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文檔簡介
2023年高考物理時事熱點:冬奧主題
一.選擇題(共8小題)
1.(2023?金華模擬)擲冰壺又稱冰上溜石,是以隊為單位在冰上進(jìn)行的一種投擲性競賽項
目,被大家喻為冰上的"國際象棋",是冬奧會比賽項目。在某次冰壺比賽中,運動員利
用紅壺去碰撞對方靜止的藍(lán)壺,兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞,如圖(b)所示。碰撞
前后兩壺做直線運動的v-t圖線如圖(c)中實線所示,其中紅壺碰撞前后的圖線平行,
兩冰壺質(zhì)量相等,則()
圖(a)圖(b)圖(c)
A.兩壺發(fā)生了彈性碰撞
B.碰后藍(lán)壺的速度可能為0.9m/s
C.碰后藍(lán)壺移動的距離為2m
D.碰后紅壺還能繼續(xù)運動2s
2.(2023?蚌埠模擬)2022年2月8日,谷愛凌勇奪北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺金牌.如
圖是運動員某次訓(xùn)練時的示意圖,她從跳臺a處沿水平方向飛出,在斜坡b處著陸,如
果其在空中運動過程中與斜面間的最大距離為殳應(yīng)m,斜坡與水平方向的夾角為30°,
2
重力加速度取lOm/s?.則其從a處飛出時的速度大小為()
33
3.(2023?河南模擬)隨著2022年北京冬奧會和冬殘奧會的成功舉辦,北京成為世界上首個
雙奧之城。如圖所示,一滑雪運動員從A點由靜止沿半徑r=50m的圓弧形滑道AB下滑,
經(jīng)B點越過寬為d的橫溝到達(dá)平臺C時,其速度vC剛好沿水平方向。已知A、B兩點
的高度差為20m,B、C兩點間的高度差h=4.05m,坡道在B點的切線方向與水平面成
37°,運動員的質(zhì)量m=50kg,重力加速度g取lOm/s?,cos37°=0.8,sin37°=0.6,
下列說法正確的是()
H-d-H
A.運動員在C點的速度大小vc=9m/s
B.運動員在飛出B點前,對B點的壓力大小為725N
C.從A到B的運動過程中,運動員機(jī)械能的減少量為4375J
D.從B到C的運動過程中,運動員動量的變化量大小為150kg?m/s
4.(2023春?越秀區(qū)期中)在2022年北京冬奧會中,我國花樣滑冰運動員隋文靜和韓聰以
出色的表現(xiàn)為中國代表隊奪得金牌。如圖所示為比賽時的兩個場景,下列說法正確的是
()
A.在欣賞花樣滑冰運動時,要將運動員看作質(zhì)點
B.韓聰用力將隋文靜拋出后,隋文靜在空中一定做豎直上拋運動
C.韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時,韓聰對隋文靜的作用力大小與隋文靜對韓聰?shù)淖饔昧Υ笮∈?/p>
終相等
D.韓聰拉著隋文靜勻速旋轉(zhuǎn)時,隋文靜所受合力可能為零
5.(2023?懷仁市校級二模)在2022年北京冬奧會短道速滑項目男子1000米決賽中,中國
選手任子威奪得冠軍。如圖所示,A、B、N、B,在同一直線上,O為AA,中點,運動員
由直線AB經(jīng)彎道到達(dá)直線AE,若有如圖所示的①②兩條路線可選擇,其中路線①中
的半圓以。為圓心,半徑為8m,路線②是以0,為圓心,半徑為15m的半圓.若運動員
在沿兩圓弧路線運動的過程中,冰面與冰刀之間的徑向作用力的最大值相等,運動員均
以不打滑的最大速率通過兩條路線中的彎道(所選路線內(nèi)運動員的速率不變),則下列說
法正確的是()
A
A.在①②兩條路線上,運動員的向心加速度大小不相等
B.沿①②兩條路線運動時,運動員的速度大小相等
C.選擇路線①,路程最短,運動員所用時間較短
D.選擇路線②,路程不是最短,但運動員所用時間較短
6.(2023?貴州模擬)跳臺滑雪是冬奧會中最具觀賞性的項目之一,某跳臺滑雪賽道簡化圖
如圖所示,跳臺滑雪賽道由助滑道AB,著陸坡BC,減速停止區(qū)CD三部分組成,B點
處對應(yīng)圓弧半徑為R=50m。訓(xùn)練中質(zhì)量m=60kg(包括裝備)的運動員從A點由靜止
下滑,運動到B點后水平飛出,落在著陸坡上E點(圖中沒有畫出),已知助滑道AB的
高度差為h=35m,運動員在B點受到的支持力為1350N,著陸坡的傾角6=37°,g取
10m/s2,不計空氣阻力。下列說法正確的是()
B.運動員從B點飛出后經(jīng)1.875s離斜面最遠(yuǎn)
C.運動員從A到B過程克服阻力做功2205J
D.運動員從B點水平飛出的速度大小為20m/s
7.(2023?湖南模擬)北京冬奧會的單板滑雪大跳臺,運動員進(jìn)入起跳臺后的運動可簡化成
如圖所示,先以水平速度從A點沿圓弧切線沖上圓心角為a=30°的圓弧跳臺,從B點
離開跳臺后落在傾角0=30°的斜坡上的E點,C點為軌跡最高點,D點為斜坡與水平
面的交點,D、E相距20m,F點正好位于C點正下方,D、F相距吩巧ir,運動員從C
運動到E的時間為2s,忽略過程中受到的一切阻力并將運動員及其裝備看成質(zhì)點,g取
2
10m/s,則下列說法正確的是()
B.運動員落在E點時的速度大小為25m/s
C.B、C兩點高度差為2.525m
D.運動員飛離跳臺后在空中運動的時間為2.75s
8.(2023春?太原期中)隨著2022年北京冬奧會的成功舉辦,冰雪項目在我國也越來越受
歡迎。如圖所示,某運動員訓(xùn)練時從助滑道上不同位置下滑,都從斜坡頂點B水平飛出。
若以速度VI飛出,用時ti落在斜坡上的C點;若以速度V2飛出,用時t2落在斜坡上的
D點。已知t2=&tj不計空氣阻力。關(guān)于運動員從B點飛出,落回斜面的過程,下
列判斷正確的是()
A.兩次位移關(guān)系有BD=&BC
B.兩次初速度大小之比vi:V2=l:&
C.兩次落在斜面上時速度與斜面夾角之比02=1:V2
D.兩次落在斜面上時速度大小之比vi':V2'=1:2
二.多選題(共5小題)
(多選)9.(2023春?順德區(qū)校級月考)在2022年北京冬殘奧會高山滑雪女子超級大回轉(zhuǎn)
(站姿組)比賽中,張夢秋奪得金牌。如下圖甲所示,質(zhì)量為m(包含雪板)的運動員
在安全降速過程中獲得的最大速度為v,為了順利通過水平面上半徑為R的旗門彎道,
運動員利用身體傾斜將雪板插入雪中。如下圖乙所示,雪板A底面與水平面夾角為。、
受支持力大小為F,雪板A側(cè)面不受力,回轉(zhuǎn)半徑R遠(yuǎn)大于運動員B的身高,重力加速
度大小為g,不計空氣與摩擦阻力影響,下列說法正確的是()
D.若運動員獲得最大速度減小,為了順利通過水平面上半徑為R的旗門彎道,則雪板A
底面與水平面夾角。應(yīng)減小
(多選)10.(2023?泰安一模)2022年北京冬奧會某滑雪比賽場地簡化如圖所示,AO為曲
線助滑道,OB為傾斜雪坡,與水平面夾角a=37°,運動員某次訓(xùn)練從助滑道的最高點
A由靜止開始下滑至起跳點O,若起跳速率為22m/s,方向與水平方向成6=16°,最后
落在雪坡上的P點(圖中未畫出)。把運動員視為質(zhì)點,不計空氣阻力,取g=10m/s2,
sin37°=0.6,cos37°=0.8,則()
A.運動員從起跳到達(dá)P點運動的時間為4.4s
B.運動員從起跳到達(dá)P點運動的時間為2.2s
C.運動員離開雪坡的最大距離為19.36m
D.運動員離開雪坡的最大距離為116.16m
(多選)11.(2023春?宿州期中)第24屆冬季奧運會于2022年2月在北京召開,如圖甲
所示為運動員跳臺滑雷運動的瞬間,其運動示意圖如圖乙所示,運動員從助滑雪道AB
上由靜止開始滑下,到達(dá)C點后水平飛出,落到傾斜滑道上的D點,運動軌跡上的E點
的速度方向與傾斜軌道CD平行,設(shè)運動員從C到E與從E到D的運動時間分別為ti
與t2,(忽略空氣阻力,運動員可視為質(zhì)點),下列說法正確的是()
A.ti=t2,運動員在空中運動過程中E點離軌道CD一定最遠(yuǎn)
B.ti=t2,沿著CD方向CE之間的距離與ED之間的距離之比是1:3
C.若運動員離開C點的速度減半,則落在斜面上的速度方向一定會改變
D.若運動員離開C點的速度減半,則落在斜面上時距C的距離將變?yōu)樵瓉淼墓?/p>
4
(多選)12.(2023?宜賓模擬)如圖所示,為冬奧會單板滑雪大跳臺項目簡化模型。運動員
以水平初速度vo從P點沖上半徑為R的六分之一光滑圓弧跳臺,離開跳臺經(jīng)最高點M
后落在傾角為。的斜坡上,落點距Q點的距離為L,若忽略一切阻力并將其看成質(zhì)點,
重力加速度為g,則下列說法正確的是()
Q,a..
B.最高點M距水平面PQ的豎直距離為3
fg2-Ig2
C.運動員離開圓弧跳臺后在空中運動的時間J_」+2Lsin-J_I^A_3R
V4g2g4gV4g24g
D.運動員落在斜面時的速度大小為Jvj+2gLsin8
(多選)13.(2022秋?山西期末)2021年9月9日,我國成功將中星9B衛(wèi)星發(fā)射升空,
中星9B衛(wèi)星是地球同步軌道廣播電視直播衛(wèi)星,具備為北京2022年冬奧會提供高質(zhì)量
直播傳輸服務(wù)的能力。如圖所示,兩顆人造衛(wèi)星A、B都在赤道正上方同方向繞地球做
勻速圓周運動,A為地球同步衛(wèi)星,某時刻A、B相距最近。已知地球自轉(zhuǎn)周期為Ti,
B的運行周期為T2,則下列說法正確的是()
A.在相同時間內(nèi),衛(wèi)星A,B與地心連線掃過的面積相等
TT
B.經(jīng)過時間,12A、B相距最遠(yuǎn)
2(T1-T2)
C.A的向心加速度小于B的向心加速度
D.衛(wèi)星A、B受到地球的萬有引力大小一定不相等
三.計算題(共2小題)
14.(2022秋?清河區(qū)校級期末)如圖甲,在“雪如意”國家跳臺滑雪中心舉行的北京冬奧
會跳臺滑雪比賽是一項“勇敢者的游戲”,穿著專用滑雪板的運動員在助滑道上獲得一定
速度后從跳臺飛出,身體前傾與滑雪板盡量平行,在空中飛行一段距離后落在傾斜的雪
道上,其過程可簡化為圖乙?,F(xiàn)有某運動員從跳臺O處沿水平方向飛出,在雪道P處著
落,測得OP間的距離L=50m,傾斜的雪道與水平方向的夾角0=37°,不計空氣阻力,
重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)運動員在空中飛行的時間;
(2)運動員在O處的起跳速度大?。?/p>
(3)運動員在空中離傾斜雪道的最大距離。
圖甲圖乙
15.(2023春?太原期中)2022年冬奧會的自由式滑雪U形場地技巧項目吸引了眾多觀眾的
眼球,U形池寬度為20m,雪槽深6.5m,可以將U形池看作兩個工圓弧與水平面結(jié)合的
4
圖形,如圖所示,B、C點為圓弧的最低點,與水平滑道相切。某次運動員從A的上方
落入軌道,滑至B點時的速度大小為13m/s,已知運動員質(zhì)量為50kg,重力加速度g取
10m/s2(結(jié)果保留整數(shù))。求:
(1)運動員滑至B點的瞬間,對B點的壓力的大??;
(2)若已知水平部分雪與滑雪板間的摩擦因數(shù)為0.05,運動員第一次由B滑至C點,
運動員對C點壓力的大小。
2023年高考物理時事熱點:冬奧主題
參考答案與試題解析
一.選擇題(共8小題)
1.(2023?金華模擬)擲冰壺又稱冰上溜石,是以隊為單位在冰上進(jìn)行的一種投擲性競賽項
目,被大家喻為冰上的“國際象棋”,是冬奧會比賽項目。在某次冰壺比賽中,運動員利
用紅壺去碰撞對方靜止的藍(lán)壺,兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞,如圖(b)所示。碰撞
前后兩壺做直線運動的v-t圖線如圖(c)中實線所示,其中紅壺碰撞前后的圖線平行,
兩冰壺質(zhì)量相等,則()
圖(a)圖(b)圖(c)
A.兩壺發(fā)生了彈性碰撞
B.碰后藍(lán)壺的速度可能為0.9m/s
C.碰后藍(lán)壺移動的距離為2m
D.碰后紅壺還能繼續(xù)運動2s
【考點】動量守恒定律;v-t圖像.
【專題】定量思想;推理法;動量和能量的綜合;推理能力.
【答案】C
【分析】根據(jù)動量守恒定律分析出碰撞后的速度,根據(jù)動能的大小關(guān)系分析出碰撞的類
型:
根據(jù)運動學(xué)公式得出藍(lán)壺移動的距離和紅壺運動的時間。
【解答】解:AB.由圖b所示圖象可知,碰前紅壺的速度vo=l.Om/s,碰后速度為Vo
=0.2m/s,碰后紅壺沿原方向運動,設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為v,因為碰撞時間極短,且內(nèi)力
遠(yuǎn)大于外力,所以兩壺碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,選擇碰撞前紅壺的速度方向為正方向,
根據(jù)動量守恒定律可得:
mvo=mv'o+mv
解得:v=0.8m/s
碰前動能為:
Ei-|i1nvoa=ylmX1.02=0.5m
碰后動能為:
Q+ymv2-|mXQ.22+|IRX0.82=0.34TO
由此可知EI>E2,因為碰撞過程中機(jī)械能有損失,所以碰撞為非彈性碰撞,故AB錯誤;
C.根據(jù)速度圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,可得,碰后藍(lán)壺移動的位移大小為:
xJv^)t=0.8X5iu=2m,故c正確;
D.根據(jù)“紅壺碰撞前后的圖線平行”知,碰撞前后紅壺加速度不變,速度從1.2m/s減
小至IJl.Om/s和速度從O.2m/s減小至IJO,速度變化量相同,根據(jù)加速度的定義式可知:
一△丫
a"At
所以時間相同,速度從1.2m/s減小到l.Om/s用時1s,故碰后紅壺還能繼續(xù)運動1s。故D
錯誤。
故選:C?
【點評】本題主要考查了動量守恒定律的相關(guān)應(yīng)用,由此列式得出物體的速度,再利用
運動學(xué)公式即可完成分析。
2.(2023?蚌埠模擬)2022年2月8日,谷愛凌勇奪北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺金牌.如
圖是運動員某次訓(xùn)練時的示意圖,她從跳臺a處沿水平方向飛出,在斜坡b處著陸,如
果其在空中運動過程中與斜面間的最大距離為包巨m,斜坡與水平方向的夾角為30°,
2
重力加速度取lOm/sz.則其從a處飛出時的速度大小為()
A.loVsm/sB.55/3m/sC.D.
33
【考點】平拋運動.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;推理能力.
【答案】A
【分析】將a處的速度和加速度分解到沿斜面和垂直于斜面的方向,根據(jù)速度一位移公
式列式得出初速度的大小0
【解答】解:將在a處的速度分解為垂直斜面和沿斜面方向的速度,則沿垂直斜面方向
當(dāng)?shù)竭_(dá)距離斜面最大高度時,根據(jù)速度一位移公式可得:
_.游心30。)2訴
%2gcos30°~2m
解得:VQ=l(h/3iri/s,故A正確,BCD錯誤;
故選:Ao
【點評】本題主要考查了平拋運動的相關(guān)應(yīng)用,熟悉物理量的分解,結(jié)合運動學(xué)公式即
可完成分析。
3.(2023?河南模擬)隨著2022年北京冬奧會和冬殘奧會的成功舉辦,北京成為世界上首個
雙奧之城。如圖所示,一滑雪運動員從A點由靜止沿半徑r=50m的圓弧形滑道AB下滑,
經(jīng)B點越過寬為d的橫溝到達(dá)平臺C時,其速度vC剛好沿水平方向。已知A、B兩點
的高度差為20m,B、C兩點間的高度差h=4.05m,坡道在B點的切線方向與水平面成
37°,運動員的質(zhì)量m=50kg,重力加速度g取的m/s?,cos37°=0.8,sin37°=0.6,
下列說法正確的是()
H-d-H
A.運動員在C點的速度大小vc=9m/s
B.運動員在飛出B點前,對B點的壓力大小為725N
C.從A到B的運動過程中,運動員機(jī)械能的減少量為4375J
D.從B到C的運動過程中,運動員動量的變化量大小為150kg-m/s
【考點】動量定理;平拋運動:向心力;功能關(guān)系.
【專題】定量思想;歸納法;動量定理應(yīng)用專題;分析綜合能力.
【答案】C
【分析】將B點速度分解,根據(jù)運動學(xué)公式可求得高度差和溝寬;根據(jù)動量定理求解動
量的變化;根據(jù)功能關(guān)系可得機(jī)械能減少量。
【解答】解:A.運動員從B點運動至C點的過程中做斜上拋運動。設(shè)在B點時,運動
員沿豎直方向分速度為VI,沿水平方向分速度為vo。則運動員在這個過程中,豎直方向
做勻減速直線運動,水平方向做勻速直線運動。到達(dá)C點時,豎直方向速度恰好為零,
水平方向速度不變。故有vj=2gh;
根據(jù)B點時水平方向分速度和豎直方向分速度的關(guān)系,可得_L=tan37°
v0
聯(lián)立可解得:vi=9m/s,vo=12m/s,所以C點的速度12m/s,故A錯誤;
B.在B點時,根據(jù)速度的合成可得:VB=JV[2+V。2
代入數(shù)據(jù)得VB=I5m/s
2
VD
在B點根據(jù)牛頓第二定律可得:FN-mgcos37°=mB
r
聯(lián)立可得:FN=625N,故B錯誤;
C.以B點為零勢能面,則從A到B的運動過程中,運動員機(jī)械能的減少量為AE=mgHAB
-12
彳叫
代入數(shù)據(jù)可得:AE=4375J,故C正確;
D.由上可知從B到C的運動過程中,運動員在水平方向上做勻速直線運動,故在水平
方向動量變化量為零。在豎直方向上做勻減速直線運動,運動員豎直方向的動量的變化
量大小為Ap=0-mvi
代入數(shù)據(jù)可得:△p=-450kg?m/s
故在此過程中,運動員動量的變化量大小為450kg?向5。故D錯誤.
故選:C?
【點評】解決本題的關(guān)鍵在于分解B點的速度,在水平和豎直方向進(jìn)行分解根據(jù)三角函
數(shù)關(guān)系求得該點速度,再結(jié)合運動學(xué)規(guī)律與功能關(guān)系進(jìn)行求解。
4.(2023春?越秀區(qū)期中)在2022年北京冬奧會中,我國花樣滑冰運動員隋文靜和韓聰以
出色的表現(xiàn)為中國代表隊奪得金牌。如圖所示為比賽時的兩個場景,下列說法正確的是
()
A.在欣賞花樣滑冰運動時,要將運動員看作質(zhì)點
B.韓聰用力將隋文靜拋出后,隋文靜在空中一定做豎直上拋運動
C.韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時,韓聰對隋文靜的作用力大小與隋文靜對韓聰?shù)淖饔昧Υ笮∈?/p>
終相等
D.韓聰拉著隋文靜勻速旋轉(zhuǎn)時,隋文靜所受合力可能為零
【考點】向心力;質(zhì)點;作用力與反作用力;牛頓第三定律.
【專題】定性思想;推理法;勻速圓周運動專題;推理能力.
【答案】C
【分析】如果在研究的問題中,物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或
不起作用的因素,就可以把物體看作一個質(zhì)點,韓聰用力將隋文靜拋出后,速度不一定
豎直向上,作用力與反作用力大小一定相等,方向相反,做旋轉(zhuǎn)運動時,物體受合力不
為零。
【解答】解:A、在欣賞花樣滑冰運動時,主要觀察研究運動員的動作,運動員的形狀不
能忽略,不能將運動員看作質(zhì)點,故A錯誤;
B、韓聰用力將隋文靜拋出后,隋文靜在空中還可以以自身為軸旋轉(zhuǎn),螺旋上升,并且有
可能在運動中拋出,人的速度不一定是豎直向上的,所以不一定是豎直上拋,故B錯誤;
C、韓聰拉著隋文靜旋轉(zhuǎn)時,韓聰對隋文靜的作用力與隋文靜對韓聰?shù)淖饔昧κ窍嗷プ饔?/p>
力,大小相等方向相反,故C正確;
D、韓聰拉著隋文靜勻速旋轉(zhuǎn)時,做曲線運動,不是勻速直線運動,處于非平衡狀態(tài),隋
文靜所受合力不可能為零,故D錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查質(zhì)點的定義和條件、力的作用效果、牛頓第三定律,基礎(chǔ)題。
5.(2023?懷仁市校級二模)在2022年北京冬奧會短道速滑項目男子1000米決賽中,中國
選手任子威奪得冠軍。如圖所示,A、B、A\B,在同一直線上,0,為AA,中點,運動員
由直線AB經(jīng)彎道到達(dá)直線AE,若有如圖所示的①②兩條路線可選擇,其中路線①中
的半圓以0為圓心,半徑為8m,路線②是以O(shè)'為圓心,半徑為15m的半圓.若運動員
在沿兩圓弧路線運動的過程中,冰面與冰刀之間的徑向作用力的最大值相等,運動員均
以不打滑的最大速率通過兩條路線中的彎道(所選路線內(nèi)運動員的速率不變),則下列說
A.在①②兩條路線上,運動員的向心加速度大小不相等
B.沿①②兩條路線運動時,運動員的速度大小相等
C.選擇路線①,路程最短,運動員所用時間較短
D.選擇路線②,路程不是最短,但運動員所用時間較短
【考點】生活中的圓周運動一一車輛轉(zhuǎn)彎問題;牛頓第二定律;向心力.
【專題】比較思想;推理法;牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用;推理能力.
【答案】D
【分析】最大徑向作用力提供向心力,分析加速度大?。?/p>
根據(jù)牛頓第二定律,分析速度大小;
先求線路路程,再根據(jù)運動學(xué)公式求時間,比較時間大小。
【解答】解:A、最大徑向作用力提供向心力,有Fmax=ma,所以在①②兩條圓弧路線
上運動時的向心加速度大小相同,故A錯誤;
V
B、根據(jù)牛頓第二定律,有F
JR2XR
解得:v
mVm
最大徑向力相同,質(zhì)量相同,因為路線①的半徑小,所以路線①上運動員的速度小,故
B錯誤;
CD、路線①的路程為si=(2X7+8TT)39m
路線②的路程為S2=nX15m447m
運動時間為:t=_§_=s._IB—
vmVmaxR
經(jīng)過路線①的時間為ti
經(jīng)過路線②的時間為t2=/L
通過數(shù)值比較,可知選擇路線②所用時間短,故C錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】本題考查學(xué)生對牛頓第二定律的應(yīng)用,分析出通過最大徑向作用力提供向心力
是解題的關(guān)鍵。
6.(2023?貴州模擬)跳臺滑雪是冬奧會中最具觀賞性的項目之一,某跳臺滑雪賽道簡化圖
如圖所示,跳臺滑雪賽道由助滑道AB,著陸坡BC,減速停止區(qū)CD三部分組成,B點
處對應(yīng)圓弧半徑為R=50m。訓(xùn)練中質(zhì)量m=60kg(包括裝備)的運動員從A點由靜止
下滑,運動到B點后水平飛出,落在著陸坡上E點(圖中沒有畫出),已知助滑道AB的
高度差為h=35m,運動員在B點受到的支持力為1350N,著陸坡的傾角。=37°,g取
10m/s2,不計空氣阻力。下列說法正確的是()
A.B點到E點的距離為75.32m
B.運動員從B點飛出后經(jīng)1.875s離斜面最遠(yuǎn)
C.運動員從A到B過程克服阻力做功2205J
D.運動員從B點水平飛出的速度大小為20m/s
【考點】動能定理;牛頓第二定律;平拋運動.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;牛頓運動定律綜合專題;推理能力.
【答案】B
【分析】運動員運動到B點時,由牛頓第二定律列式,求速度大?。?/p>
運動員從A到B的運動過程中,由動能定理列式,求功大??;
運動員落在E點,水平方向勻速直線運動,豎直方向自由落體運動列式,求B點到E點
的距離;
運動員離斜面最遠(yuǎn),則有Vx=VO,Vy=gt],求離斜面最遠(yuǎn)的時間。
2
【解答】解:D.運動員運動到B點時,由牛頓第二定律有F-mg=m^,解得vB=25m/s,
R
故D錯誤;
C.運動員從A到B的運動過程中,設(shè)運動員從A到B過程克服阻力做功為W,由動能
定理有mgh-W='mv3解得W=2250J,故C錯誤;
A.設(shè)經(jīng)時間t,運動員落在E點,水平方向勻速直線運動,豎直方向自由落體運動,則
有x=vBt,h=^gt2,又有tan37°=—>解得t=3.75s
由幾何關(guān)系可知,B點到E點的距離為L=一邑=,解得L=117.1875m故A錯誤;
cos37
B.設(shè)經(jīng)時間tl,運動員離斜面最遠(yuǎn),則有Vx=VO,Vy=gtl
又有tan37°=—―
Vx
解得ti=1.875s
故B正確。
故選:B。
【點評】本題考查學(xué)生對牛頓第二定律、動能定理、平拋模型的掌握,其中分析運動員
離斜面最遠(yuǎn)的關(guān)鍵是分析出Vx=VO,Vy=gtl。
7.(2023?湖南模擬)北京冬奧會的單板滑雪大跳臺,運動員進(jìn)入起跳臺后的運動可簡化成
如圖所示,先以水平速度從A點沿圓弧切線沖上圓心角為a=30°的圓弧跳臺,從B點
離開跳臺后落在傾角0=30°的斜坡上的E點,C點為軌跡最高點,D點為斜坡與水平
面的交點,D、E相距20m,F點正好位于C點正下方,D、F相距5?IT,運動員從C
運動到E的時間為2s,忽略過程中受到的一切阻力并將運動員及其裝備看成質(zhì)點,g取
A.運動員在C點的速度大小為10m/s
B.運動員落在E點時的速度大小為25m/s
C.B、C兩點高度差為2.525m
D.運動員飛離跳臺后在空中運動的時間為2.75s
【考點】動能定理;平拋運動;斜拋運動.
【專題】比較思想;合成分解法;動能定理的應(yīng)用專題;分析綜合能力.
【答案】D
【分析】運動員從C運動到E的過程中做平拋運動,根據(jù)下落高度和水平距離可求出運
動員在C點的速度大小。由Vy=gt求出運動員落到斜面上時豎直分速度,與水平分速度
合成求出落在E點時的速度大小。運動員在空中運動時做斜拋運動,根據(jù)分速度關(guān)系求
出B點的豎直方向速度,由Vy=gt求出從B到C的時間,由h=/gt2求出B、C兩點
高度差。根據(jù)各段時間之和求出總時間。
【解答】解:A、運動員從C運動到E的過程中,在豎直方向上做自由落體運動,CE兩
點間的豎直高度差為hcE=l212m=20m
gt^E=1xiOX2
2
由圖可知,DE兩點間的水平距離為XDE=DECO鄧=20Xcos30°m=l(h/Em
故FE兩點間的水平距離為XFE=XFD+XDE=5V3ir+10愿m=15愿m
運動員在空中運動時做斜拋運動,在水平方向做勻速直線運動,運動員在C點豎直方向
速度為零,故運動員在C點速度為vx=±2=應(yīng)[次=7.5?m/s,故A錯誤;
%E2
B、落到斜面上時,豎直分速度為vy=gtCE=10X2m/s=20m/s,水平分速度為vx=
7.573m/s.故E點速度大小為vE=Jq+vj,解得VE=4568.75根心23.8話,故
B錯誤;
CD、由幾何關(guān)系可知,由于圓臺圓心角為30°,則B點水平與豎直方向的速度滿足
tan30°=也,解得B點的豎直方向速度為vBy=7.5m/s
vx
則從B到C的時間為tBC=—^1=衛(wèi)至s=0.75s
g10
BC高度差為hBC=/gJc'解得hBC=2.8125m
故飛離跳臺后在空中運動的時間為t慫=tBC+tCE=0.75s+2s=2.75s,故C錯誤,D正確.
故選:D。
【點評】本題關(guān)鍵是明確運動員的運動情況,能靈活選擇運動過程,采用運動的分解法
處理斜拋運動。
8.(2023春?太原期中)隨著2022年北京冬奧會的成功舉辦,冰雪項目在我國也越來越受
歡迎。如圖所示,某運動員訓(xùn)練時從助滑道上不同位置下滑,都從斜坡頂點B水平飛出。
若以速度VI飛出,用時ti落在斜坡上的C點;若以速度V2飛出,用時12落在斜坡上的
D點。已知t2=J5t『不計空氣阻力。關(guān)于運動員從B點飛出,落回斜面的過程,下
列判斷正確的是()
A.兩次位移關(guān)系有BD=&BC
B.兩次初速度大小之比vi:V2=l:&
c.兩次落在斜面上時速度與斜面夾角之比e”02=1:V2
D.兩次落在斜面上時速度大小之比VI,:V2'=1:2
【考點】平拋運動.
【專題】定量思想;方程法;平拋運動專題;推理能力.
【答案】B
【分析】兩次平拋的位移方向相同,根據(jù)位移與水平方向夾角的正切值表達(dá)式表示出時
間,進(jìn)一步討論求解。
【解答】解:B、設(shè)斜坡與水平方向的夾角為a,設(shè)初速度為vo,平拋物體落到斜坡的位
移方向與水平方向的夾角為a,將位移分解成豎直位移y和水平位移x,有tana=
12
工vN9-g--t--t=-2V5-n-t-a-n--^--,由于兩次平拋物體落到斜坡的位移方向都相同,說明運動
XV0tg
時間與初速度成正比,t2=j/t,則%,故B正確;
V1V2t2近
_22o
A、設(shè)合位移為s,則s=_^二^工所以三衛(wèi)二上^^
cosQ.cosageosCIs2vj),2
兩次位移關(guān)系有BD=2BC,故A錯誤;
a
2vQtan
Y.g
C、設(shè)合速度與水平方向夾角為e,則tanO=_X=&L=--------&-------=2tana,由于a相
vxv0v0
同,兩次落在斜面上時速度與斜面夾角之比。i:例=1:1,故C錯誤;
D、落到斜面上的合速度表達(dá)式為v=—^,說明合速度與初速度成正比,兩次落在斜
COS0
面上時速度大小之比VI':V2'=1:&,故D錯誤。
故選:Bo
【點評】平拋落到斜面上的問題,實際就是平拋公式中的角度公式,比如tana=工,tan。
X
V
=上。本題根據(jù)位移角表達(dá)式得出時間和初速度的關(guān)系,進(jìn)一步可以得出位移、合速度
vx
的關(guān)系等。
多選題(共5小題)
(多選)9.(2023春?順德區(qū)校級月考)在2022年北京冬殘奧會高山滑雪女子超級大回轉(zhuǎn)
(站姿組)比賽中,張夢秋奪得金牌。如下圖甲所示,質(zhì)量為m(包含雪板)的運動員
在安全降速過程中獲得的最大速度為V,為了順利通過水平面上半徑為R的旗門彎道,
運動員利用身體傾斜將雪板插入雪中。如下圖乙所示,雪板A底面與水平面夾角為0、
受支持力大小為F,雪板A側(cè)面不受力,回轉(zhuǎn)半徑R遠(yuǎn)大于運動員B的身高,重力加速
度大小為g,不計空氣與摩擦阻力影響,下列說法正確的是()
4占
甲乙
A.運動員的向心力為支持力F
B-
cose
C.運動員角速度3―支后-
D.若運動員獲得最大速度減小,為了順利通過水平面上半徑為R的旗門彎道,則雪板A
底面與水平面夾角。應(yīng)減小
【考點】生活中的圓周運動一一車輛轉(zhuǎn)彎問題;牛頓第二定律;向心力.
【專題】定量思想;合成分解法;牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用;推理能力.
【答案】BD
【分析】對運動員受力分析,根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律分析求解即可。
【解答】解:ABC、對運動員受力分析,運動員受到重力和支持力,如圖所示
豎直方向,由平衡條件得:Fcos0=mg
2
水平方向,由牛頓第二定律得:Fn=Fsine=mgtan6=m?R
解得:3ds普
故AC錯誤,B正確;
2
D、根據(jù)題意,由牛頓第二定律有mgtan。=噎
若運動員獲得最大速度減小,則所需向心力減小,為了順利通過水平面上半徑為R的旗
門彎道,tan。應(yīng)減小,則雪板A底面與水平面夾角8應(yīng)減小,故D正確。
故選:BDo
【點評】本題考查勻速圓周運動,解題關(guān)鍵是對運動員做好受力分析,根據(jù)牛頓第二定
律和平衡條件列式求解即可。
(多選)10.(2023?泰安一模)2022年北京冬奧會某滑雪比賽場地簡化如圖所示,AO為曲
線助滑道,OB為傾斜雪坡,與水平面夾角a=37°,運動員某次訓(xùn)練從助滑道的最高點
A由靜止開始下滑至起跳點O,若起跳速率為22m/s,方向與水平方向成。=16°,最后
落在雪坡上的P點(圖中未畫出)。把運動員視為質(zhì)點,不計空氣阻力,取g=10m/s2,
A.運動員從起跳到達(dá)P點運動的時間為4.4s
B.運動員從起跳到達(dá)P點運動的時間為2.2s
C.運動員離開雪坡的最大距離為19.36m
D.運動員離開雪坡的最大距離為116.16m
【考點】斜拋運動;運動的合成與分解;平拋運動.
【專題】定量思想;推理法;運動的合成和分解專題;推理能力.
【答案】AC
【分析】將運動員速度沿著雪坡和垂直于雪坡分解,根據(jù)對稱性,求時間;
運動員離雪坡最遠(yuǎn)時,垂直于斜面速度為零,求最大距離。
【解答】解:AB.將運動員速度沿著雪坡和垂直于雪坡分解,根據(jù)速度合成與分解規(guī)律
沿雪坡方向速度:vx=vocos(a+0)=22X0.6m/s=13.2m/s
垂直于雪坡方向速度:vy=vosin(a+9)=22X0.8m/s=17.6m/s
22
可得ax=gsind=10X0.6m/s=6m/s
22
ay=gcosO.=10X0.8m/s=8m/s
2v
根據(jù)對稱性,從起跳到達(dá)P點運動時間t=~工v
ay
解得t=4.4s
故A正確,B錯誤;
2
CD.運動員離雪坡最遠(yuǎn)時,垂直于斜面速度為零卜女=二^
m2ay.
解得hm=19.36m
故C正確,D錯誤。
故選:ACo
【點評】本題解題關(guān)鍵是掌握速度的合成和分解知識,能夠分析出運動員離雪坡最遠(yuǎn)時,
垂直于斜面速度為零。
(多選)11.(2023春?宿州期中)第24屆冬季奧運會于2022年2月在北京召開,如圖甲
所示為運動員跳臺滑雷運動的瞬間,其運動示意圖如圖乙所示,運動員從助滑雪道AB
上由靜止開始滑下,到達(dá)C點后水平飛出,落到傾斜滑道上的D點,運動軌跡上的E點
的速度方向與傾斜軌道CD平行,設(shè)運動員從C到E與從E到D的運動時間分別為ti
與t2,(忽略空氣阻力,運動員可視為質(zhì)點),下列說法正確的是()
A.ti=t2,運動員在空中運動過程中E點離軌道CD一定最遠(yuǎn)
B.ti=t2,沿著CD方向CE之間的距離與ED之間的距離之比是1:3
C.若運動員離開C點的速度減半,則落在斜面上的速度方向一定會改變
D.若運動員離開C點的速度減半,則落在斜面上時距C的距離將變?yōu)樵瓉淼墓?/p>
4
【考點】平拋運動.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;推理能力.
【答案】AD
【分析】運動員y軸方向做類豎直上拋運動,x軸方向做勻加速直線運動,豎直方向運動
具有對稱性,比較時間;
初速度為零的勻加速運動相同時間位移比為1:3;
根據(jù)速度偏轉(zhuǎn)角和位移偏轉(zhuǎn)角規(guī)律求對應(yīng)角度正切值,tana=2tanB;
根據(jù)類豎直上拋運動規(guī)律,求時間,再求落在斜面上的距離。
【解答】解:A.建立坐標(biāo)系,如下圖所示:
運動員y軸方向做類豎直上拋運動,x軸方向做勻加速直線運動,當(dāng)運動員到E點時速
度方向與斜面平行,此時在y軸方向到達(dá)最高點,離軌道CD最遠(yuǎn),根據(jù)豎直上拋運動
的對稱性,tl=t2,故A正確;
B.初速度為零的勻加速運動相同時間位移比為1:3,CD方向初速度不為零,距離之比
不是1:3,故B錯誤;
V
C.設(shè)運動員落在斜面上的速度方向與水平夾角為a,斜面傾角為9,貝iJtana=上,
VQ
tan。=-=-^
xvot2Vo
得tana=2tan0,。一定,則a一定,故運動員落在斜面上速度方向與從C點飛出速度無
關(guān),故C錯誤;
D.將初速度沿x,y方向分解為vi、V2,加速度分解為ai、a2,y軸方向做類豎直上拋
2Vo
運動,則運動時間為t=~-
a2
落在斜面上的距離為s=vi112
運動員速度減半,則vi、V2減半,t減半,由位移公式可知,落在斜面上時距C的距離
將變?yōu)樵瓉淼墓?,D正確。
4
故選:AD。
【點評】本題解題關(guān)鍵是建立坐標(biāo)系,分析運動員y軸方向做類豎直上拋運動,x軸方向
做勻加速直線運動。
(多選)12.(2023?宜賓模擬)如圖所示,為冬奧會單板滑雪大跳臺項目簡化模型。運動員
以水平初速度vo從P點沖上半徑為R的六分之一光滑圓弧跳臺,離開跳臺經(jīng)最高點M
后落在傾角為。的斜坡上,落點距Q點的距離為L,若忽略一切阻力并將其看成質(zhì)點,
重力加速度為g,則下列說法正確的是()
2
B.最高點M距水平面PQ的豎直距離為3(二
8g3
2Lsin6R
C.運動員離開圓弧跳臺后在空中運動的時間+--------+—
g4g
D.運動員落在斜面時的速度大小為Jv沁gLsinS
【考點】平拋運動.
【專題】定量思想;推理法;平拋運動專題;推理能力.
【答案】BD
【分析】運動員離開跳臺后做斜拋運動,水平方向做勻速直線運動;根據(jù)動能定理得到
運動員離開跳臺后的速度,進(jìn)而根據(jù)斜拋知識可以得到最高點到水平面的距離;根據(jù)動
能定理得到運動員落到斜面上的速度,然后分解為水平和豎直方向的速度,進(jìn)而可以得
到在空中的運動時間。
【解答】解:A、運動員離開跳臺后做斜拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做
豎直上拋運動,所以運動員在最高點M有水平方向的速度,故A錯誤;
B、根據(jù)幾何關(guān)系可知,圓弧對應(yīng)的圓心角為。=60°運動員從開始沿圓弧運動到離開跳
臺,只有重力做功,有動能定理可知:-mgR(『cos8蔣mv:
解得:v1=,^vQ-gR
運動員從離開圓弧到最高點的過程中,v2=(ViSine)2=2gh
則最高點M點距水平面PQ的豎直距離為H=h+R(1-cos0)
2
解得::2+區(qū)),故B正確;
CD、運動員從開始運動到落到斜面上時,只有重力做功,mgLsin6n
/cNu
解得:v2=Jv:+2gLsin8
為:
故選:BDo
【點評】運動員做的是斜拋運動,在豎直方向上做的是勻變速直線運動,在水平方向做
的是勻速直線運動,結(jié)合動能定理可以得到最后結(jié)果。
(多選)13.(2022秋?山西期末)2021年9月9日,我國成功將中星9B衛(wèi)星發(fā)射升空,
中星9B衛(wèi)星是地球同步軌道廣播電視直播衛(wèi)星,具
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