专题21机械能抛体运动模型-高考物理机械能常用模型(原卷版).docx

高考物理《机械能》常用模型最新模拟题精练
专题21 机械能+抛体运动模型
一．选择题
1 （2023河南洛阳名校联考）.如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的
是 (　　)

A.小球向上运动的过程中处于失重状态
B.小球压缩弹簧的过程中小球减小的动能等于弹簧增加的势能
C.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能
D.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒
2.（2023湖北名校联考）如图所示，a、b、c分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点，Oa为水平半径，c点和圆心O的连线与竖直方向的夹角a=53°，现从a点正上方的P点由静止释放一质量m=1kg的小球（可视为质点），小球经圆弧轨道飞出后以水平速度v=3m/s通过Q点，已知圆弧轨道的半径R=1m，取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力，下列分析正确的是（　　）

A. 小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为4.5J
B. P、a两点的高度差为0.8m
C. 小球运动到c点时的速度大小为4m/s
D. 小球运动到b点时对轨道的压力大小为43N
3. （2020山东模拟2）以水平面为零势能面，则小球水平抛出时重力势能等于动能的 2倍，那么在抛体运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为( )
A． B． C． D．

4.（2020贵州安顺市3月调研）如图所示，半圆形光滑轨道BC与水平光滑轨道AB平滑连接。小物体在水平恒力F作用下，从水平轨道上的P点，由静止开始运动，运动到B点撤去外力F，小物体由C点离开半圆轨道后落在P点右侧区域。已知PB=3R，F的大小可能为（　　）

A.
B.
C.
D.
5 如图所示，质量为m的足球静止在地面1的位置，被踢出后落到地面3的位置。在空中达到最高点2的高度为h，速度为v，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员对足球做的功为mgh+mv2
B. 足球落到3位置时的动能为mgh
C. 足球刚离开1位置时的动能大于mgh+mv2
D. 足球在2位置时的机械能等于其在3位置时的动能

6.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是(    )

A. 物体落到海平面时的势能为mgh                         
B. 物体在最高点处的机械能为
C. 物体在海平面上的机械能为 +mgh           
D. 物体在海平面上的动能为

7． 某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计。用v、E、Ek、P分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是(　　)

二．计算题
1.（2022北京东城二模） 有一项荡绳过河的拓展项目，将绳子一端固定，人站在高台边缘A处抓住绳子另一端，像荡秋千一样荡过河面，落到河对岸的平地上。为了方便研究，将人看作质点，如图所示。已知人的质量，A到悬点O的距离，A与平地的高度差，人站在高台边缘时，AO与竖直方向的夹角。某次过河中，人从高台边缘无初速度离开，在最低点B处松开绳子，落在水平地面上的C点。取重力加速度，，。求：
（1）人到达B点时的速度大小；
（2）人到达B点松开绳前，绳对人的拉力大小F；
（3）C点到高台边缘的水平距离x。

2.(14分)（2021年5月西安长安区二模） 如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4 m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＝1 kg的小物块在9 N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xAB＝5 m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.当小物块运动到B点时撤去力F，.取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)小物块到达B点时速度的大小；
(2)小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；
(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离.
3．(20分) （2021高考二轮验收评估模拟）从地面上以初速度v0＝9 m/s竖直向上抛出一质量为m＝0.1 kg的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1＝3 m/s，且落地前球已经做匀速运动．(g＝10 m/s2)求：

(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；
(2)球抛出瞬间的加速度大小．
4．（11分）（2021山西长治市重点高中高一质检）如图所示为轮滑比赛的一段模拟赛道．一个小物块从A点以一定的初速度水平抛出，刚好无碰撞地从C点进入光滑的圆弧赛道，圆弧赛道所对的圆心角为60°，圆弧半径为R，圆弧赛道的最低点与水平赛道DE平滑连接，DE长为R，物块经圆弧赛道进入水平赛道，然后在E点无碰撞地滑上左侧的斜坡，斜坡的倾角为37°，斜坡也是光滑的，物块恰好能滑到斜坡的最高点F，F、O、A三点在同一高度，重力加速度大小为g，不计空气阻力，不计物块的大小．求：

(1) 物块的初速度v0的大小.
(2) 物块与水平赛道间的动摩擦因数.
(3) 试判断物块向右返回时，能不能滑到C点，如果能，试分析物块从C点抛出后，会不会直接撞在竖直墙AB上；如果不能，试分析物块最终停在什么位置.

5.（15分）．（2021湖南娄底高一期中）如图所示，半径R＝1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板，木板质量M＝1 kg，上表面与C点等高。质量m＝1 kg的物块（可视为质点）从空中A点以v0＝1.2 m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与路面间的动摩擦因数μ2，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。试求：

(1)物块经过B端时速度的大小；
(2)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小；
(3)若μ2的大小可以变化，要使物块不从木板上滑下来，木板至少的长度L与μ2的关系。
4.(2020•信阳质检)如图所示固定光滑斜面ABC，其中AC＝BC＝2.5 m，质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，以10 m/s的初速度从底端A冲上斜面，恰好沿P点切线进入口径很小的光滑圆管轨道中，轨道圆心为O，半径R＝1 m，且OP与竖直方向的夹角为θ＝60°，Q点为轨道最高点(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)。求：

(1)小球从B点抛出后在空中运动到最高点时的速度；
(2)小球从A点运动到P点所用的时间；
(3)小球在Q点对圆弧轨道的作用力大小。

5.如图所示，水平台面AB距地面的高度h=0.80 m。质量为0.2 kg的滑块以v0=6．0m/s的初速度从A点开始滑动，滑块与平台间的动摩擦因数 μ=0.25。滑块滑到平台边缘的B点后水平飞出。已知AB间距离s1=2.2m。滑块可视为质点，不计空气阻力。(g取10m/s2)求：

（1）滑块从B点飞出时的速度大小；
（2）滑块落地点到平台边缘的水平距离s2 。
（3）滑块自A点到落地点的过程中滑块的动能、势能和机械能的变化量各是多少。
6．如图所示,足够长的斜面与水平面夹角为37°,斜面上有一质量M=3 kg的长木板,斜面底端挡板高度与木板厚度相同。m=1 kg的小物块从空中某点以v0=3 m/s水平抛出,抛出同时木板由静止释放,小物块下降h=0.8 m掉在木板前端,碰撞时间极短可忽略不计,碰后瞬间物块垂直斜面分速度立即变为零。碰后两者向下运动,小物块恰好在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因数μ=0.5,木板上表面光滑,木板与挡板每次碰撞均无能量损失,g取10 m/s2,求:

(1)碰前瞬间小物块速度大小和方向。
(2)木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板。
(3)木板从开始运动到最后停在斜面底端的整个过程中通过路程多大。
7.某实验小组做了如下实验，装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由倾角为θ的斜面轨道AB和圆弧轨道BCD组成，使质量m＝0.1 kg的小球从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用压力传感器测出小球经过圆弧最高点D时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示。取g＝10 m/s2，求：

(1)圆轨道的半径R；
(2)若小球从D点水平飞出后又落到斜面上，其中最低的位置与圆心O等高，求θ的值。