(共134张PPT)
专题四 抛体运动与圆周运动
考点展示
知识网络
1．运动的合成与分解(Ⅰ)
2．抛体运动(Ⅰ)
3．匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度(Ⅰ)
4．匀速圆周运动的向心力(Ⅱ)
5．离心现象(Ⅰ)
体做
件:物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同
研究曲线运动的基本方法
成与分解
平抛
位移
迹:一条抛物线
速度
角速
周期
匀速圆周运动〈
线速度和角速度的
加速度
匀速
实验:探究平抛运动的规律
验:探究
大小的表达式
真题体验
ZHENTI
T/YAN
知识梳理
ZHISHI
SHULI
a
O
O
B
d
U水
d
U水
典例精析
C
B
考点演练
KAODIAN
YANLIAN
西A东西东西东西东
B
球的实际
路径
ee⊙
6
37
A
B
2O2
B
B
(一定
图a
图(b)
B
B
乙
审
审清题意,确
将做圆周运动的
定研究对象
物体为研究对象
确定圆周运动的轨道平
分析几何关系,目的是确定圆周运动的
员心、半
分析物体的运动情况,即物体的线速度
角速度等相关量
分析物体的受力情况,画出受破题关键
力示意图,确定向心力的来源
四列
据牛顿运动定律及圆周运动知识列方程
定位板小球
压纸板
记录面板
轨道
重垂线
接球挡板
重锤
调平螺丝气泡水准
IBI
D
IB
876
传动手柄
2、3变速塔轮
3
4长槽
短槽
6.横臂
刂力套筒
向心力演示仪
8标尺
标尺
长槽矩榑
塔轮1
塔轮2
手柄
f
钢球钢球
钢球钢球
图甲
图乙
铝球钢球
图丙合格演练测评(四)
(抛体运动与圆周运动)
姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
一、单项选择题
1．如图，篮球沿优美的弧线穿过篮筐，图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是( )
A．v1
B．v2
C．v3
D．v4
答案：C
2．如图所示，一质点沿曲线MN运动，P为轨迹上的一点．该质点在P点所受合力方向可能是沿图中( )
A．Pa的方向
B．Pb的方向
C．Pc的方向
D．Pd的方向
解析：根据曲线运动的条件可知，物体受到的合外力的方向指向轨迹弯曲的内侧，只有Pd的方向符合要求．可见选项D正确，A、B、C错误．
答案：D
3．如图所示是一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹，最后运动员以速度v沿竖直方向入水．则在轨迹的a、b、c、d四个位置中，头部的速度沿竖直方向的是( )
A．a位置
B．b位置
C．c位置
D．d位置
解析：物体做曲线运动，轨迹是曲线，任一点的切线方向为速度方向，由图可知，c点的速度方向竖直向下，故C正确．
答案：C
4．如图所示是某品牌的电动车，当这种电动车在平直公路上行驶时，车前照灯的光束跟平直的道路吻合．当该车转弯时，其前、后车轮在地面上留下了不同的曲线轨迹，则此时照明灯光束的指向跟下列哪条轨迹相切( )
A．后轮的轨迹
B．前轮的轨迹
C．在车前、后轮连线中点的运动轨迹
D．条件不够，无法确定
解析：因为电动车的车灯固定在车头上，随前轮一起转动，所以照明灯光束的指向与前轮在地面上留下的曲线轨迹相切，故B正确．
答案：B
5.如图所示为锥形齿轮的传动示意图，大齿轮带动小齿轮转动，大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2，两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2，则( )
A．ω1<ω2，v1＝v2
B．ω1>ω2，v1＝v2
C．ω1＝ω2，v1>v2
D．ω1＝ω2，v1解析：由于大齿轮带动小齿轮转动，两者啮合，所以线速度v1＝v2，由于v＝ωr，所以ω1r1＝ω2r2，又因为r1>r2，所以ω1<ω2，A正确．
答案：A
6.如图所示，杂技演员驾驶摩托车从高1.25
m的平台上水平飞越到地面，若空气阻力不计，g取10
m/s2，则演员在空中飞行的时间是( )
A．0.5
s
B．1
s
C．1.5
s
D．2
s
答案：A
7.用如图所示的演示器研究平抛运动，小锤击打弹性金属片C，使A球沿水平方向飞出做平抛运动；与此同时，B球被松开做自由落体运动，实验观察到的现象是( )
A．B球先落地
B．A球先落地
C．A、B两球同时落地
D．增大实验装置离地面的高度，重复上述实验，B球将先落地
答案：C
8．如图所示为教室里可以沿水平方向滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线．若粉笔相对于黑板从静止开始向下匀加速直线滑动，同时黑板以某一速度水平向左匀速滑动，则粉笔在黑板上所画出的轨迹，可能为下列图中的( )
解析：由题意可知，粉笔相对黑板在水平方向做向右的匀速直线运动，竖直方向做向下匀加速直线运动，其运动轨迹类似于平抛运动，故A、C、D错误，B正确．
答案：B
9．一个物体以初速度v0水平抛出，经时间t后竖直方向速度大小也为v0，重力加速度为g，则t为( )
A.
B.
C.
D.
答案：A
10．如图，在同一竖直面内，小球a，b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与抛两出点水平距离相等的P点．若不计空气阻力，下列关系式正确的是( )
A．ta>tb，va>vb
B．taC．ta>tb，vaD．ta>tb，va＝vb
答案：C
11．如图所示是起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴O逆时针转动，吊臂上的A，B两点做圆周运动，此时A点的角速度为ω，液压杆的长度为r，OB＝2OA＝2l，则( )
A．A点的速度方向垂直于液压杆
B．B点的角速度为2ω
C．A，B两点的线速度大小关系vB＝2vA
D．B点的向心加速度为ω2l
解析：吊臂是绕固定转轴O旋转，A点为吊臂一点，故A点的方向垂直于吊臂，选项A错误；A、B两点都在吊臂上共同绕固定转轴O旋转，故B点的角速度等于A点的角速度，选项B错误；根据v＝ωr可知vB＝2vA，选项C正确；根据a＝ω2r可知，B点的向心加速度为2ω2l，选项D错误．
答案：C
12．如图所示，一辆汽车正通过一段弯道公路，视汽车做匀速圆周运动，则( )
A．该汽车速度恒定不变
B．汽车左右两车灯的线速度大小相等
C．若速率不变，则跟公路内道相比，汽车在外道行驶时所需的向心力较小
D．若速率不变，则跟晴天相比，雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所需的向心力较小
解析：拐弯过程中汽车各部位周期相等，因此角速度相等，根据v＝ωr可知，汽车外侧的车灯线速度大，且线速度方向不断变化，该汽车速度发生了变化，故A、B错误；由向心力公式FN＝可知，若速率不变，则跟公路内道相比，汽车在外道行驶时所需的向心力较小，故C正确；若速率不变，汽车在同车道上行驶时所受的向心力大小不变，但由于雨天最大静摩擦力减小，所以容易出现离心现象，故D错误．
答案：C
13.如图所示，内壁光滑的竖直圆筒，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆筒上表面圆心，且物块贴着圆筒内表面随圆筒一起转动，则( )
A．绳的张力可能为零
B．圆筒对物块的弹力不可能为零
C．随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变
D．随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大
解析：当物块随圆筒做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，选项A、D错误，C正确；当绳的水平分力恰能提供向心力的时候，圆筒对物块的弹力恰好为零．选项B错误．
答案：C
14．如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A．
B．2
C．
D．
解析：小球能通过竖直圆轨道的最高点的临界状态为重力提供向心力，即mg＝mω2R，解得ω＝，选项C正确．
答案：C
15.玩“陀螺”是一种有益的游戏活动，如图所示，陀螺面上有A，B两点，A，B离转动中心的距离分别为RA和RB，且RAA．线速度相同
B．角速度相同
C．A的线速度大
D．B的角速度大
解析：陀螺面上的A、B两点是共轴转动，所以它们的角速度相同，选项B正确，D错误，由v＝ωR可知，vA答案：B
16．如图喷出的水做斜抛运动，如果不计空气阻力，下列关于处于最高点水滴的速度与加速度说法正确的是( )
A．速度大小和加速度大小均为零
B．速度大小为零，加速度大小不为零
C．速度大小不为零，加速度大小为零
D．速度大小和加速度大小均不为零
解析：处于最高点的水滴有水平速度，即速度不为零；加速度始终为g，不为零，故D正确．
答案：D
17．在一条笔直的河道中，水流方向如图所示，一汽艇由A点渡河，如果船头指向始终与河岸垂直，则汽艇到达对岸的位置是( )
A．正对岸的B点
B．正对岸B点的右侧
C．正对岸B点的左侧
D．对岸的任意位置都有可能
解析：汽艇参与了两种运动，如图所示，由运动合成可知，汽艇到达对岸的位置是正对岸B点的右侧．
答案：B
18.如图所示，汽车驶过圆弧形凸桥的顶端时，汽车受到的重力为G，若受到的支持力FN是重力G的，则汽车过凸桥顶端时，向心力的大小为( )
A．0
B．G
C．G
D．G
解析：对汽车受力分析，依据牛顿第二定律有，F向＝G－FN＝G，选项B正确．
答案：B
19．一辆载重汽车在丘陵地上行驶，地形如图所示．汽车以相同的速率经过图中M、N、P、Q四处时，最容易爆胎的是( )
A．M处
B．N处
C．P处
D．Q处
解析：在凹处，F向＝FN－G，可得FN>G，在凸处，F向＝G－FN，可得N答案：C
20．某同学用一根结实的细绳，一端拴一个小物体在光滑的水平桌面上做圆周运动，体验手拉绳的力，如图所示．当保持物体质量不变时，下列说法正确的( )
A．半径不变，减小角速度，拉力将减小
B．半径不变，增大角速度，拉力将减小
C．角速度不变，减小半径，拉力将增大
D．角速度不变，增大半径，拉力将减小
解析：拉力大小F＝mω2R，半径不变，减小角速度，拉力将减小，选项A正确，B错误；角速度不变，减小半径，拉力将减小，增大半径，拉力将增大，选项C、D错误．
答案：A
二、非选择题
21．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动．皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值．已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1.
(1)在这个实验中，利用了________(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系．
(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量________(选填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与________(选填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径________(选填“相同”或“不同”)的两个塔轮．
(3)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1∶2，则左、右两边塔轮的半径之比为________．
解析：(1)本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法．
(2)探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速度相同，所以应选择两个质量相同的小球．半径不同，分别放在挡板C和挡板B处．同时选择半径相同的两个塔轮．
(3)据F＝mω2R，由题意可知F右＝2F左，R左＝2R右，
可得ω左∶ω右＝1∶2.由v＝ωr可得r左轮∶r右轮＝2∶1，
左、右两边塔轮的半径之比是2∶1.
答案：(1)控制变量法 (2)相同 挡板B 相同 (3)2∶1
22．滑雪比赛惊险刺激，如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0
s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，运动员的质量m＝50
kg，不计空气阻力(sin
37°＝0.60，cos
37°＝0.80，g取10
m/s2)，求：
(1)A点与O点的距离L；
(2)运动员离开O点时的速度大小．
解析：(1)运动员在竖直方向做自由落体运动，
有Lsin
37°＝gt2，L＝＝75
m.
(2)设运动员离开O点时的速度为v0，运动员在水平方向的分运动为匀速直线运动，
有Lcos
37°＝v0t，即v0＝＝20
m/s.
答案：(1)75
m (2)20
m/s
23．宇宙飞船中的宇航员需要在航天之前进行多种训练，离心试验器是其中训练的器械之一．如图所示是离心试验器的原理图，可以用此试验研究过荷对人体的影响，测量人体的抗荷能力．离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动．现观测到图中的直线AB(线AB与舱底垂直)与水平杆成30°角，g取10
m/s2.求：
(1)被测试者的加速度大小；
(2)被测试者对座位的压力是他所受重力的倍数．
解析：被测验者做匀速圆周运动，合外力提供向心力，被测验者受到重力和座椅支持力，竖直方向合力为零，则有
Nsin
30°＝mg，
Ncos
30°＝ma，
解得a＝g＝10
m/s2，＝2.
答案：(1)10
m/s2 (2)2倍
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