选项C 正确；设环能下降的最大距离为H ，则对环和重物组成的系统，根据机械能守恒定律可得：mgH ＝2mg (H 2＋d 2－d )，解得H ＝4
3
d ，选项D 正确．]
考题二 平抛(类平抛)运动的规律
4．D [石块水平抛出的初速度大小v 0＝x t ＝1.5
0.2m /s ＝7.5 m/s ，故A 错误；石块将要落地时，
由于时间短，可近似看成匀速运动，位移为x ＝1.5×12＋32m ≈4.74m ，v ＝x t ＝4.74
0.2m /s ＝23.7
m/s ，即石块将要落地时的速度大小约为23.7m/s ，故B 错误；石块在空中为平抛运动，轨迹为一条曲线，不是直线，不能反向延长求石块抛出位臵，故C 错误；石块落地前0.2s 时间内在竖直方向的平均速度v y ＝Δh t ＝3×1.5
0.2m /s ＝22.5 m/s ，即形成的像中间时刻的瞬时速度，形
成的像总时间为0.2s ，即从开始起经0.1s 的瞬时速度为22.5m/s ，可得：石块从抛出点至该点
的时间t ＝
v y
g
＝2.25s ，所以石块从抛出点至形成的像上端所需时间：t 上＝(2.25－0.1)s ＝2.15s ，
对应形成的像上端离抛出点的竖直高度h ＝12gt 2上＝1
2×10×2.152m ≈23.11m ，加上形成的像在
图片中的竖直高度为4.5m ，h 总＝27.61m ≈28m ，故D 正确．]
5．C [斜抛可以分解为水平匀速运动和竖直匀变速运动，由于甲、乙运动的最大高度相等，由v 2＝2gh ，则可知其竖直方向初速度相同，则甲、乙同时到达最高点，故A 、B 错误；由前面分析，结合图象可知，乙到达A 点时，甲在上升阶段，故C 正确；由于甲、乙竖直方向运动一致，故会同时到达地面，故D 错误．] 6．A [如图所示，
由三角形的边角关系可知， AQ ＝PQ
所以在竖直方向上有， OQ ＋AQ ＝10m
所以有：v 0t ＋1
2gt 2＝10m ，
解得：t ＝1s. v y ＝gt ＝10m/s 所以tan θ＝v y
v 0
＝2]
考题三 圆周运动问题的分析
7．C [球B 运动到最高点时，杆对球B 恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有mg ＝m
v 2
2L 解得v ＝2gL ，故A 错误；由于A 、B 两球的角速度相等，则球A 的速度大小v ′＝
2gL
2
，故B 错误；球B 到最高点时，对杆无弹力，此时球A 受重力和拉力的合力提供向心力，有F －mg ＝m v ′2
L
解得：F ＝1.5mg ，故C 正确，D 错误．]
8．D [在最高点，速度最小时有：mg ＝m v 21
r
解得：v 1＝gr .
从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v 1′，根据机械能守恒定律，有：
2mgr ＋12m v 21＝12
m v 1′2
解得v 1′＝5gr . 要使木板不会在竖直方向上跳起，球对环的压力最大为：F ＝mg ＋mg ＝2mg
从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v 2′， 在最高点，速度最大时有：mg ＋2mg ＝m v 22
r 解得：v 2＝3gr .
根据机械能守恒定律有：2mgr ＋12m v 22＝1
2
m v 2′2解得：v 2′＝7gr .
所以保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：5gr ≤v ≤7gr .] 9．见解析
解析 (1)小球从弹簧的原长位臵静止释放时，根据牛顿第二定律有 mg sin θ＝ma 解得a ＝g sin θ 小球速度最大时其加速度为零，则 k Δl 1＝mg sin θ 解得Δl 1＝mg sin θ
k
(2)设弹簧伸长Δl 2时，球受到杆的支持力为F N ，水平方向上有F N sin θ＋k Δl 2cos θ＝mω2(l 0＋Δl 2)cos θ
竖直方向上有F N cos θ－k Δl 2sin θ－mg ＝0 解得ω＝
mg sin θ＋k Δl 2
m (l 0＋Δl 2)cos 2θ
(3)当杆绕OO ′轴以角速度ω0匀速转动时，设小球距离B 点L 0， 此时有mg tan θ＝mω20L 0cos θ 解得L 0＝2L 3
此时小球的动能E k0＝1
2m (ω0L 0cos θ)2
小球在最高点A 离开杆瞬间的动能 E k A ＝12
m [v 20＋(ω0L cos θ)2
] 根据动能定理有W －mg (L －L 0)sin θ＝E k A －E k0 解得W ＝38mgL ＋12m v 20
考题四 抛体运动与圆周运动的综合
10．CD [不计一切阻力，小球机械能守恒，随着高度增加，E k 减少，故做变速圆周运动A 错误；在最高点P 需要向心力，故受力不平衡，B 错误．恰好通过P 点，则有
mg ＝m v 2P
R
得v P ＝gR ， mg ·2R ＋12m v 2P ＝12
m v 2
得v ＝5gR <3gR ，故C 正确； 过P 点 x ＝v P ·t 2R ＝1
2gt 2
得：x ＝gR ·2
R
g
＝2R ，故D 正确．] 11．D [根据动能定理知mgH ＝1
2m v 2知总高度不变，末速度大小不变，故A 错误；根据平
抛运动规律知H －R ＝12gt 2，x ＝v 0t ，mgR ＝1
2m v 20
，得x ＝2gR ·
2(H －R )
g
＝2R (H －R )，平抛运动的水平位移随R 的增大先增大后减小，故B 错误；到圆弧轨道最低点时加速度a ＝v 20
R ＝
2g ，故加速度大小与R 无关，故C 错误；小物体落地时竖直分速度v y ＝gt ，设落地速度与水平方向的夹角为θ，有tan θ＝gt
v 0＝
g ·2(H －R )g
2gR
＝
H －R
R
，R 越大，落地时的速度与竖直方向的夹角越大，故D 正确．]
12．(1)0.6s 10m/s ，与水平方向的夹角为37° (2)1200N ，方向竖直向下 解析 (1)选手离开平台后做平抛运动，在竖直方向H ＝12gt 2
解得：t ＝
2H
g
＝0.6 s 在竖直方向 v y ＝gt ＝6 m/s
选手到达B 点速度为v B ＝v 20＋v 2
y ＝10 m/s
与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝v y
v 0＝0.75，则θ＝37°
(2)从B 点到C 点：mgR (1－cos θ)＝12m v 2C －12m v 2
B
在C 点：F N C －mg ＝m v 2C
R
F N C ＝1 200 N
由牛顿第三定律得，选手对轨道的压力 F N C ′＝F N C ＝1 200 N ，方向竖直向下
专题综合练
1．AD [物体做平抛运动时，物体只受到重力的作用，加速度为重力加速度，所以加速度是不变的，所以A 正确；物体做匀速圆周运动时，要受到向心加速度的作用，向心加速度的大
一、第六章 圆周运动易错题培优（难） 1．如图所示，用一根长为l =1m 的细线，一端系一质量为m =1kg 的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ=30°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T ，取g=10m/s 2。则下列说法正确的是（ ） A ．当ω=2rad/s 时，T 3+1)N B ．当ω=2rad/s 时，T =4N C ．当ω=4rad/s 时，T =16N D ．当ω=4rad/s 时，细绳与竖直方向间夹角 大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】 当小球对圆锥面恰好没有压力时，设角速度为0ω，则有 cos T mg θ= 2 0sin sin T m l θωθ= 解得 053 2 rad/s 3 ω= AB ．当02rad/s<ωω=，小球紧贴圆锥面，则 cos sin T N mg θθ+= 2sin cos sin T N m l θθωθ-= 代入数据整理得 (531)N T = A 正确， B 错误； CD ．当04rad/s>ωω=，小球离开锥面，设绳子与竖直方向夹角为α，则 cos T mg α= 2sin sin T m l αωα= 解得
16N T =，o 5 arccos 458 α=> CD 正确。 故选ACD 。 2．如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A 、B 、C ，质量分别为m 、2m 、3m ，A 叠放在B 上，C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。C 、B 之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ，A 、B 间摩擦因数为3μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，现让圆盘从静止缓慢加速，则（ ） A ．当23g r μω=时，A 、B 即将开始滑动 B ．当2g r μω=32 mg μ C ．当g r μω=C 受到圆盘的摩擦力为0 D ．当25g r μω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】 A. 当A 开始滑动时有： 2033A f mg m r μω==?? 解得： 0g r μω＝ 当23g g r r μμω= 第2讲抛体运动 一、单项选择题 1．(汕头市金山中学2014届高三期中)在同一水平直线上的两位置沿水平方向分别抛出两小球A和B，其运动轨迹如图K4-2-1所示，不计空气阻力．要两球在空中相碰，则() 图K4-2-1 A．球先抛出 B．球先抛出 C．两球同时抛出 D．两球质量相等 2．如图K4-2-2所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m，水平距离为8 m，则运动员跨过壕沟的初速度至少为(取g＝10 m/s2)() 图K4-2-2 A．0.5 m/s B．2 m/s C．10 m/s D．20 m/s 3．(北京市第四十四中学2014届高三期中)一个物体以初速度v 0水平抛出，经过时间t 时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t 为( ) A.v 0g B.2v 0g C.v 02g D.2v 0g 4．如图K4-2-3所示的是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点)做平抛运动 的闪光照片．如果图中每个方格的边长l 表示的实际距离和闪光频率f 均为已知量，那么在小球的质量m 、平抛的初速度大小v 0、小球通过P 点时的速度大小v 和当地的重力加速度值g 这四个未知量中，利用上述已知量和图中信息( ) 图K4-2-3 A ．可以计算出m 、v 0和v B ．可以计算出v 、v 0和g C ．只能计算出v 0和v D ．只能计算出v 0和g 5．在地球表面某高度处以一定的初速度水平抛出一个小球，水平射程为x ，在另一星球表面以相同的水平速度抛出该小球，需将高度降低一半才可以获得相同的水平射程．忽略一 切阻力．设地球表面重力加速度为g ，该星球表面重力加速度为g ′，则g g ′ 为( ) A.12 B.2 2 C. 2 D ．2 6．如图K4-2-4所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足( ) 1．(2015·新课标全国Ⅰ·18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图1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3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是() 图1 A.L 12g 6h ＜v ＜L 1g 6h B.L 14g h ＜v ＜ (4L 21＋L 22)g 6h C.L 12g 6h ＜v ＜12 (4L 21＋L 22)g 6h D.L 14 g h ＜v ＜12 (4L 21＋L 22)g 6h 2．(多选)(2015·浙江理综·19)如图2所示为赛车场的一个水平“U ”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r .一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A ′B ′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O ′为圆心的半圆，OO ′＝r .赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为F max .选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则( ) 图2 A．选择路线①，赛车经过的路程最短 B．选择路线②，赛车的速率最小 C．选择路线③，赛车所用时间最短 D．①、②、③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 3．(2015·海南单科·14)如图3所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点．已知h＝2 m，s＝ 2 m．取重力加速度大小g＝10 m/s2. 图3 (1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径； A 从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动 匀速圆周运动专题 从现行高中知识体系来看，匀速圆周运动上承牛顿运动定律，下接万有引力，因此在高一物理中占 据极其重要的地位，同时学好这一章还将为高二的带电粒子在磁场中的运动及高三复习中解决圆周运动 的综合问题打下良好的基础。 （一）基础知识 1. 匀速圆周运动的基本概念和公式 （1） 线速度大小，方向沿圆周的切线方向，时刻变化； （2） 角速度，恒定不变量； （3）周期与频率； （4） 向心力，总指向圆心，时刻变化，向心加速度 ，方向与向心力相同； （5） 线速度与角速度的关系为 ，、、、的关系为。所以在、、中若一个量确定，其余两个量 也就确定了， 而还和有关。 2. 质点做匀速圆周运动的条件 （1） 具有一定的速度； （2） 受到的合力（向心力）大小不变且方向始终与速度方向垂直。合力（向心力）与速度始终在一个确 定不变的平面内且一定指向圆心。 3. 匀速圆周运动的动力学特征 （1） 始终受合外力作用， 且合外力提供向心力， 其大小不变，始终指向圆心，因合力始终与速度垂直, 所以合力不做功. （2） 匀速圆周运动的动力学方程 根据题意，可以选择相关的运动学量如 v ,3, T , f 列出动力学方程；，，, 熟练掌握这些方程，会给解题带来方便. 4. 变速圆周运动的动力学特征 （1）受合外力作用，但合力并不总是指向圆心， 且合力的大小也是可以变化的， 故合力可对物体做功, 物体的速率也在变化. （2）合外力的分力（在某些位置上也可以是合外力 ）提供向心力. 例题1?在图1中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为 r , a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮 的半径为4r ,小轮的半径为2r 。b 点在小轮上，到小轮中心的距离为 的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（ ） A . a 点与b 点的线速度大小相等 B . a 点与b 点的角速度大小相等 C . a 点与c 点的线速度大小相等 D. a 点与d 点的向心加速度大小相等 说明：在分析传动装置的各物理量时，要抓住等量和不等量之间 如同轴各点的角速度相等，而线速度与半径成正比；通过皮带传 虑皮带打滑的前提下）或是齿轮传动，皮带上或与皮带连接的两轮边缘的各点及 齿轮上的各点线速度大小相等、角速度与半径成反比。 练习 1.如图所示的皮带转动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴， ，。假设在传动过 程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的 A 、B C 三点的角速度之比是 ___________ ;线 r 。 c 点和d 点分别于小轮和大轮 的关系。 动（不考 a r 4r d - 'Jr 图1 完整版高一化学提高题专题复习第五章抛体运动练习题 一、选择题 1．如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点．OA、 OB分别与水流方向平行和垂直，且OA=OB=12m．若水流速度为2.0m/s 不变，两人在静水中游速相等均为2.5m/s,他们所用时间分别用t甲、t乙表示，则( ) A．t甲=9.6s B．t甲=15s C．t乙=12s D．t乙=16s 2．如图所示，一小钢球从平台上的A处以速度V0水平飞出．经t0时间落在山坡上B处，此时速度方向恰好沿斜坡向下，接着小钢球从B处沿直线自由滑下，又经t0时间到达坡上的C处．斜坡BC与水平面夹角为30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则小钢球从A到C的过程中水平、竖直两方向的分速度V x、V y随时间变化的图像是() A．B． C． D． 3．一个物体在7个恒力的作用下处于平衡状态，现撤去其中两个力，其它力大小和方向均 不变．则关于物体的运动下列说法正确的是( ) A ．可能做圆周运动 B ．一定做匀变速曲线运动 C ．可能处于静止状态 D ．一定做匀变速直线运动 4．某河流中河水的速度大小v 1=2m/s ，小船相对于静水的速度大小v 2=1m/s ．现小船船头正对河岸渡河，恰好行驶到河对岸的B 点，若小船船头指向上游某方向渡河，则小船（ ） A ．到达河对岸的位置一定在 B 点的右侧 B ．到达河对岸的位置一定在B 点的左侧 C ．仍可能到达B 点，但渡河的时间比先前长 D ．仍可能到达B 点，但渡河的时间比先前短 5．如图所示，若质点以初速度v 0正对倾角为θ＝37°的斜面水平抛出，要求质点到达斜面时位移最小，则质点的飞行时间为 ( )． A ．034v g B ．038v g C ．083v g D ．043v g 6．如图物体正沿一条曲线运动，此时物体受到的合力方向，下面四个图中一定错误的是 （ ） A ． B ． C ． D ． 7．甲、乙、丙三船在同一河流中渡河，船头和水流方向如图所示，已知三船在静水中的速度均大于水流速度v 0，则 物理二轮抛体运动与圆周运动专题卷（全国通用） 一、单项选择题 1．由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道．当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行．已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103 m/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为(B) A．西偏北方向，1.9×103 m/s B．东偏南方向，1.9×103 m/s C．西偏北方向，2.7×103 m/s D．东偏南方向，2.7×103 m/s 解析：设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同的某点时，速度为v1，发动机给卫星的附加速度为v2，该点在同步轨道上运行时的速度为v.三者关系如图，由图知附加速度方向为东偏南，由余弦定理知v22＝v21＋v2－2v1v cos30°，代入数据解得v2≈1.9×103 m/s.选项B正确． 2．(2017·新课标全国卷Ⅰ)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)．速度较大的球越过球 网，速度较小的球没有越过球网．其原因是(C) A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 解析：发球机从同一高度水平射出两个速度不同的乒乓球，根据 平抛运动规律，竖直方向上，h＝1 2gt 2，可知两球下降相同距离h所 用的时间是相同的，选项A错误；由v2y＝2gh可知，两球下降相同距离h时在竖直方向上的速度v y相同，选项B错误；由平抛运动规律，水平方向上，x＝v t，可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t较少，选项C正确；由于做平抛运动的球在竖直方向的运动为自由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的距离相同，选项D 错误． 3．(2018·山东潍坊统一考试)如图所示，河水由西向东流，河宽为800 m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离 为x，v水与x的关系为v水＝3 400x(m/s)(x的单位为m)，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船＝4 m/s，则下列说法中正确的是(B) A．小船渡河的轨迹为直线 B．小船在河水中的最大速度是5 m/s C．小船在距南岸200 m处的速度小于其在距北岸200 m处的速 一、第五章抛体运动易错题培优（难） 1．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度 A．大小和方向均不变 B．大小不变，方向改变 C．大小改变，方向不变 D．大小和方向均改变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动，如图所示，两个方向的分运动都是匀速直线运动，v x和v y恒定，则v合恒定，则橡皮运动的速度大小和方向都不变，A项正确． 2．如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动,当光盘由 A位置运动到图中虚线所示的B位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球 A．竖直方向速度大小为cos vθ B．竖直方向速度大小为sin vθ C ．竖直方向速度大小为tan v θ D ．相对于地面速度大小为v 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v ，由数学三角函数关系，则有：sin v v v θ==球线，而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故B 正确，AC 错误；球相对于地面速度大小为 v '=D 错误． 【点睛】 对线与CD 光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有逆着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为CD 光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解． 3．一个半径为R 的空心球固定在水平地面上，球上有两个与球心O 在同一水平面上的小 孔A 、B ，且60AOB ∠=?设水流出后做平抛运动，重力加速度g ，则两孔流出的水的落地点间距离为（ ） A ．R B C ．2R D ． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 水做平抛运动，竖直方向上有 212 R gt = 解得运动时间 t = 水平方向上有 02R x v t R g == = 则两落地点距圆心在地面投影点的距离为2R ，与圆心在地面投影点的连线夹角为60?，两落地点和圆心在地面投影点组成等边三角形，根据几何知识可知，两落地点间距为 2R ，选项C 正确，ABD 错误。 故选C 。 4．如图所示，在固定的斜面上A 、B 、C 、D 四点，AB=BC=CD 。三个相同的小球分别从A 、 一、第五章 抛体运动易错题培优（难） 1．甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s 和3m/s ，两船从同一渡口过河，已知甲 船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则水的流速为（ ） A ．3m/s B ．3.75m/s C ．4m/s D ．4.75m/s 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由题意，甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，可知，甲乙实际速度方向一样，如图所示 可得 tan v v θ= 水甲 cos v v θ= 乙 水 两式相乘，得 3sin =5 v v θ= 乙甲 则3 tan =4 v v θ=水 甲，解得v 水=3.75m/s ，B 正确，ACD 错误。 故选B 。 2．如图所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v 同时水平向左与水平向右抛出两个小球A 和B ，两侧斜坡的倾角分别为30°和60°，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A 和B 两小球的运动时间之比为（ ） A ．1： 1 B ．1： 2 C ．1： 3 D ．1：4 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A 球在空中做平抛运动，落在斜面上时，有 212tan 302A A A A gt y gt x vt v ?=== 解得 2tan 30A v t g ? = 同理对B 有 2tan 60B v t g ? = 由此解得 :tan 30:tan 601:3A B t t =??= 故选C 。 3．如图所示，斜面倾角不为零，若斜面的顶点与水平台AB 间高度相差为h (h ≠0)，物体以速度v 0沿着光滑水平台滑出B 点，落到斜面上的某点C 处，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。现将物体的速度增大到2v 0，再次从B 点滑出，落到斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ2，(不计物体大小，斜面足够长)，则（ ） A ．φ2>φ1 B ．φ2<φ1 C ．φ2=φ1 D ．无法确定两角大小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 物体做平抛运动，设斜面倾角为θ，则 101x v t = 21112 y gt = 11tan y h x θ-= 第3讲 圆周运动 知识要点 一、匀速圆周运动 1.定义:做圆周运动的物体,若在相等的时间内通过的圆弧长相等,就是匀速圆周运动。 2.特点:加速度大小不变,方向始终指向圆心,是变加速运动。 3.条件:合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。 二、角速度、线速度、向心加速度 三、匀速圆周运动的向心力 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 n ＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝mωv ＝4π2mf 2r 。 3.方向:始终沿半径指向圆心方向,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。 四、离心现象 1.定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。 基础诊断 1.如图1所示,a、b是地球表面上不同纬度上的两个点,如果把地球看做是一个球体,a、b两点随地球自转做匀速圆周运动,这两个点具有大小相同的() 图1 A.线速度 B.加速度 C.角速度 D.轨道半径 【试题参考答案】: C 2.(多选)一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4 m/s,转动周期为2 s,则() A.角速度为0.5 rad/s B.转速为0.5 r/s C.轨迹半径为4 πm D.加速度大小为4π m/s 2 【试题参考答案】: BCD 3.(多选)[教科版必修2·P23·T4拓展]如图2所示,自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B＝4R A、R C＝8R A。当自行车正常骑行时,A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比a A∶a B∶a C等于() 图2 A.1∶1∶8 B.4∶1∶4 C.4∶1∶32 D.1∶2∶4 圆周运动专题训练(含答案) 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑 圆周运动专题训练<含答案） (时间：45分钟，满分：100分> 一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意> 1.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预 定轨道．发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地 方，如图1所示．这样选址的优点是，在赤道附近 (>b5E2RGbCAP A．地球的引力较大 B．地球自转线速度较大图1 C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大 解读：为了节省能量，而沿自转方向发射，卫星绕地球自转而具有的动能在赤道附近最大，因而使发射更节能．故选 B.p1EanqFDPw 答案：B 2．某同学设想驾驶一辆由火箭作动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以任意增加，不计空气阻力，当汽车速度增加到某一值时，汽车将离开地球成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”，对此下列说法正确的是(R＝6400 km，取g＝10 m/s2>(>DXDiTa9E3d A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B．当汽车离开地球的瞬间速度达到28 440 km/h C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1 h D．在此“航天汽车”上弹簧测力计无法测量力的大小 解读：汽车受到的万有引力提供向心力和重力，在速度增加时，向心力增大，则重力减小，对地面的压力则减小，选项A错误．若要使汽车离开地球，必须使汽车的速度达到第一宇宙速度7.9 km/s＝28 440 km/h，选项B正确．此时汽车的最小周期为T＝2π错误!＝2π错误!＝2π错误!＝5 024 s＝83.7 min，选项C错误．在此“航天汽车”上弹簧产生形变仍然产生弹力，选项D错误．RTCrpUDGiT 答案：B 3．(2018·上海高考>月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a.设月球表面的重力加速度大小为g1，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2，则5PCzVD7HxA (> A．g1＝aB．g2＝a C．g1＋g2＝aD．g2－g1＝a 解读：月球因受地球引力的作用而绕地球做匀速圆周运动．由牛顿第二定律可知地球对月球引力产生的加速度g2就是向心加速度a，故B选项正确．jLBHrnAILg 答案：B 4．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高h处平抛一物体，射程为60 m，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为 (>xHAQX74J0X A．10 mB．15 m C．90 mD．360 m 解读：由平抛运动公式可知，射程x＝v0t＝v0错误!， 专题四：抛体运动与圆周运动 知识1：运动的合成与分解 1、（2016-16）.沿水平方向做匀速直线运动的飞机空投物资,若不计空气阻力,飞行员和地面上的人观察到物资在空中运动的轨迹分别是() A. 曲线,曲线 B. 直线,曲线 C. 曲线,直线 D. 直线,直线 2、（2016-37）.如图所示,一条小船渡河,河水流速v1=3 m/s,船在静水中速度v2=4 m/s,船头方向与河岸垂直.关于小船的运动,下列说法正确的是() A. 小船的实际运动轨迹与岸垂直 B. 小船相对于岸的速度大小为1 m/s C. 小船相对于岸的速度大小为5 m/s D. 小船相对于岸的速度大小为7 m/s 3、（2015-18）．小船在静水中的速度为r。若小船过河时箭头始终与岸垂直，水流速度增 大后 A．小船相对于岸的速度减小B．小船相对于岸的速度增大 C．小船能到达出发点的正对岸D．小船到达对岸的过河路程减小 4、（2015-52）．关于运动的合成，下列说法正确的有 A．只有方向相互垂直的运动才能合成 B．两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动 C．两个变速直线运动的合运动可能是曲线运动 D．匀速直线运动和变速直线运动的合运动一定是变速直线运动 知识2：抛体运动 5、（2018-9）.物体以9m/s的初速度从距水平地面20m高的塔上被水平抛出。不计空气阻力，g取10m/s2，则物体从抛出点到落地点的水平距离为 A.12 m B.18m C.20m D.45m 6、（2017-37）．“套套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏，如图13所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方一同物 体，假设小圆环的运动可视为平抛运动，则 A．小孩抛出的圆环速度大小较小 B．两人抛出的圆环速度大小相等 C．小孩抛出的圆环运动时间较短 D．大人抛出的圆环运动时间较短 7、（2017-51）．如图18所示，O点处有一小球以v=8m/s的水平初速度做平抛运动，经过2s，小球到达M点（g取10 m/s2），则下列说法正确的有 A．O、M两点之间的水平距离为16 m B．O、M两点之间的竖直距离为20 m C．小球在M点水平分速度的大小为16 m/s D．小球在M点的竖直分速度大小为10 m/s 8、（2016-43）.运动员将网球水平击出,球未触网落到对方场 地,已知击球点离地面的高度为1.8 m,重力加速度取10 m/s2,则 球在空中的飞行时间大约是() A. 0.6 s B. 0.36 s C. 5 s D. 0.18 s r m 高一期末考试题目 圆周运动专题汇编 ——高一必须掌握的经典题目 一、选择题[共53题] .............................................................................................................. 1 二、填空题[共9题] ................................................................................................................ 9 三、实验题[共2题] .............................................................................................................. 11 四、计算题[共6题] .............................................................................................................. 12 [编者按]高一不可能一步达到高三的水平，到底需要掌握哪些题型？打开历年的高一中考、末考题目，就可以心中有数了。这是笔者从138套历年全国各地高一期末考试题目中挑选的题目，选择题[共53题]，填空题[共9题]，实验题[共2题]，计算题[共6题]，共70道，不涉及与机械能联系的题目，汇编成一体，供讲新课的老师参考。 一、选择题[共53题] 1、如图所示，用长为L 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动，则( ) A ．小球在最高点时所受向心力一定为重力 B ．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C ．若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是gL D ．小球在圆周最低点时拉力可能等于重力 2、在质量为M 的电动机的飞轮上，固定着一个质量为m 的重物，重物到转轴的距离为r ， 如图所示，为了使放在地面上的电动机不会跳起，电动机飞轮的角速度不能超过( ) A ． g mr m M + B ．g mr m M + C ．g mr m M - D ． mr Mg 3．关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是： A ．大小不变，方向变化 B ．大小变化，方向不变 C ．大小、方向都变化 D ．大小、方向都不变 4．同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥，在桥的中央处有： A ．车对两种桥面的压力一样大 B ．车对平直桥面的压力大 C ．车对凸形桥面的压力大 D ．无法判断 5、洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示，则此时： A ．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用 B ．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的 一、曲线运动 1．曲线运动的条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直线上。 当物体受到的合力为恒力（大小恒定、方向不变）时，物体作匀变速曲线运动，如平抛运动。 当物体受到的合力大小恒定而方向总跟速度的方向垂直，则物体将做匀速率圆周运动．（这里的合力可以是万有引力——卫星的运动；弹力——绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转；重力与弹力的合力——锥摆；静摩擦力——水平转盘上的物体等．） 2．曲线运动的特点：曲线运动的速度方向一定改变，所以是变速运动。需要重点掌握的两种情况：一是加速度大小、方向均不变的曲线运动，叫匀变速曲线运动，如平抛运动，另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动，如匀速圆周运动。 二、运动的合成与分解 1．从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则。重点是判断合运动和分运动，这里分两种情况介绍。 一种是研究对象被另一个运动物体所牵连，这个牵连指的是相互作用的牵连，如船在水上航行，水也在流动着。船对地的运动为船对静水的运动与水对地的运动的合运动。一般地，物体的实际运动就是合运动。 第二种情况是物体间没有相互作用力的牵连，只是由于参照物的变换带来了运动的合成问题。如两辆车的运动，甲车以v甲＝8 m／s的速度向东运动，乙车以v乙＝8 m／s的速度向北运动。求甲车相对于乙车的运动速度v甲对乙。 2．求一个已知运动的分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果”分解，或正交分解。 3．合运动与分运动的特征： ①等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等 ②独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行，互不影响。 4．物体的运动状态是由初速度状态（v0）和受力情况（F合）决定的，这是处理复杂运动的力和运动的观点.思路是： （1）存在中间牵连参照物问题：如人在自动扶梯上行走，可将人对地运动转化为人对梯和梯对地的两个分运动处理。 （2）匀变速曲线运动问题：可根据初速度（v0）和受力情况建立直角坐标系，将复杂运动转化为坐标轴上的简单运动来处理。如平抛运动可以利用这种方法处理。 5．运动的性质和轨迹 物体运动的性质由加速度决定（加速度得零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动）。 物体运动的轨迹（直线还是曲线）则由物体的速度和加速度的方向关系决定（速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动；速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动）。 圆周运动 [方法点拨] (1)圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，且已知合外力方向(匀速圆周运动指向圆心)，做好受力分析，由牛顿第二定律列方程．(2)理解做圆周运动、离心运动、近心运动的条件．(3)竖直面内的圆周运动常结合动能定理或机械能守恒解题． 1．(圆周的运动学问题)正在以速度v匀速行驶的汽车，车轮的直径为d，则车轮的转动周期为( ) A.d v B. d 2v C. πd v D. 2πd v 2．(圆周的动力学问题)(多选)如图1所示，两根细线分别系有两个完全 相同的小球，细线的上端都系于O点．设法让两个小球均在同一水平面 上做匀速圆周运动．已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的 夹角为30°，下列说法正确的是( ) 图1 A．细线L1和细线L2所受的拉力之比为3∶1 B．小球m1和m2的角速度大小之比为3∶1 C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1 D．小球m1和m2的线速度大小之比为33∶1 3．(圆周的动力学问题)如图2所示为空间站中模拟地球上重力的装置，环 形实验装置的外侧壁相当于“地板”，让环形实验装置绕O点旋转，能使 “地板”上可视为质点的物体与地球表面处有同样的“重力”，则旋转角 速度应为(地球表面重力加速度为g，装置的外半径为R)( ) 图2 A.g R B. R g C．2 g R D. 2R g 4．(竖直面内的圆周运动)(多选)如图3所示，光滑管形圆轨道半径为 R(管径远小于R)，小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径， 能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小 球a在最低点时，小球b在最高点，则以下说法正确的是( ) 图3 A．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a所需向心力是小球b所需向心力的5倍B．速度v至少为5gR，才能使两球在管内做圆周运动 C．速度满足2gR＜v＜5gR时，小球在最高点会对内侧轨道有压力作用 圆周运动专题训练（含答案） (时间：45分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意) 1.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道．发射场一 般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图1所示．这样选址的优点是， 在赤道附近() A．地球的引力较大 B．地球自转线速度较大图1 C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大 解析：为了节省能量，而沿自转方向发射，卫星绕地球自转而具有的动能在赤道附近最大，因而使发射更节能．故选B. 答案：B 2．某同学设想驾驶一辆由火箭作动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以任意增加，不计空气阻力，当汽车速度增加到某一值时，汽车将离开地球成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”，对此下列说法正确的是(R＝6400 km，取g＝10 m/s2)() A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B．当汽车离开地球的瞬间速度达到28 440 km/h C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1 h D．在此“航天汽车”上弹簧测力计无法测量力的大小 解析：汽车受到的万有引力提供向心力和重力，在速度增加时，向心力增大，则重力减小，对地面的压力则减小，选项A错误．若要使汽车离开地球，必须使汽车的速度达到 第一宇宙速度7.9 km/s＝28 440 km/h，选项B正确．此时汽车的最小周期为T＝2π r3 GM＝ 2πR3 gR2＝2π R g＝5 024 s＝83.7 min，选项C错误．在此“航天汽车”上弹簧产生形变仍 然产生弹力，选项D错误． 答案：B 3．(2010·上海高考)月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a.设月球表面的重力加速度大小为g1，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2，则 () A．g1＝a B．g2＝a C．g1＋g2＝a D．g2－g1＝a Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圆周运动专题汇编 一、线速度和角速度问题 1．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r ，a 是它边缘上的一点．左侧是一轮轴， 大轮的半径为4r ，小轮的半径为2r ．b 点在小轮上，到小轮中心的距离为r ．c 点和d 点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则( ) A. a 点与b 点的线速度大小相等 B. a 点与b 点的角速度大小相等 C. a 点与c 点的线速度大小相等 D. a 点的向心加速度小于d 点的向心加速度 2．下图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮， Ⅲ是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为 （ ） A ． 2 3 1r r nr π B ． 1 3 2r r nr π C ． 1 3 22r r nr π D ． 2 3 12r r nr π 3．如图为常见的自行车传动示意图。A 轮与脚登子相连，B 轮 与车轴相连，C 为车轮。当人登车匀速运动时，以下说法中正确的是 Ａ．A 轮与B 轮的角速度相同 Ｂ．A 轮边缘与B 轮边缘的线速度相同 Ｃ．B 轮边缘与C 轮边缘的线速度相同 Ｄ．A 轮与C 轮的角速度相同 4．图3所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。P 是轮盘的一个齿，Q 是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（ ） A ．P 、Q 两点角速度大小相等 B ．P 、Q 两点向心加速度大小相等 C ．P 点向心加速度小于Q 点向心加速度 D ．P 点向心加速度大于Q 点向心加速度 5．如图所示为一种“滚轮——平盘无极变速器”的示意图， 它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动．如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴转速n 1、从动轴转速n 2、 滚轮半径r 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x 之间的关系是 ( ) A . n 2=n 1x r B.n 2=n 1r x C.n 2=n 1x 2 r 2 D.n 2=n 1 x r 6．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r ，a 是它边缘上的一点。左侧是一轮轴， 大轮的半径为4r ，小轮的半径为2r 。b 点在小轮上，到小轮中心的距离为r ，c 点和d 点 分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则下列中正确的是： ( ) A. a 点与b 点的线速度大小相等 B. a 点与b 点的角速度大小相等 C. a 点与c 点的线速度大小相等 D. a 点向心加速度大小是d 点的4倍 7．如图所示，自行车的传动是通过连接前、后齿轮的金属链条来实现的。下列关于自行车 Q 图 3 P Q 专题15 抛体运动（测） 【满分：110分 时间：90分钟】 一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．如图所示，在足够长的斜面上的A 点，以水平速度v 0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为t 1；若将此球改用2v 0抛出，落到斜面上所用时间为t 2，则t 1与t 2之比为（ ） A ．1∶1 B．1∶2 C ．1∶3 D．1∶4 【答案】B 【名师点 睛】此题是平抛运动的规律的应用问题；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住位移关系，结合运动学公式灵活求解；此题难度不大；考查学生的基础知识. 2．如图所示，一长为2L 的木板，倾斜放置，倾角为0 45，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为（ ） A. L 21 B.L 31 C. L 41 D. L 5 1 【答案】D 【名师点睛】在处理 平抛运动时，关键是知道将平抛运动分解为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，两个运动具有等时性，即运动时间相同，然后列式求解。 3．如图所示为四分之一圆柱体OAB 的竖直截面，半径为R ，在B 点上方的C 点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D 点与圆柱体相切，OD 与OB 的夹角为60°，则C 点到B 点的距离为（） A. 4R B.34R C.2 R D ．R 【答案】A 【解析】小球做平抛运动，经过Q 点时，水平速度与末速度的夹角为60°，则有 00 tan 60y v gt v v ?==，则时间0tan v t g θ= ①，小球下落的高度2 220tan 60122v h gt g ?==②，在水平方向上有故0 0cos30x R v t ==③，C 点到B 点的距离为 ()()2 200 00tan 601cos 601cos 602v H h R R g =--=--④，联立四式解得4 R H = 【名师点睛】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，掌握运动学公式，并能灵活运用 4．如图所示是倾角为45°的斜坡，在斜坡底端P 点正上方Q 点以速度v 0水平向左抛出一个小球A ，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t 1。小球B 从同一点Q 自由下落，下落至P 点的时间为t 2。不计空气阻力，则t 1与t 2的比值为（） A. 1∶2 B. 1∶ 2 C. 1∶3 D. 1∶ 3 章末质量检测(四) (时间：40分钟) 一、选择题(本题共10小题，1～7题为单项选择题，8～10题为多项选择题) 1.野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是() 图1 A.图乙中前轮边缘处A、B、C、D四个点的线速度相同 B.大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈 C.图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点角速度相同 D.在大齿轮处的角速度不变的前提下，增加小齿轮的齿数，自行车的速度将变大解析A、B、C、D四点线速度大小相等，方向不同，选项A错误；齿数与周期成正比，选项B正确；E、F两点线速度大小相同，半径不同，故角速度不同，选项C错误；若大齿轮角速度不变，增加小齿轮齿数，则小齿轮周期变大，角速度变小，自行车速度变小，选项D错误。 答案 B 2.组成星球的物质靠万有引力吸引在一起随星球自转。若某质量分布均匀的星球的角速度为ω，为使该星球不瓦解，该星球的密度至少为ρ。下列图像可能正确的是() 解析由题意知，赤道处最易瓦解，对于赤道处质量为m的物体，恰好瓦解时， 有G Mm R2＝mRω2，而M＝ρ·4 3πR 3，解得ω2＝4πG3ρ，B正确。 答案 B 3.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是() A.周期 B.角速度 C.线速度 D.向心加速度 解析设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球做匀速 圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得G Mm r2＝m4π2 T2r＝mω 2r＝m v2 r ＝ma， 得T＝2πr3 GM ，ω＝GM r3 ，v＝GM r ，a＝GM r2 可知，卫星的轨道半径越大， 周期越大，而角速度、线速度和向心加速度越小，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较小的是周期，较大的是角速度、线速度和向心加速度，故选A项。 答案 A 4.经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。已知太阳的质量为M，光速为c，第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍，引力常量为G，若太阳演变成一个黑洞，其密度ρ至少达到() A. c6 12πG3M2 B. 3c6 32πG3M2 C. 3c6 16πG3M2 D. c6 16πG3M2 解析根据万有引力提供向心力有GMm R2 ＝m v21 R ，得太阳的第一宇宙速度v1＝高三物理一轮复习专题训练：专题《抛体运动》
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