2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题15 圆周平抛组合模型（含解析）

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题15 圆周平抛组合模型 一、综合题（共12题；共170分） 1.（2020高三下·南昌月考）运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示，AB是水平路面，BC是半径为20m的圆弧，CDE是一段曲面。运动员驾驶功率始终是P=1.8kW的摩托车在AB段加速，到B点时速度达到最大vm=20m/s，再经t=13s的时间通过坡面到达E点时，关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量m=180kg，坡顶高度h=5m，落地点与E点的水平距离s=16m，重力加速度g=10m/s2。如果在AB段摩托车所受的阻力恒定，求： （1）AB段摩托车所受阻力的大小； （2）摩托车过B点时受到地面支持力的大小； （3）摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功。 2.（2020·枣庄模拟）如图所示，AB为竖直平面内的细管状半圆轨道，AB连线为竖直直径，轨道半径R＝6.4m，轨道内壁光滑，A、B两端为轨道的开口。BC为粗糙水平轨道，其长度s＝8.4m。CD为倾角θ＝37°的斜面。用两个小物块a、b紧靠在一轻弹簧的两端将弹簧压缩，用细线将两物块绑住，沿轨道静置于C点。弹簧很短，物块与弹簧均不拴接，物块a的线度略小于细管的内径。烧断细线，两物块先后落到斜面的M点，CM两点之间的距离L＝12m。已知物块跟水平轨道之间的动摩擦因数μ＝ ，忽略空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2 ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求： （1）物块b刚离开弹簧的瞬间，其速率v0是多少？ （2）设物块a、b的质量分别为m1、m2 ， 则 是多少？（结果可以用根式表示） 3.（2020高三下·广西月考）如图所示，质量为m=0.1kg小球从距离地面h=0.8m高的地方自由落下，进入半径为R=0.2m的四分之三粗糙的圆弧，最后从C点水平抛出，落到水平地面上的B点，测得BD的距离也为R。 （1）小球在C点的速度是多少？ （2）在C点，小球对轨道的压力是多少，方向如何？ 4.（2020高三下·合肥月考）如图所示，半径R=0.50m 的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定在水平桌面上，轨道末端切线水平且端点 N 处于桌面边缘，把质量m=0.20kg 的小物块从圆轨道上某点由静止释放，经过N点后做平抛运动，到达地面上的P点。已知桌面高度h=0.80m，小物块经过N点时的速度 v0=3.0m/s，g取 10m/s2。不计空气阻力，物块可视为质点，求： （1）小物块经过圆周上N点时对轨道压力 F 的大小； （2）P 点到桌面边缘的水平距离x； （3）小物块落地前瞬间速度v的大小。 5.（2020高三下·湛江月考）如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB＝5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2。当小物块运动到B点时撤去力F。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块通过B点时对轨道的压力的大小； （3）小物块能否通过最高点D点，请用物理知识说明理由。若能通过最高点，求物块落到水平地面时离B点的距离。 6.（2020高三下·余姚期中）如图所示是某游戏装置的示意图，ABC为固定在竖直平面内的截面为圆形的光滑轨道，直轨道AB与水平成θ＝37°放置，且与圆弧轨道BC相切连接，AB长为L1＝0.4m，圆弧轨道半径r＝0.25m，C端水平，右端连接粗糙水平面CD和足够长的光滑曲面轨道DE，D是轨道的切点，CD段长为L2＝0.5m。一个质量为m＝1kg的可视为质点的小物块压缩弹簧后被锁定在A点，解除锁定后小物块被弹出，第一次经过D点的速度为vD＝1m/s，小物块每次发射前均被锁定在A位置，通过调整弹簧O1端的位置就可以改变弹簧的弹性势能，已知弹簧的弹性势能最大值为Epm＝13J，小物块与水平面CD间的摩擦因数μ＝0.3．求： （1）小物块第一次运动到BC轨道的C端时对轨 ... ...