1/3情境4體育運動類情境情境類型考情統(tǒng)計球類運動2024·河北卷T3，籃球；2024·浙江1月選考T3，足球；2023·全國乙卷T14，排球；2023·全國甲卷T14，鉛球；2022·湖南卷T14，籃球冰雪運動2024·江西卷T14，雪地轉(zhuǎn)椅；2023·江蘇卷T15，滑雪；2022·全國甲卷T14，跳臺滑雪；2022·遼寧卷T13，短道速滑；2022·浙江1月卷T19，鋼架雪車比賽其他運動2024·全國甲卷T20，蹦床運動；2022·河北卷T1，百米跑；2022·福建卷T9，藝術(shù)體操分析預(yù)測考情分析：在近幾年的高考物理卷中多次出現(xiàn)有關(guān)體育運動的情境題，將物理試題與體育運動相結(jié)合，引導(dǎo)考生熱愛體育運動、積極參加體育鍛煉。高考預(yù)測：預(yù)計2025年高考會結(jié)合體育運動，考查勻變速直線運動模型、平拋運動模型、斜拋運動模型等，也會綜合動量與能量進(jìn)行命題【例1】（2024·浙江1月選考3題）如圖所示，質(zhì)量為m的足球從水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中達(dá)到最高點2的高度為h，則足球（）A.從1到2動能減少mghB.從1到2重力勢能增加mghC.從2到3動能增加mghD.從2到3機(jī)械能不變答案：B解析：由足球的運動軌跡可知，足球在空中運動時一定受到空氣阻力作用，則從1到2重力勢能增加mgh，則從1到2動能減少量大于mgh，A錯誤，B正確；從2到3由于空氣阻力作用，則機(jī)械能減小，重力勢能減小mgh，則動能增加小于mgh，C、D錯誤?！纠?】（2024·全國甲卷20題）蹦床運動中，體重為60kg的運動員在t＝0時剛好落到蹦床上，對蹦床作用力大小F與時間t的關(guān)系如圖所示。假設(shè)運動過程中運動員身體始終保持豎直，在其不與蹦床接觸時蹦床水平。忽略空氣阻力，重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是（）A.t＝0.15s時，運動員的重力勢能最大B.t＝0.30s時，運動員的速度大小為10m/sC.t＝1.00s時，運動員恰好運動到最大高度處D.運動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N答案：BD解析：根據(jù)題圖分析可知，t＝0.15s時，運動員對蹦床作用力最大，則此時運動員下降至最低點，運動員的重力勢能最小，A錯誤；根據(jù)題圖分析可知，t＝0.30s時運動員離開蹦床，做豎直上拋運動，經(jīng)2s后，即t＝2.30s時再次落至蹦床上，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性可知，t＝1.30s時，運動員運動至最大高度處，根據(jù)v＝gΔt可知，運動員在t＝0.30s時的速度大小v0＝10m/s，B正確，C錯誤；對運動員與蹦床一次相互作用過程，根據(jù)動量定理有（F－mg）Δt＝mv0－（－mv0），代入數(shù)據(jù)解得F＝4600N，D正確?！纠?】（2023·江蘇高考15題）如圖所示，滑雪道AB由坡道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°。平臺BC與緩沖坡CD相連。若滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達(dá)B點?；┱攥F(xiàn)從A點由靜止開始下滑，從B點飛出。已知A、P間的距離為d，滑雪者與滑道間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）求滑雪者運動到P點的時間t；（2）求滑雪者從B點飛出的速度大小v；（3）若滑雪者能著陸在緩沖坡CD上，求平臺BC的最大長度L。答案：（1）22d（1－（3）2（1－μ）d解析：（1）滑雪者由A點運動到P點的過程，沿斜坡方向由牛頓第二定律得mgsin45°－Ff＝ma在垂直斜坡方向由平衡條件得mgcos45°＝FN又Ff＝μFN解得a＝（1－μ）22由運動學(xué)公式x＝12at2得t＝2（2）設(shè)P點到B點的過程重力做的功為WG，克服摩擦力做的功為Wf，則滑雪者由P點到B點的過程，由動能定理得WG－Wf＝0滑雪者由A點到B點，由動能定理得mgdsin45°＋WG－Wf－μmgdcos45°＝12mv聯(lián)立解得v＝2（（3）滑雪者離開B點后做斜拋運動，則豎直方向的分速度vy＝vsin45°＝2水平方向的分速度vx＝vcos45°＝2滑雪者剛好落在C點時，平臺BC的長度最大，則其在空中運動的時間t＝2vy則平臺BC的最大長度為L＝vxt聯(lián)立解得L＝2（1－μ）d。1.（2024·甘肅蘭州模擬）如圖所示，某運動員練習(xí)撐竿跳高，運動員在助跑結(jié)束剛離地時的速度大小為v0，此時撐竿的彈性勢能為Ep，運動員跨越橫桿（撐竿離手）時速度大小為v1（v1＜v0），方向水平，重力加速度大小為g，以水平地面為參考平面，忽略撐竿的質(zhì)量，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.運動員跨越橫桿后在空中下落的過程中機(jī)械能守恒B.運動員在上升過程中一定處于超重狀態(tài)C.運動員在上升過程中機(jī)械能守恒D.運動員的最大重力勢能為Ep解析：A運動員跨越橫桿后在空中下落的過程中只有動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，運動員機(jī)械能守恒，A正確；運動員在上升過程中先向上加速，后向上減速，向上加速時處于超重狀態(tài)，向上減速時處于失重狀態(tài)，B錯誤；運動員在上升過程中，竿的彈力對運動員做正功，運動員機(jī)械能增加，C錯誤；根據(jù)機(jī)械能守恒定律，運動員的最大重力勢能為12mv02＋Ep－12m2.（2024·安徽黃山模擬）如圖所示，某同學(xué)練習(xí)投籃時，將籃球從P點斜向上拋出，從Q點投入籃框中。P、Q連線與水平方向的夾角為30°，P、Q間的距離為L，球在Q點入框時速度方向與PQ垂直，已知重力加速度為g，不計空氣阻力，籃球可視為質(zhì)點，則籃球從P點運動到Q點所用時間為（）A.2Lg B.C.2Lg D解析：A由斜拋運動規(guī)律知，將籃球的運動沿PQ方向和垂直PQ方向分解，則沿PQ方向的分運動有L＝12gsin30°·t2，代入得t＝2Lg，3.（2024·湖北武漢一模）冰滑梯是一種體驗冰雪運動的娛樂項目，其示意圖如圖所示，游客從螺旋滑道上端滑下，旋轉(zhuǎn)兩周后經(jīng)傾斜滑道沖上水平滑道，滑行結(jié)束時停在水平滑道上。假設(shè)螺旋滑道的圓面半徑為r＝52πm，上端與下端高度差為h1＝6m，傾斜滑道高度差為h2＝2m，螺旋滑道、傾斜滑道和水平滑道均平滑相接，游客與各滑道間的動摩擦因數(shù)處處相同，游客可視為質(zhì)點。現(xiàn)測得游客某次滑行時停在水平滑道的位置與螺旋滑道上端的水平距離為L＝92m，則游客與各滑道間的動摩擦因數(shù)可能為（A.0.07 B.0.08C.0.09 D.0.10解析：A研究游客整個運動過程，根據(jù)動能定理有mg（h1＋h2）－μmg（4πr）2－?12－μmgL＝0，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.08，實際上游客在圓軌道運動時因為向心力的原因?qū)е轮С至Ρ仍谕嵌鹊男泵娲?，即在圓軌道摩擦力做功W＞4.（多選）（2024·福建泉州模擬）2024年世乒賽中國女團(tuán)實現(xiàn)六連冠，男團(tuán)實現(xiàn)十一連冠。某次訓(xùn)練時球員先后兩次以不同速度從同一位置正對著豎直墻面水平發(fā)射乒乓球，初速度之比為2∶1，分別打到豎直墻面上的a、b兩點。不計空氣阻力，則打到a、b兩點前乒乓球在空中的（）A.運動時間之比為1∶2 B.運動時間之比為2∶1C.下落高度之比為1∶4 D.下落高度之比為1∶3解析：AC乒乓球做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，則有x＝v0t，由于兩球水平方向位移相等，則有v01t1＝v02t2，又有v01∶v02＝2∶1，可得運動時間之比為t1∶t2＝v02∶v01＝1∶2，A正確，B錯誤；乒乓球做平拋運動，在豎直方向做自由落體運動，則有h＝12gt2，可得下落高度之比為h1∶h2＝12gt12∶12gt22＝1∶5.（2024·甘肅酒泉三模）乒乓球被稱為中國的“國球”，是一種世界流行的球類體育項目，如圖所示為某同學(xué)訓(xùn)練時的情景，若某次乒乓球從某一高度由靜止下落，以v0＝2m/s的速度豎直向下碰撞乒乓球拍，同時使乒乓球拍的接球面保持水平且以1m/s的速度水平移動，乒乓球與球拍碰撞反彈后的高度與下落高度相等。已知乒乓球與球拍之間的動摩擦因數(shù)為μ＝54，不計空氣阻力，碰撞時間極短，且碰撞過程忽略乒乓球所受重力的影響，周圍環(huán)境無風(fēng)，則乒乓球與球拍碰撞后的瞬時速度大小為（A.4m/s B.3m/sC.2m/s D.1m/s解析：B由題意可知，乒乓球與球拍碰撞后反彈的高度與下落高度相等，則碰后豎直方向的速度大小為vy＝v0＝2m/s，設(shè)乒乓球的質(zhì)量為m，乒乓球與球拍的碰撞時間為Δt，在豎直方向上，根據(jù)動量定理有N·Δt＝mvy－（－mv0），在水平方向上，根據(jù)動量定理有f·Δt＝μN·Δt＝mvx，v＝vx2＋vy2，聯(lián)立解得vx＝5m/s，v＝36.（2024·上海模擬）某中學(xué)籃球隊再次奪取2023—2024賽季耐高上海賽區(qū)冠軍，比賽時雙方球員跳球，主裁判將籃球以27m/s的初速度豎直向上拋出，籃球離開裁判手時離球場地板高度為1.8m，隊員在籃球到達(dá)最高點時將籃球水平擊出，籃球恰好繞過所有人落在球場地板上。已知籃球的質(zhì)量為600g，從被擊出到落地的水平位移為8m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計空氣阻力。則下列結(jié)果中不正確的是（）A.籃球被水平擊出時的初速度為10m/sB.籃球落地時重力的瞬時功率為48WC.籃球落地時速度與水平方向的夾角為53°D.籃球從被水平擊出到落地，籃球動能增加了19.2J解析：C由題意知，籃球從離開裁判手到最高點，上升的高度為Δh＝v22g＝1.4m，則到最高點時，離地面高度為h＝h0＋Δh＝3.2m，則籃球被水平擊出到落地時間為t＝2?g＝0.8s，則籃球被水平擊出時的初速度為v0＝xt＝80.8m/s＝10m/s，故A正確；籃球落地時重力的瞬時功率為P＝mgvy＝0.6×10×10×0.8W＝48W，故B正確；籃球落地時速度與水平方向的夾角滿足tanθ＝vyv0＝45，則籃球落地時速度與水平方向的夾角不等于53°，故C錯誤；由動能定理知，從被水平擊出到落地，籃球動能增加了ΔEk＝mgh＝0.6×10×3.7.（2024·河北邯鄲模擬）操場上兩同學(xué)練習(xí)排球，在空中同一水平直線上A、B兩點處分別把相同的1、2兩球同時擊出，球1做平拋運動，球2做斜拋運動，兩球的運動軌跡在同一豎直平面內(nèi)，如圖所示，軌跡交于P點，P是A、B連線的中垂線上一點，球1的初速度為v1，球2的初速度為v2，不考慮排球的旋轉(zhuǎn)，不計空氣阻力，兩球從拋出至到達(dá)P點的過程中（）A.兩球在P點相遇B.球2在最高點的速度等于v1C.球1速度變化比球2更快D.球1速度的變化量小于球2速度的變化量解析：D兩球在豎直方向上到P點的高度相同，設(shè)為h。球1做平拋運動，豎直方向上自由落體高度為h。而球2豎直方向上，先上拋后自由下落，自由下落的高度大于h，根據(jù)公式h＝12gt2可知，球2下落的時間大于球1運動的時間，所以兩球不會在P點相遇，故A錯誤；球2在最高點的速度為水平方向上勻速的速度。由于兩球水平位移一樣，球2運動時間長，根據(jù)公式x＝v0t可知，球2水平方向上速度小，即球2在最高點的速度小于v1，故B錯誤；由于兩球的加速度均為重力加速度，所以單位時間內(nèi)球1速度的變化等于球2速度的變化，故C錯誤；球2運動時間長，根據(jù)公式Δv＝gt可知，球1速度的變化量小于球2速度的變化量，故D8.（2024·江蘇無錫模擬）如圖所示，一學(xué)生做定點投籃游戲。第一次出手，籃球的初速度方向與豎直方向的夾角α＝60°；第二次出手，籃球的初速度方向與豎直方向的夾角β＝30°；兩次出手的位置在同一豎直線上，結(jié)果兩次籃球正好垂直撞擊到籃板同一位置點。不計空氣阻力，則從籃球出手到運動到點C的過程中，下列說法正確的是（）A.運動時間的比值為3∶1B.兩球的初速度相同C.上升的最大高度的比值為1∶3D.在C點時，兩球的速度相同解析：C將籃球的運動過程逆向看是平拋運動，設(shè)前后兩次運動時間分別為t1、t2，易知兩次籃球做拋體運動的水平位移大小相同，均設(shè)為x，則根據(jù)拋體運動規(guī)律有v1cos60°＝gt1，v2cos30°＝gt2，t1＝xv1sin60°，t2＝xv2sin30°，聯(lián)立可得v1＝v2，t1t2＝13，可知兩球的初速度大小相等，但方向不同，故A、B錯誤；根據(jù)h＝12gt2可知上升的最大高度的比值為?1?2＝t12t22＝13，故C9.（多選）（2024·河南鄭州模擬）某校秋季運動會分為競技組和健身組，健身組設(shè)置了定點投籃項目。如圖甲所示，某選手正在進(jìn)行定點投籃，籃球在空中劃出了一道漂亮的弧線。在籃球運動所在的豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，如圖乙所示，籃球由A點投出，A、B、C、D是籃球運動軌跡上的四點，B為籃球運動的最高點，A、B、C、D四點的坐標(biāo)分別為（－L，0），（0，L）、（L，0）、（2L，y），重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（）A.籃球經(jīng)過A、C兩點時速度相同B.籃球經(jīng)過B點時速度大小為gLC.籃球從A到B與B到C過程中，速度變化相同D.D點的縱坐標(biāo)y＝－3L解析：CD依題意，可知籃球拋出后做斜拋運動，利用逆向思維，可知籃球從B點做平拋運動到A點，由圖乙知A點和C點在同一水平線上，則可知籃球在兩點處的速度大小相等，但方向不同，所以兩點處的速度不相同，故A錯誤；利用逆向思維，籃球從B點到A點做平拋運動，設(shè)運動時間為t，則有L＝vBt，L＝12gt2，聯(lián)立解得vB＝gL2，故B錯誤；根據(jù)Δv＝gΔt，可知籃球從A到B與B到C過程中，水平方向上發(fā)生的位移相等，運動時間相等，因此速度變化相同，故C正