高考力学与曲线运动专题复习题及答案
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高考物理曲线运动试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.一质量M =0.8kg 的小物块,用长l =0.8m 的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态.一质量m =0.2kg 的粘性小球以速度v 0=10m/s 水平射向小物块,并与物块粘在一起,小球与小物块相互作用时间极短可以忽略.不计空气阻力,重力加速度g 取10m/s 2.求:(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和小物块共同速度的大小; (2)小球和小物块摆动过程中,细绳拉力的最大值; (3)小球和小物块摆动过程中所能达到的最大高度. 【答案】(1)=2.0/v m s 共 (2)F=15N (3)h=0.2m 【解析】(1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒.0)(mv M m v =+共得:=2.0/v m s 共(2)小球和物块将以v 共 开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F ,2()()v F M m g M m L-+=+共 得:15F N =(3)小球和物块将以v 共为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒,设它们所能达到的最大高度为h ,根据机械能守恒:21+)()2m M gh m M v =+共(解得:0.2h m =综上所述本题答案是: (1)=2.0/v m s 共 (2)F=15N (3)h=0.2m 点睛:(1)小球粘在物块上,动量守恒.由动量守恒,得小球和物块共同速度的大小. (2)对小球和物块合力提供向心力,可求得轻绳受到的拉力(3)小球和物块上摆机械能守恒.由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度.2.如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F =1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
铁球继续运动,到达水平桌面边缘A 点飞出,恰好落到竖直圆弧轨道BCD 的B 端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D .已知∠BOC =37°,A 、B 、C 、D 四点在同一竖直平面内,水平桌面离B 端的竖直高度H =0.45m ,圆弧轨道半径R =0.5m ,C 点为圆弧轨道的最低点,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 点时的速度大小v D ;(2)若铁球以v C =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C ,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小F C ;(计算结果保留两位有效数字) (3)铁球运动到B 点时的速度大小v B ; (4)水平推力F 作用的时间t 。
(物理) 高考物理曲线运动试题(有答案和解析)及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,倾角为45α=︒的粗糙平直导轨与半径为r 的光滑圆环轨道相切,切点为b ,整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为H =3r 的d 处无初速下滑进入圆环轨道,接着小滑块从最高点a 水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O 等高的c 点. 已知圆环最低点为e 点,重力加速度为g ,不计空气阻力. 求: (1)小滑块在a 点飞出的动能; ()小滑块在e 点对圆环轨道压力的大小;(3)小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. (计算结果可以保留根号)【答案】(1)12k E mgr =;(2)F ′=6mg ;(3)42μ-= 【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块从a 点飞出后做平拋运动: 2a r v t = 竖直方向:212r gt = 解得:a v gr =小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr == (2)设小滑块在e 点时速度为m v ,由机械能守恒定律得:2211222m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律:2m mv F mg r-= 由牛顿第三定律得:F ′=F 解得:F ′=6mg(3)bd 之间长度为L ,由几何关系得:()221L r =从d 到最低点e 过程中,由动能定理21cos 2m mgH mg L mv μα-⋅= 解得4214μ-=2.如图所示,质量为4kg M =的平板车P 的上表面离地面高0.2m h =,质量为1kg m =的小物块Q (大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平地面上,一不可伸长的轻质细绳长为0.9m R =,一端悬于Q 正上方高为R 处,另一端系一质量也为m 的小球(大小不计,可视为质点)。
今将小球拉至悬线与竖直方向成60o 角由静止释放,小球到达最低点时与Q 的碰撞时间极短,且无机械能损失。
(物理)高考物理曲线运动试题( 有答案和解析 )一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.以下列图,在风洞实验室中,从 A 点以水平速度 v0向左抛出一个质最为m 的小球,小球抛出后所受空气作用力沿水平方向,其大小为F,经过一段时间小球运动到 A 点正下方的 B 点处,重力加速度为 g,在此过程中求(1)小球离线的最远距离;(2) A、 B 两点间的距离;(3)小球的最大速率 v max.【答案】(1)mv22m2 gv2( 3)v0F24m2g2 0(2)0F2F F 2【解析】【解析】(1)依照水平方向的运动规律,结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方向的速度为零时距墙面的距离;(2)依照水平方向向左和向右运动的对称性,求出运动的时间,抓住等时性求出竖直方向A、 B 两点间的距离;(3)小球到达 B 点时水平方向的速度最大,竖直方向的速度最大,则 B 点的速度最大,依照运动学公式结合平行四边形定则求出最大速度的大小;【详解】(1)将小球的运动沿水平方向沿水平方向和竖直方向分解水平方向: F=ma x2v0= 2a x x m解得:x m=mv2 2F(2)水平方向速度减小为零所需时间t1=v 0a x总时间 t= 2t1竖直方向上:y= 1 gt2= 2m2 gv022 F 2(3)小球运动到 B 点速度最大v x=v0V y=gtv max= v x2v y2=vF 24m2g 2 F【点睛】解决此题的要点将小球的运动的运动分解,搞清分运动的规律,结合等时性,运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解.2.以下列图,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传达带BC.已知传达带沿顺时针方向运行的速度 v=4 m/s , B、 C两点的距离 L=6 m。
一质量 m=0.2kg 的滑块(可视为质点)从传达带上端 B 点的右上方比 B 点高 h=0. 45 m 处的 A 点水平抛出,恰好从 B 点沿 BC方向滑人传达带,滑块与传达带间的动摩擦因数μ,取重力加速度g=10m/s 2, sin37 = °,cos37°。
高考物理曲线运动专项训练及答案及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F =1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
铁球继续运动,到达水平桌面边缘A 点飞出,恰好落到竖直圆弧轨道BCD 的B 端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D .已知∠BOC =37°,A 、B 、C 、D 四点在同一竖直平面内,水平桌面离B 端的竖直高度H =0.45m ,圆弧轨道半径R =0.5m ,C 点为圆弧轨道的最低点,求:(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 点时的速度大小v D ;(2)若铁球以v C =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C ,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小F C ;(计算结果保留两位有效数字) (3)铁球运动到B 点时的速度大小v B ; (4)水平推力F 作用的时间t 。
【答案】(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 5;(2)若铁球以v C =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C ,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小为6.3N ;(3)铁球运动到B 点时的速度大小是5m/s ; (4)水平推力F 作用的时间是0.6s 。
【解析】 【详解】(1)小球恰好通过D 点时,重力提供向心力,由牛顿第二定律可得:2Dmv mg R=可得:D 5m /s v =(2)小球在C 点受到的支持力与重力的合力提供向心力,则:2Cmv F mg R-=代入数据可得:F =6.3N由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力:F C =F =6.3N(3)小球从A 点到B 点的过程中做平抛运动,根据平抛运动规律有:2y 2gh v = 得:v y =3m/s小球沿切线进入圆弧轨道,则:35m/s 370.6y B v v sin ===︒(4)小球从A 点到B 点的过程中做平抛运动,水平方向的分速度不变,可得:3750.84/A B v v cos m s =︒=⨯=小球在水平面上做加速运动时:1F mg ma μ-=可得:218/a m s =小球做减速运动时:2mg ma μ=可得:222/a m s =-由运动学的公式可知最大速度:1m v a t =;22A m v v a t -= 又:222m m A v v vx t t +=⋅+⋅ 联立可得:0.6t s =2.如图所示,半径R=2.5m 的竖直半圆光滑轨道在B 点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg 的小滑块(可视为质点)静止在A 点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A 点开始运动,经B 点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C 点水平飞出,落在水平面上的D 点.经测量,D 、B 间的距离s1=10m,A 、B 间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数 ,重力加速度.求:(1)滑块通过C 点时的速度大小;(2)滑块刚进入圆轨道时,在B 点轨道对滑块的弹力; (3)滑块在A 点受到的瞬时冲量的大小. 【答案】(1) (2)45N (3)【解析】 【详解】(1)设滑块从C 点飞出时的速度为v c ,从C 点运动到D 点时间为t 滑块从C 点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R=gt 2 水平方向:s 1=v c t 解得:v c =10m/s(2)设滑块通过B 点时的速度为v B ,根据机械能守恒定律 mv B 2=mv c 2+2mgR 解得:v B =10m/s设在B点滑块受轨道的压力为N,根据牛顿第二定律:N-mg=m解得:N=45N(3)设滑块从A点开始运动时的速度为v A,根据动能定理;-μmgs2=mv B2-mv A2解得:v A=16.1m/s设滑块在A点受到的冲量大小为I,根据动量定理I=mv A解得:I=8.1kg•m/s;【点睛】本题综合考查动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律,在解决此类问题时,要注意分析物体运动的过程,选择正确的物理规律求解.3.如图所示,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带BC.已知传送带沿顺时针方向运行的速度v=4 m/s,B、C两点的距离L=6 m。
高考物理专题力学知识点之曲线运动全集汇编及答案一、选择题1.一位同学做飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖距圆盘为L,且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出,初速度为v0,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动,角速度为ω.若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是()A.dv=L2gB.ωL=π(1+2n)v0,(n=0,1,2,3…)dC.v0=ω2D.dω2=gπ2(1+2n)2,(n=0,1,2,3…)2.光滑水平面上,小球m的拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法正确的是()A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pb做离心运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变大,小球将可能沿半径朝圆心运动D.若拉力突然变大,小球将可能沿轨迹Pc做近心运动3.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在自己一方场地的B 点,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的A点,第二只球直接擦网而过,也落在A 点,如图。
设球与地面的碰撞后,速度大小不变,速度方向与水平地面夹角相等,其运动过程中阻力不计,则第一只球与第二只球飞过网C处时水平速度大小之比为A.1:1B.1:3C.3:1D.1:94.如图所示,两根长度不同的细绳,一端固定于O点,另一端各系一个相同的小铁球,两小球恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则()A.A球受绳的拉力较大B.它们做圆周运动的角速度不相等C.它们所需的向心力跟轨道半径成反比D.它们做圆周运动的线速度大小相等5.如图所示,小孩用玩具手枪在同一位置沿水平方向先后射出两粒弹珠,击中竖直墙上M、N两点(空气阻力不计),初速度大小分别为v M、v N,、运动时间分别为t M、t N,则A.v M=v N B.v M>v NC.t M>t N D.t M=t N6.如图所示,质量为m的物体,以水平速度v0离开桌面,若以桌面为零势能面,不计空气阻力,则当它经过离地高度为h的A点时,所具有的机械能是( )A.mv02+mg h B.mv02-mg hC.mv02+mg (H-h) D.mv027.小明玩飞镖游戏时,从同一位置先后以速度v A和v B将飞镖水平掷出,依次落在靶盘上的A、B两点,如图所示,飞镖在空中运动的时间分别t A和t B.不计空气阻力,则()A.v A<v B,t A<t BB.v A<v B,t A>t BC.v A>v B,t A>t BD.v A>v B,t A<t B8.如图所示,一质量为m的汽车保持恒定的速率运动,若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1 ,通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2,则()A.F1= mg B.F1>mg C.F2= mg D.F2>mg9.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P 球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示,将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点( )A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度10.某电视台举办了一期群众娱乐节目,其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台的边缘上,向大平台圆心处的球筐内投篮球。
高考物理新力学知识点之曲线运动经典测试题及答案解析(3)一、选择题1.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )A.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比D点的加速度大D.从A到D速度先增大后减小平面内运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图2.有一个质量为4kg的物体在x y像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是()A.物体做匀变速直线运动B.物体所受的合外力为22 NC.2 s时物体的速度为6 m/s D.0时刻物体的速度为5 m/s3.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时,常常要修建凹形桥,如图,汽车通过凹形桥的最低点时()A.车的加速度为零,受力平衡B.车对桥的压力比汽车的重力大C.车对桥的压力比汽车的重力小D.车的速度越大,车对桥面的压力越小4.关于物体的受力和运动,下列说法正确的是()A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变B.物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向C.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变D.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用5.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B固定在同一轴上,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且R A=R C=2R B,则三质点的向心加速度之比a A∶a B∶a C等于()A.1∶2∶4B.2∶1∶2C.4∶2∶1D.4∶1∶46.小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图中虚线所示。
则小船在此过程中()A.无论水流速度是否变化,这种渡河耗时最短B.越接近河中心,水流速度越小C.各处的水流速度大小相同D.渡河的时间随水流速度的变化而改变7.如图所示,两小球从斜面的顶点先后以不同的初速度向右水平抛出,在斜面上的落点分别是a和b,不计空气阻力。
高考物理曲线运动题20 套( 带答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试曲线运动 1. 如图,圆滑轨道abcd 固定在竖直平面内,ab水平,bcd 为半圆,在b 处与 ab 相切.在直轨道 ab 上放着质量分别为 m A =2kg 、 m B =1kg的物块 A 、 B (均可视为质点),用轻质细绳将A 、B 连结在一同,且A 、B 间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接),其弹性势能E p =12J .轨道左边的圆滑水平川面上停着一质量 M =2kg 、长 L=0.5m 的小车,小车上表面与ab 等高.现将细绳剪断,以后A 向左滑上小车,B 向右滑动且恰巧能冲到圆弧轨道的最高点 d 处.已知 A 与小车之间的动摩擦因数μ知足 0.1 ≤μ≤,0.3g 取 10m/ s 2,求( 1) A 、 B 走开弹簧瞬时的速率 v A 、v B ;( 2)圆弧轨道的半径 R ;(3) A 在小车上滑动过程中产生的热量Q (计算结果可含有μ).【答案】( 1) 4m/s ( 2) 0.32m(3) 当知足0.1 ≤μ <0.2 , Q 1μ; 当知足 0.2 ≤μ≤ 0.3时 =10时, 1mA v121(m A M ) v 222【分析】【剖析】(1)弹簧恢复到自然长度时,依据动量守恒定律和能量守恒定律求解两物体的速度; (2)依据能量守恒定律和牛顿第二定律联合求解圆弧轨道的半径R ;( 3)依据动量守恒定律和能量关系求解恰巧能共速的临界摩擦力因数的值,而后议论求解热量 Q.【详解】(1)设弹簧恢复到自然长度时A 、B 的速度分别为 v A 、 v B , 由动量守恒定律:0= m A v A m B v B 由能量关系: E P =1m A v A 2 1m B v B 222解得 v A =2m/s ;v B =4m/s(2)设 B 经过 d 点时速度为 v d ,在 d 点:m B g m B v d 2R由机械能守恒定律:1m B v B 2 =1m B v d 2 m B g 2R22解得 R=0.32m(3)设 μ =1μv,由动量守恒定律:时 A 恰巧能滑到小车左端,其共同速度为m A v A =(m A M )v 由能量关系: 1m A gL1m A v A 21m A M v 222解得 μ1=0.2议论:(ⅰ)当知足 0.1 ≤μ <0时.2, A 和小车不共速, A 将从小车左端滑落,产生的热量为Q 1 m A gL 10(J )(ⅱ)当知足0.2 ≤μ≤ 0.A3和小车能共速,产生的热量为时, Q 11m A v 121 m A M v2 ,解得 Q 2=2J222. 一质量 M =0.8kg 的小物块,用长 l=0.8m 的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态.一质量m=0.2kg 的粘性小球以速度 v 0=10m/s 水平射向小物块,并与物块粘在一同,小球与小物 块互相作用时间极短能够忽视.不计空气阻力,重力加快度g 取 10m/s 2.求:( 1)小球粘在物块上的瞬时,小球和小物块共同速度的大小; ( 2)小球和小物块摇动过程中,细绳拉力的最大值;( 3)小球和小物块摇动过程中所能达到的最大高度.【答案】( 1) v 共 =2.0 m / s ( 2) F=15N (3)h=0.2m 【分析】(1)因为小球与物块互相作用时间极短,因此小球和物块构成的系统动量守恒.mv 0 (Mm)v 共得: v 共 =2.0 m / s(2)小球和物块将以v共开始运动时,轻绳遇到的拉力最大,设最大拉力为F ,F (M m) g ( M m)v 共2L得: F 15N(3)小球和物块将以v 共 为初速度向右摇动,摇动过程中只有重力做功,因此机械能守恒,设它们所能达到的最大高度为h ,依据机械能守恒:( m+M ) gh 1( m M )v 共 22解得 : h 0.2m综上所述本题答案是 : ( 1) v 共 =2.0 m / s ( 2) F=15N (3)h=0.2m点睛 :( 1)小球粘在物块上,动量守恒.由动量守恒,得小球和物块共同速度的大小. ( 2)对小球和物块协力供给向心力,可求得轻绳遇到的拉力( 3)小球和物块上摆机械能守恒.由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度.3.如下图,在竖直平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中,此中AB、 CD 水平且足够长,圆滑半圆半径为R,质量为 m、电量为 +q 的带电小球穿在杆上,从距 B 点x=5.75R 处以某初速 v0开始向左运动.已知小球运动中电量不变,小球与AB、 CD 间动摩擦因数分别为μ1=0.25、μ2=0.80,电场力Eq=3mg/4,重力加快度为g, sin37 =0°.6, cos37 °=0.8.求:(1)若小球初速度 v0=4 gR,则小球运动到半圆上 B 点时遇到的支持力为多大;(2)小球初速度 v0知足什么条件能够运动过 C 点;(3)若小球初速度v=4 gR,初始地点变成x=4R,则小球在杆上静止时经过的行程为多大.【答案】( 1)5.5mg( 2)v04gR (3) 44R【分析】【剖析】【详解】(1)加快到 B 点:-1mgx qEx 1 mv21mv0222在 B 点:N mg m v2R解得 N=5.5mg(2)在物理最高点F:tan qE mg解得α=370;过 F 点的临界条件: v F=0从开始到 F 点:-1mgx qE (x R sin ) mg ( R R cos ) 01mv02 2解得 v0 4 gR可见要过 C 点的条件为:v04gR(3)因为 x=4R<5.75R,从开始到 F 点战胜摩擦力、战胜电场力做功均小于(2)问,到F 点时速度不为零,假定过 C 点后行进 x1速度变成零,在 CD 杆上因为电场力小于摩擦力,小球速度减为零后不会返回,则:-1mgx2 mgx1-qE( x-x1 ) mg 2R 01mv02 2s x R x1解得: s(44)R4.如下图,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传递带BC.已知传递带沿顺时针方向运转的速度 v=4 m/s , B、 C两点的距离 L=6 m。
高考物理曲线运动题20 套( 带答案 ) 及分析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图,在竖直平面内,一半径为R 的圆滑圆弧轨道ABC 和水平轨道PA 在 A 点相切. BC 为圆弧轨道的直径.3O 为圆心, OA 和 OB 之间的夹角为α, sin α=,一质量为 m5的小球沿水平轨道向右运动,经 A 点沿圆弧轨道经过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除遇到重力及轨道作使劲外,小球还向来遇到一水平恒力的作用,已知小球在 C 点所受协力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰巧为零.重力加快度大小为g.求:(1)水平恒力的大小和小球抵达C 点时速度的大小;(2)小球抵达A点时动量的大小;(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间.【答案】( 1)5gR (2) m23gR (3) 35R225g【分析】试题剖析本题考察小球在竖直面内的圆周运动、受力剖析、动量、斜下抛运动及其有关的知识点,意在考察考生灵巧运用有关知识解决问题的的能力.分析( 1)设水平恒力的大小为F0,小球抵达C点时所受协力的大小为F.由力的合成法例有F0tan①mgF 2(mg )2F02②设小球抵达 C 点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得v2F m③R由①②③式和题给数据得F03mg ④4v5gR ⑤2(2)设小球抵达 A 点的速度大小为v1,作CD PA ,交PA于D点,由几何关系得DA R sin⑥CD R(1 cos)⑦由动能定理有mg CD F0DA 1 mv21mv12⑧22由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在 A 点的动量大小为p mv1m23gR ⑨2(3)小球走开 C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加快运动,加快度大小为g.设小球在竖直方向的初速度为v ,从 C 点落至水平轨道上所用时间为t .由运动学公式有v t1gt 2CD ⑩2v vsin由⑤⑦⑩式和题给数据得35Rtg5点睛小球在竖直面内的圆周运动是常有经典模型,本题将小球在竖直面内的圆周运动、受力剖析、动量、斜下抛运动有机联合,经典创新.2.如下图 ,固定的圆滑平台上固定有圆滑的半圆轨道,轨道半径 R=0.6m, 平台上静止搁置着两个滑块 A、B,m A=0.1kg,m B=0.2kg,两滑块间夹有少许炸药 ,平台右边有一带挡板的小车,静止在圆滑的水平川面上.小车质量为M=0.3kg,车面与平台的台面等高 ,小车的上表面的右边固定一根轻弹簧 ,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点 P 与 Q 点之间是粗拙的 ,PQ 间距离为 L 滑块 B 与 PQ 之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q 点右边表面是圆滑的.点燃炸药后,A、B 分别瞬时 A 滑块获取向左的速度v =6m/s, 而滑块 B 则冲向小车.两滑块都能够看作质点,A炸药的质量忽视不计 ,爆炸的时间极短 ,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2.求 :(1)滑块 A 在半圆轨道最高点对轨道的压力;(2)若 L=0.8m, 滑块 B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能;(3)要使滑块 B 既能挤压弹簧 ,又最后没有滑离小车,则小车上PQ 之间的距离L 应在什么范围内【答案】( 1) 1N,方向竖直向上(2)E P0.22 J (3)0.675m<L<1.35m【分析】【详解】(1)A 从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得:1m A v A21m A v2m A g 2R22在最高点由牛顿第二定律:v2m A g F N m A滑块在半圆轨道最高点遇到的压力为:F N=1NR由牛顿第三定律得:滑块对轨道的压力大小为1N,方向向上(2)爆炸过程由动量守恒定律:m A v A m B v B解得: v B=3m/s滑块 B 冲上小车后将弹簧压缩到最短时,弹簧拥有最大弹性势能,由动量守恒定律可知:m B v B( m B M )v共由能量关系:E P 1m B v B21(m B M )v共2 - m BgL22解得 E P=0.22J(3)滑块最后没有走开小车,滑块和小车拥有共同的末速度,设为u,滑块与小车构成的系统动量守恒,有:m B v B( m B M )v若小车 PQ 之间的距离 L 足够大,则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止,设滑块恰巧滑到 Q 点,由能量守恒定律得:m B gL11m B v B21(m B M )v2 22联立解得:L1=1.35m若小车 PQ 之间的距离 L 不是很大,则滑块必定挤压弹簧,因为Q 点右边是圆滑的,滑块必定被弹回到PQ 之间,设滑块恰巧回到小车的左端P 点处,由能量守恒定律得:2 m B gL21m B v B21(m B M )v2 22联立解得:L2=0.675m综上所述,要使滑块既能挤压弹簧,又最后没有走开小车,PQ 之间的距离L 应知足的范围是 0.675m <L< 1.35m3.如下图,质量为M4kg 的平板车P的上表面离地面高h 0.2m,质量为 m 1kg 的小物块 Q (大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统本来静止在圆滑水平川面上,一不行伸长的轻质细绳长为R 0.9m ,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为 m 的小球(大小不计,可视为质点)。
高考物理力学知识点之曲线运动真题汇编附答案解析一、选择题1.质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋,其做匀速圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则空气对飞机的作用力大小为()A. B. C. D.2.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在自己一方场地的B 点,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的A点,第二只球直接擦网而过,也落在A 点,如图。
设球与地面的碰撞后,速度大小不变,速度方向与水平地面夹角相等,其运动过程中阻力不计,则第一只球与第二只球飞过网C处时水平速度大小之比为A.1:1B.1:3C.3:1D.1:93.如图所示,两根长度不同的细绳,一端固定于O点,另一端各系一个相同的小铁球,两小球恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则()A.A球受绳的拉力较大B.它们做圆周运动的角速度不相等C.它们所需的向心力跟轨道半径成反比D.它们做圆周运动的线速度大小相等平面内运动,在x方向的速度图像和y方向的位移图4.有一个质量为4kg的物体在x y像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是()A.物体做匀变速直线运动B.物体所受的合外力为22 NC.2 s时物体的速度为6 m/s D.0时刻物体的速度为5 m/s5.如图所示,小孩用玩具手枪在同一位置沿水平方向先后射出两粒弹珠,击中竖直墙上M、N两点(空气阻力不计),初速度大小分别为v M、v N,、运动时间分别为t M、t N,则A.v M=v N B.v M>v NC.t M>t N D.t M=t N6.如图所示,有两条位于同一竖直平面内的水平轨道,轨道上有两个物体A和B,它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接,物体A以速率v A=10m/s匀速运动,在绳与轨道成30°角时,物体B的速度大小v B为()A.53m/s B.20 m/s C.203m/s D.5 m/s7.如图所示,质量为m的物体,以水平速度v0离开桌面,若以桌面为零势能面,不计空气阻力,则当它经过离地高度为h的A点时,所具有的机械能是( )A.mv02+mg h B.mv02-mg hC.mv02+mg (H-h) D.mv028.如图所示,歼-15沿曲线MN向上爬升,速度逐渐增大,图中画出表示歼-15在P点受到合力的四种方向,其中可能的是A.①B.②C.③D.④9.乘坐如图所示游乐园的过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是()A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下去B.人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mgC.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D.人在最低点时对座位的压力大于mg10.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h,如图所示。
高考物理曲线运动专项训练及答案含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.有一水平放置的圆盘,上面放一劲度系数为k的弹簧,如图所示,弹簧的一端固定于轴O上,另一端系一质量为m的物体A,物体与盘面间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为l.设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.求:(1)盘的转速ω0多大时,物体A开始滑动?(2)当转速缓慢增大到2ω0时,A仍随圆盘做匀速圆周运动,弹簧的伸长量△x是多少?【答案】(1)glμ(2)34mglkl mgμμ-【解析】【分析】(1)物体A随圆盘转动的过程中,若圆盘转速较小,由静摩擦力提供向心力;当圆盘转速较大时,弹力与摩擦力的合力提供向心力.物体A刚开始滑动时,弹簧的弹力为零,静摩擦力达到最大值,由静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律求解角速度ω0.(2)当角速度达到2ω0时,由弹力与摩擦力的合力提供向心力,由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x.【详解】若圆盘转速较小,则静摩擦力提供向心力,当圆盘转速较大时,弹力与静摩擦力的合力提供向心力.(1)当圆盘转速为n0时,A即将开始滑动,此时它所受的最大静摩擦力提供向心力,则有:μmg=mlω02,解得:ω0=g l μ即当ω0=glμA开始滑动.(2)当圆盘转速达到2ω0时,物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力,需要弹簧的弹力来补充,即:μmg+k△x=mrω12,r=l+△x解得:34mgl xkl mgμμ-V=【点睛】当物体相对于接触物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大,这是经常用到的临界条件.本题关键是分析物体的受力情况.2.如图所示,一箱子高为H .底边长为L ,一小球从一壁上沿口A 垂直于箱壁以某一初速度向对面水平抛出,空气阻力不计。
设小球与箱壁碰撞前后的速度大小不变,且速度方向与箱壁的夹角相等。
(1)若小球与箱壁一次碰撞后落到箱底处离C 点距离为,求小球抛出时的初速度v 0;(2)若小球正好落在箱子的B 点,求初速度的可能值。
专题《力与物体的曲线运动》知识梳理一、 曲线运动的条件和研究方法 1.物体做曲线运动的条件:2.曲线运动的研究方法:运动的合成与分解,已知分运动的位移、速度、和加速度等求合运动的位移、速度、和加速度等,遵从平行四边形定则。
二、 平抛(类平抛)运动 1.速度规律: V X =V 0V Y =gt位移规律: X=v 2gt 1.向心力的大小为:2ωmr F =或rv m F 2=2.描述运动的物理量间的关系:四、万有引力定律及应用思路 1.万有引力定律:叫引力常量其中万2211221/1067259.6,kg m N G rm m GF ∙⨯==- 2.(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力。
即222224T r m r m r v m ma r Mm G πω====向 (2)万有引力等于重力五、宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度):是卫星环绕地球表面运行的速度,也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度,也是发射卫星的最小速度V 1=7.9Km/s 。
(2)第二宇宙速度(脱离速度):使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度,V 2=11.2Km/s 。
(3)第三宇宙速度(逃逸速度):使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,V 3=16.7 Km/s 。
专题测试一、选择题(每小题5分,共50分) 1 (2011江苏卷第3题).如图所示,甲、乙两同学从河中O 点出发,分别沿直线游到A 点和B 点后,立即沿原路线返回到O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且OA =OB 。
若水流速度不变,两人在靜水中游速相等,则他们所用时间t 甲、t 乙的大小关系为( ) A .t 甲<t 乙 B .t 甲=t 乙 C .t 甲>t 乙 D .无法确定2(2011广东卷第17题).如图6所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H 处,将球以速度v 沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上,已知底线到网的距离为L ,重力加速度取g ,将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是( )A.球的速度v 等于B.C.球从击球点至落地点的位移等于LD.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关3.如图3所示,在水平地面上M 点的正上方某一高度处,将s 1球以初速度v 1水平向右抛出,同时在M 点右方的N 点处,将s 2球以初速度v 2斜向左上方抛出,两球恰在M 、N 连线的中点正上方相遇,不计空气阻力,则两球从抛出到相遇过程中( ) A .初速度大小关系为v 1=v 2 B .速度变化量相等C .水平位移相等D .都不是匀变速运动4(2011全国理综卷第20题).一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ,已知质点的速率是递减的。
关于b 点电场强度E 的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b 点的切线)( )5.在航天员完成任务准备返回地球时,轨道舱与返回舱分离,此时,与神七相距100公里 至200公里的伴飞小卫星,将开始其观测、“追赶”、绕飞的三步试验:第一步是由其携带的导航定位系统把相关信息传递给地面飞控中心,通过地面接收系统,测量伴飞小卫星与轨道舱的相对距离;第二步是由地面飞控中心发送操作信号,控制伴飞小卫星向轨道舱“追”去,“追”的动力为液氨推进剂,因此能够以较快速度接近轨道舱;第三步是通过变轨调姿,绕着轨道舱飞行.下列关于伴飞小卫星的说法中正确的是 ( )A .伴飞小卫星保持相距轨道舱的一定距离时的向心加速度与轨道舱的相同B .若要伴飞小卫星“追”上轨道舱,只需在较低的轨道上加速即可C .若要伴飞小卫星“追”上轨道舱,只需在原轨道上加速即可D .伴飞小卫星绕飞船做圆周运动时需要地面对小卫星的遥控,启动其动力系统,并非万 有引力提供其向心力6.(2011山东卷第17题).甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是 A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度 C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方7.如图5所示,在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲,现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M 点移动到N 点,若此过程中甲始终保持静止,甲、乙两物体可视为质点,则下列说法正确的是( )A .乙的电势能先增大后减小B .甲对地面的压力先增大后减小C .甲受到地面的摩擦力不变D .甲受到地面的摩擦力先增大后减小8.如图6所示,圆轨道的半径为0.5 m ,空间存在电场强度E =300 N/C ,方向向右的匀强电场.假设斜面和水平面所在处的电场被屏蔽,而圆轨道内仍存在电场,一电荷量为q =+0.1 C 的小球在光滑斜面上某处静止释放滚入圆轨道,并始终保持在圆轨道内部运动.已知小球的质量为4 kg ,所有接触面均光滑.要使小球不脱离轨道运动,则小球在斜面上释放的高度h 必须满足(g 取10 m/s 2) ( )A .h ≤0.125 mB .h ≤0.5 mC .h ≥1.25 mD .h ≥23/16 m9.如图7所示,竖直平面内光滑圆轨道外侧,一小球以某一水平速度v 0从A 点出发沿圆轨道运动,至B 点脱离轨道,最终落在水平面上的C 点,不计空气阻力.下列说法中不正确的是( )A .在B 点时,小球对圆轨道的压力为零图图B B .B 到C 过程,小球做匀变速运动C .在A 点时,小球对圆轨道压力大于其重力D .A 到B 过程,小球水平方向的加速度先增加后减小10.小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R ,现将雨伞竖直伞杆以 角速度ω匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为r 的圆形,当地重力加速度的大小为g ,根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为 ( )A. g (r 2-R 2)2ω2R 2B. g (r 2-R 2)2ω2r 2C. g (r -R )22ω2R 2D. gr 22ω2R2 二、实验题(每小题3分,共6分)11.某质点从O 点开始以初速度v 0做平抛运动,其运动轨迹如图8所示, 以抛出点O 为原点建立图示的平面直角坐标系,从质点离开O 点开始计时,在T 、2T 、3T 、4T 时刻,质点依次到达A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2)、C (x 3,y 3)、D (x 4,y 4).已知当地的重力加速度为g ,下列说法中正确的是 ( ) A .质点经过A 、B 、C 、D 任一点时,其水平方向的分速度始终为v 0 B .质点经过D 点时,竖直方向的分速度为4gTC .质点经过B 点时的速度方向与这段时间内的位移方向相同D .y 1∶y 2∶y 3∶y 4=1∶3∶5∶712.如图9所示是一小球做平抛运动的轨迹,A 、B 、C 为轨迹上的三个点.小球在AB 段和BC 段所用时间均为t ,竖直方向的位移分别为y 1、y 2.下列结论正确的是 ( )A .y 1∶y 2=1∶3B .重力加速度g =y 2-y 1t2C .小球在B 点速度的反向延长线交于AB 水平距离的中点D .AB 段的水平距离等于BC 段的水平距离三、解答题(13、1413.【2012•江苏省苏北四市调考】如图所示,位于A 板附近的放射源连续放出质量为m 、电荷量为+q 的粒子,从静止开始经极板A 、B 间加速后,沿中心线方向进入平行极板C 、D 间的偏转电场,飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场,最后从磁场左边界飞出。
已知A 、B 间电压为U 0;极板C 、D 长为L ,间距为d ;磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里,磁场的左边界与C 、D 右端相距L ,且与中心线垂直。
不计粒子的重力及相互间的作用。
⑴若极板C 、D 间电压为U ,求粒子离开偏转电场时垂直于偏转极板方向的偏移距离; ⑵试证明:离开偏转电场的粒子进、出磁场位置之间的距离与偏转电压无关;图图14.(12分)如图11所示,在平面坐标系xOy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外,一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场.不计粒子重力.求:图11(1)电场强度与磁感应强度的大小之比;(2)粒子在磁场与电场中运动的时间之比.15(2011广东卷第36题)、(20分)如图20所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。
一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A 时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。
滑板运动到C 时被牢固粘连。
物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长l =6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。
E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g.(1)求物块滑到B点的速度大小;(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功W f与L的关系,并判断物块能否滑到CD轨道的中点。
答案1.C 2.AB 3.BC 4.D 5.BD 6.AC 7.B 8.D 9.C 10.A 11.AB 12.BD13【答案】(1)204UL y U d =(2)02mv h qB ==(3)d U UL Y h 0223∆=∆=∆ 【解析】(1)根据动能定理和运动学公式 有200102qU mv =- t v L 0= qU a md = 212y at =204ULy U d=(2)设粒子离开偏转电场时速度为v ,速度v 的偏向角为θ,在磁场中轨道半径为r根据动能定理 牛顿第二定律和几何关系 有200102qU mv =- 2mvqvB r=0cos v v =θθcos 2r h =解得02mv h qB ==可知:进、出磁场位置之间的距离h 与偏转电压U 无关14.(1)v 02 (2)π415.解析:(1)μmgs+mg ·2R=21mv B 2① 所以 v B =3Rg(2)设M 滑动x 1,m 滑动x 2二者达到共同速度v,则mv B =(M+m)v ②μmgx 1=21mv 2③ —μmgx 2=21mv 2—21mv B 2④由②③④得v=Rg , x 1=2R, x 2=8RBv二者位移之差△x= x 2—x 1=6R <6.5R ,即滑块未掉下滑板 讨论:① R <L <2R 时,W f =μmg(l +L)=21mg (6.5R+L ) ② 2R ≤L <5R 时,W f =μmgx 2+μmg(l —△x)=4.25mgR <4.5mgR ,即滑块速度不为0,滑上右侧轨道。