2011年高考物理试题分类汇编——曲线运动(3)
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高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.一宇航员登上某星球表面,在高为2m 处,以水平初速度5m/s 抛出一物体,物体水平射程为5m ,且物体只受该星球引力作用求: (1)该星球表面重力加速度(2)已知该星球的半径为为地球半径的一半,那么该星球质量为地球质量的多少倍. 【答案】(1)4m/s 2;(2)110; 【解析】(1)根据平抛运动的规律:x=v 0t 得0515x t s s v === 由h =12gt 2 得:2222222/4/1h g m s m s t ⨯=== (2)根据星球表面物体重力等于万有引力:2G M mmg R 星星= 地球表面物体重力等于万有引力:2G M mmg R '地地=则222411=()10210M gR M g R '⨯=星星地地= 点睛:此题是平抛运动与万有引力定律的综合题,重力加速度是联系这两个问题的桥梁;知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力.2.如图所示,水平实验台A 端固定,B 端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端 有一可视为质点,质量为2kg 的滑块紧靠弹簧(未与弹黄连接),弹簧压缩量不同时, 将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4的粗糙水平地面相切D 点,AB 段最长时,BC 两点水平距离x BC =0.9m,实验平台距地面髙度h=0.53m ,圆弧半径R=0.4m ,θ=37°,已知 sin37° =0.6, cos37° =0.8.完成下列问題:(1)轨道末端AB 段不缩短,压缩弹黄后将滑块弹出,滑块经过点速度v B =3m/s ,求落到C 点时速度与水平方向夹角;(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE 上继续滑行2m,求滑块在圆弧轨道上对D 点的压力大小:(3)通过调整弹簧压缩量,并将AB 段缩短,滑块弹出后恰好无碰撞从C 点进入圆弧 轨道,求滑块从平台飞出的初速度以及AB 段缩短的距离. 【答案】(1)45°(2)100N (3)4m/s 、0.3m 【解析】(1)根据题意C 点到地面高度0cos370.08C h R R m =-=从B 点飞出后,滑块做平抛运动,根据平抛运动规律:212C h h gt -= 化简则0.3t s =根据 BC B x v t = 可知3/B v m s =飞到C 点时竖直方向的速度3/y v gt m s == 因此tan 1y Bv v θ==即落到圆弧C 点时,滑块速度与水平方向夹角为45° (2)滑块在DE 阶段做匀减速直线运动,加速度大小fa g mμ== 根据222E D DE v v ax -=联立两式则4/D v m s =在圆弧轨道最低处2DN v F mg m R-= 则100N F N = ,即对轨道压力为100N .(3)滑块弹出恰好无碰撞从C 点进入圆弧轨道,说明滑块落到C 点时的速度方向正好沿着轨迹该出的切线,即0tan yv v α''= 由于高度没变,所以3/y y v v m s '== ,037α=因此04/v m s '= 对应的水平位移为01.2AC x v t m ='= 所以缩短的AB 段应该是0.3AB AC BC x x x m ∆=-=【点睛】滑块经历了弹簧为变力的变加速运动、匀减速直线运动、平抛运动、变速圆周运动,匀减速直线运动;涉及恒力作用的直线运动可选择牛顿第二定律和运动学公式;而变力作用做曲线运动优先选择动能定理,对匀变速曲线运动还可用运动的分解利用分运动结合等时性研究.3.如图所示,光滑的水平平台上放有一质量M =2kg ,厚度d =0.2m 的木板,木板的左端放有一质量m =1kg 的滑块(视为质点),现给滑块以水平向右、的初速度,木板在滑块的带动下向右运动,木板滑到平台边缘时平台边缘的固定挡板发生弹性碰撞,当木板与挡板发生第二次碰撞时,滑块恰好滑到木板的右端,然后水平飞出,落到水平地面上的A点,已知木板的长度l=10m,A点到平台边缘的水平距离s=1.6m,平台距水平地面的高度h=3m,重力加速度,不计空气阻力和碰撞时间,求:(1)滑块飞离木板时的速度大小;(2)第一次与挡板碰撞时,木板的速度大小;(结果保留两位有效数字)(3)开始时木板右端到平台边缘的距离;(结果保留两位有效数字)【答案】(1) (2)v=0.67m/s (3)x=0.29m【解析】【分析】【详解】(1)滑块飞离木板后做平抛运动,则有:解得(2)木板第一次与挡板碰撞后,速度方向反向,速度大小不变,先向左做匀减速运动,再向右做匀加速运动,与挡板发生第二次碰撞,由匀变速直线运动的规律可知木板两次与挡板碰撞前瞬间速度相等.设木板第一次与挡板碰撞前瞬间,滑块的速度大小为,木板的速度大小为v由动量守恒定律有:,木板第一与挡板碰后:解得:v=0.67m/s(3)由匀变速直线运动的规律:,,由牛顿第二定律:解得:x=0.29m.【点睛】对于滑块在木板上滑动的类型,常常根据动量守恒定律和能量守恒定律结合进行研究.也可以根据牛顿第二定律和位移公式结合求出运动时间,再求木板的位移.4.如图所示,ABCD是一个地面和轨道均光滑的过山车轨道模型,现对静止在A处的滑块施加一个水平向右的推力F,使它从A点开始做匀加速直线运动,当它水平滑行2.5 m时到达B点,此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道,并恰好通过最高点C,当滑块滑过水平BD部分后,又滑上静止在D处,且与ABD等高的长木板上,已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg,滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、,它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力,取g=10 m/s2,求:(1)水平推力F的大小;(2)滑块到达D点的速度大小;(3)木板至少为多长时,滑块才能不从木板上掉下来?在该情况下,木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少?【答案】(1)1N(2)(3)t=1 s ;【解析】【分析】【详解】(1)由于滑块恰好过C点,则有:m1g=m1从A到C由动能定理得:Fx-m1g·2R=m1v C2-0代入数据联立解得:F=1 N(2)从A到D由动能定理得:Fx=m1v D2代入数据解得:v D=5 m/s(3)滑块滑到木板上时,对滑块:μ1m1g=m1a1,解得:a1=μ1g=3 m/s2对木板有:μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2,代入数据解得:a2=2 m/s2滑块恰好不从木板上滑下,此时滑块滑到木板的右端时恰好与木板速度相同,有:v共=v D-a1tv共=a2t,代入数据解得:t =1 s此时滑块的位移为:x 1=v D t -a 1t 2,木板的位移为:x 2=a 2t 2,L =x 1-x 2,代入数据解得:L =2.5 m v 共=2 m/s x 2=1 m达到共同速度后木板又滑行x ′,则有:v 共2=2μ2gx ′,代入数据解得:x ′=1.5 m木板在水平地面上最终滑行的总位移为:x 木=x 2+x ′=2.5 m点睛:本题考查了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用,解决本题的关键理清滑块和木板在整个过程中的运动规律,选择合适的规律进行求解.5.地面上有一个半径为R 的圆形跑道,高为h 的平台边缘上的P 点在地面上P′点的正上方,P′与跑道圆心O 的距离为L (L >R ),如图所示,跑道上停有一辆小车,现从P 点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计).问:(1)当小车分别位于A 点和B 点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大? (2)要使沙袋落在跑道上,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内?(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A 点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B 处落入小车中,小车的速率v 应满足什么条件?【答案】(1)()2A gv L R h =-22()2B g L R v h+=(2)0((L R v L R -≤≤+(3)1(41)0,1,2,3...)2v n n π=+= 【解析】 【分析】 【详解】(1)沙袋从P 点被抛出后做平抛运动,设它的落地时间为t ,则h=12gt 2解得t =(1) 当小车位于A 点时,有x A =v A t=L-R (2)解(1)(2)得v A =(L-R当小车位于B 点时,有B B x v t ==3)解(1)(3)得Bv (2)若小车在跑道上运动,要使沙袋落入小车,最小的抛出速度为v 0min =v A =(L-R 4) 若当小车经过C 点时沙袋刚好落入,抛出时的初速度最大,有x c =v 0max t="L+R" (5)解(1)(5)得 v 0max =(L+R所以沙袋被抛出时的初速度范围为(L-R ≤v 0≤(L+R (3)要使沙袋能在B 处落入小车中,小车运动的时间应与沙袋下落时间相同 t AB =(n+14)2Rv π(n=0,1,2,3…)(6)所以t AB解得v=12(4n+1)n=0,1,2,3…). 【点睛】本题是对平抛运动规律的考查,在分析第三问的时候,要考虑到小车运动的周期性,小车并一定是经过14圆周,也可以是经过了多个圆周之后再经过14圆周后恰好到达B 点,这是同学在解题时经常忽略而出错的地方.6.如图所示,粗糙水平地面与半径 1.6m R =的光滑半圆轨道BCD 在B 点平滑连接, O 点是半圆轨道BCD 的圆心, B O D 、、三点在同一竖直线上,质量2kg m =的小物块(可视为质点)静止在水平地面上的A 点.某时刻用一压缩弹簧(未画出)将小物块沿AB 方向水平弹出,小物块经过B 点时速度大小为10m/s (不计空气阻力).已知10m AB x =,小物块与水平地面间的动摩擦因数=0.2μ,重力加速度大小210m/s g =.求:(1)压缩弹簧的弹性势能;(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小; (3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与B 点之间的距离. 【答案】(1)140J (2)25N (3)4.8m 【解析】(1)设压缩弹簧的弹性势能为P E ,从A 到B 根据能量守恒,有212P B AB E mv mgx μ=+ 代入数据得140J P E =(2)从B 到D ,根据机械能守恒定律有2211222B D mv mv mg R =+⋅ 在D 点,根据牛顿运动定律有2Dv F mg m R+=代入数据解得25N F =由牛顿第三定律知,小物块对轨道作用力大小为25N (3)由D 点到落地点物块做平抛运动竖直方向有2122R gt = 落地点与B 点之间的距离为D x v t = 代入数据解得 4.8m x =点睛:本题是动能定理、牛顿第二定律和圆周运动以及平抛运动规律的综合应用,关键是确定运动过程,分析运动规律,选择合适的物理规律列方程求解.7.如图所示,表面光滑的长方体平台固定于水平地面上,以平台外侧的一边为x 轴,在平台表面建有平面直角坐标系xoy ,其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
高考物理力学知识点之曲线运动全集汇编含答案一、选择题1.一质量为2.0×103kg 的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N ,当汽车经过半径为80m 的弯道时,下列判断正确的是( )A .汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B .汽车转弯的速度为20m/s 时所需的向心力为1.4×104NC .汽车转弯的速度为20m/s 时汽车会发生侧滑D .汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s 22.如图所示,“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边等高平台上。
棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线,经最高点时速度为v 0,此时离平台的高度为h 。
棋子质量为m ,空气阻力不计,重力加速度为g 。
则此跳跃过程( )A .所用时间2ht g=B .水平位移大小022h x v g= C .初速度的竖直分量大小为2ghD .初速度大小为20v gh +3.某质点同时受到在同一平面内的几个恒力作用而平衡,某时刻突然撤去其中一个力,以后这物体将( )①可能做匀加速直线运动;②可能做匀速直线运动;③其轨迹可能为抛物线;④可能做匀速圆周运动. A .①③B .①②③C .①③④D .①②③④4.如图所示,在水平圆盘上,沿半径方向放置用细线相连的两物体A 和B ,它们与圆盘间的摩擦因数相同,当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时烧断细线,则两个物体将要发生的运动情况是( )A .两物体仍随圆盘一起转动,不会发生滑动B.只有A仍随圆盘一起转动,不会发生滑动C.两物体均滑半径方向滑动,A靠近圆心、B远离圆心D.两物体均滑半径方向滑动,A、B都远离圆心5.如图所示为一条河流.河水流速为v.—只船从A点先后两次渡河到对岸.船在静水中行驶的速度为u.第一次船头朝着AB方向行驶.渡河时间为t1,船的位移为s1,第二次船头朝着AC方向行驶.渡河时间为t2,船的位移为s2.若AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等.则有A.t1>t2 s1<s2B.t1<t2 s1>s2C.t1=t2 s1<s2D.t1=t2 s1>s26.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.mv027.一条小河宽90 m,水流速度8 m/s,一艘快艇在静水中的速度为6 m/s,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇()A.以最短位移渡河,位移大小为90 mB.渡河时间随河水流速加大而增长C.渡河的时间可能少于15 sD.以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为120 m8.如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R:bc是半径为R的四分之一的圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球.始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR9.一条小河宽100m,水流速度为8m/s,一艘快艇在静水中的速度为6m/s,用该快艇将人员送往对岸.关于该快艇的说法中正确的是()A.渡河的最短时间为10sB.渡河时间随河水流速加大而增长C.以最短位移渡河,位移大小为100mD.以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为400m 310.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.④11.如图所示,从某高处水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是()A.小球水平抛出时的初速度大小为tangtθB.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为2θC.若小球初速度增大,则θ减小D.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长12.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13.如图所示,沿竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B,细绳与竖直杆间的夹角为θ,则以下说法正确的是()A.物体B向右做匀速运动B.物体B向右做加速运动C.物体B向右做减速运动D.物体B向右做匀加速运动14.如图所示,小船以大小为 v1、方向与上游河岸成θ 的速度(在静水中的速度)从 A 处过河,经过 t 时间正好到达正对岸的 B 处。
2011年普通高等学校招生全国统一考试(湖南卷)理科综合物理部分试题解析二、选择题:本大题共8小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。
在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(B)解析:主要考查安培定则和地磁场分布。
根据地磁场分布和安培定则判断可知正确答案是B。
15.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。
此后,该质点的动能可能(ABD)A. 一直增大B. 先逐渐减小至零,再逐渐增大C. 先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D. 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大解析:主要考查力和运动关系。
当恒力方向与速度在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至零,再逐渐增大。
当恒力方向与速度不在一条直线上,质点的动能可能一直增大,也可能先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大。
所以正确答案是ABD。
16.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。
假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是(ABC)A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小B. 蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加C. 蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D. 蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析:主要考查功和能的关系。
运动员到达最低点过程中,重力做正功,所以重力势能始终减少,A项正确。
蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加,B项正确。
蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统,只有重力和弹性力做功,所以机械能守恒,C项正确。
重力势能的改变与重力势能零点选取无关,D项错误。
17.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。
2011届新课标高考物理专题模拟演练:曲线运动及天体运动定律1. (2011·浙江苍南中学高三期中) 5.如图所示,一物块在一个水平力F 作用下沿斜面匀速运动,此力F 的方向与斜面平行,某时刻将力F 撤除,下列对撤除力F 后物块运动的描述正确的是 ( )A .物块仍沿斜面匀速运动B .物块沿原方向减速运动C .物块将做匀变速曲线运动D .物块将做非匀变速曲线运动2. (2011·浙江省杭州地区七校期中联考)6.某质点同时受到在同一平面内的几个恒力作用而平衡,某时刻突然撤去其中一个力,以后这物体将①可能作匀加速直线运动 ②可能作匀速直线运动 ③其轨迹可能为抛物线 ④可能作匀速圆周运动 A .①③ B .①②③ C .①③④ D .①②③④3. (2011·浙江省杭州学军中学高三期中)1.下面说法中正确的是: A .做曲线运动的物体,其速度方向必定变化B .速度变化的运动必定是曲线运动C .加速度恒定的运动不可能是曲线运动D .加速度变化的运动必定是曲线运动4. (2010·浙江省温州十校联合体期中联考) 11.在交通事故中,测定碰撞瞬间汽车的速度,对于事故责任的认定具有重要的作用.《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个计算碰撞瞬间车辆速度的公式:219.4h h Lv -∆=,式中L ∆是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿公路方向上的水平距离,h 1、h 2分别是散落物在车上时的离地高度.只要用米尺测量出事故现场的L ∆、h 1、h 2三个量,根据上述公式就能够计算出碰撞瞬间车辆的速度.如图所示为汽车抛物的模拟图,不计空气阻力,g 取9.8 m/s 2,则下列叙述正确的有( )A.A、B落地时间相同B.A、B落地时间差与车辆速度成正比C. A、B落地时间差与车辆速度无关D.A、B落地时间差与车辆速度乘积等于L∆5. (2010·浙江省一级重点中学期中考试) 4.如图所示,质量m=1kg、可看成质点的小物块静止在水平桌面上,其与桌子边缘相距0.4m,板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4.现用F=5N的水平力向右推小物块,为了使它从桌子上掉下,取g=10m/s2,则力F的作用时间至少为AA.0.8SB.1. 0SC.S552D.S10526. (2010·浙江省金华一中期中考试)10.以初速度v0水平抛出一物体,当它的竖直位移与水平位移大小相等时,则()A.竖直分速度等于v000402 (2011·浙江省杭州地区七校期中联考)5.如图所示,将A球以某一速度v0水平抛出,经时间t落于斜面上的P点,第二次将A球从同样的位置静止释放,也经过时间t它将运动至A.P点以下B.P点以上C.P点D.由于v0未知,故无法确定7. (2011浙师大附中期中考试)10.如图,质量分别为m和3m的小球A和B,系在长为L细线两端,放在高为h(h<L)的光滑水平桌面上.A球无初速度从桌边滑下,落在沙地上静止不动,则B球离开桌边时的速度为B.gh2C. 3ghD.6gh[8. (2011·浙江省台州中学高三期中)15.如图所示,A、B为两个挨得很近的小球,并列放于光滑斜面上,斜面足够长,在释放B球的同时,将A球以某一速度v0水平抛出,当A球落于斜面上的P点时,B 球的位置位于( )A.P点以下B.P点以上C.P点D.由于v0未知,故无法确定9. (2011·浙江省温州中学期中考试)10.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上,质量为m a的a球置于地面上,质量为m b的b球从水平位置静止释放。
高考物理曲线运动解题技巧讲解及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R =0.6m,平台上静止放置着两个滑块A 、B ,m A =0.1kg,m B =0.2kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上.小车质量为M =0.3kg,车面与平台的台面等高,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点P 与Q 点之间是粗糙的,PQ 间距离为L 滑块B 与PQ 之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q 点右侧表面是光滑的.点燃炸药后,A 、B 分离瞬间A 滑块获得向左的速度v A =6m/s,而滑块B 则冲向小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,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/s 2.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,又最终没有滑离小车,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)0.22P E J =(3)0.675m <L <1.35m 【解析】 【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:2211222A A A A m v m v m g R -=⨯ 在最高点由牛顿第二定律:2A N A v m g F m R+=滑块在半圆轨道最高点受到的压力为:F N =1N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:A AB B m v m v =解得:v B =3m/s滑块B 冲上小车后将弹簧压缩到最短时,弹簧具有最大弹性势能,由动量守恒定律可知:)B B B m v m M v =+共(由能量关系:2211()-22P B B B B E m v m M v m gL μ=-+共解得E P =0.22J(3)滑块最终没有离开小车,滑块和小车具有共同的末速度,设为u ,滑块与小车组成的系统动量守恒,有:)B B B m v m 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, 设滑块恰好滑到Q 点,由能量守恒定律得:22111()22B B B B m gL m v m M v μ=-+联立解得:L 1=1.35m若小车PQ 之间的距离L 不是很大,则滑块必然挤压弹簧,由于Q 点右侧是光滑的,滑块必然被弹回到PQ 之间,设滑块恰好回到小车的左端P 点处,由能量守恒定律得:222112()22B B B B m gL m v m M v μ=-+ 联立解得:L 2=0.675m综上所述,要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有离开小车,PQ 之间的距离L 应满足的范围是0.675m <L <1.35m2.如图所示,带有14光滑圆弧的小车A 的半径为R ,静止在光滑水平面上.滑块C 置于木板B 的右端,A 、B 、C 的质量均为m ,A 、B 底面厚度相同.现B 、C 以相同的速度向右匀速运动,B 与A 碰后即粘连在一起,C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高处.则:(已知重力加速度为g ) (1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少?(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少?【答案】(1)023v gR =(2)123gRv =253gR v =【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题.(1)设B 、C 的初速度为v 0,AB 相碰过程中动量守恒,设碰后AB 总体速度u ,由02mv mu =,解得02v u =C 滑到最高点的过程: 023mv mu mu +='222011123222mv mu mu mgR +⋅=+'⋅ 解得023v gR =(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有01222mv mu mv mv +=+22220121111222222mv mu mv mv +⋅=+⋅ 解得:123gRv =,253gR v =3.水平面上有一竖直放置长H =1.3m 的杆PO ,一长L =0.9m 的轻细绳两端系在杆上P 、Q 两点,PQ 间距离为d =0.3m ,一质量为m =1.0kg 的小环套在绳上。
2011年全国统一高考物理试卷(新课标)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是()A.B.C.D.2.(6分)质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能()A.一直增大B.先逐渐减小至零,再逐渐增大C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大3.(6分)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是()A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关4.(6分)如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则()A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05AC.U=110V,I=0.2A D.U=110V,I=0.2A5.(6分)电磁轨道炮工作原理如图所示。
待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。
电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。
轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。
通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。
现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是()A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变6.(6分)卫星电话信号需要通过地球卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需要最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径为3.8×105km,运动周期约为27天,地球半径约为6400km,无线电信号的传播速度为3×108m/s)()A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s7.(6分)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。
专题04曲线运动B.线速度大小相等D.角速度大小相等两点转动时属于同轴转动,故角速度大小相等,故C.荷叶c【解析】青蛙做平抛运动,水平方向匀速直线,竖直方向自由落体则有因此水平位移越小,竖直高度越大初速度越小,因此跳到荷叶c上面。
B.初速度相同D.在空中的时间相同C.2k rmC.【答案】AD【解析】小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即x v 为定值,则有水平位x v t ,故A 正确,C 错误;21)22Dg h+02h x v g=B.22gSl ghH hhρη⎛++⎝D.2224 gSl gh lHh h ρη⎛+⎝【解析】设水从出水口射出的初速度为0v,取t时间内的水为研究对象,该部分水的质量为B.落地速度与水平方向夹角为10m D.轨迹最高点与落点的高度差为v v()2sin cos sin sin cos g r μθβθβμθ+(1)转椅做匀速圆周运动,设此时轻绳拉力为T ,转椅质量为m ,受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡,沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力,故可得sin mg T μα=,沿A B 和垂直A B 竖直向上的分力分别为:sin T T '=后停止。
A、B 均视为质点,取重力加速度210m/s g =。
求:(1)脱离弹簧时A、B 的速度大小A v 和B v ;(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能p E ∆。
【答案】(1)1m/s,1m/s;(2)0.2;(3)0.12J 【解析】(1)对A 物块由平抛运动知识得212h gt =A A x v t=代入数据解得,脱离弹簧时A 的速度大小为A /s1m v =对AB 物块整体由动量守恒定律A A B B m v m v =解得脱离弹簧时B 的速度大小为B 1m/sv =(2)对物块B 由动能定理2B B B B102m gx m v μ-=-代入数据解得,物块与桌面的动摩擦因数为0.2μ=(3)由能量守恒定律22p A A B B A A B B 1122E m v m v m g x m g x μμ∆=++∆+∆其中A B m m =,A Bx x x ∆=∆+∆解得整个过程中,弹簧释放的弹性势能p 0.12JE ∆=一、单选题1.(2024·浙江·二模)随着“第十四届全国冬季运动会”的开展,各类冰雪运动绽放出冬日激情,下列说法正确的是()A.评委给花样滑冰选手评分时可以将运动员看作质点B.滑雪比赛中运动员做空中技巧时,处于失重状态C.22+d lhD.d d【解析】设甲此次奔跑的平均加速度大小为a,当地重力加速度大小为C.小钢球经过光电门时所需向心力为FD.在误差允许的范围内,本实验需要验证小钢球经过光电门时所受合力和所需向心力相等,即小球做圆周运动,设在最低点时(即通过光电门)速度为v,有d vt=t t>D.C.12段做斜抛运动,看成反方向的平抛运动,则有t t=,故C错误;D,联立,解得12B.所受绳子的拉力指向圆周运动的圆心D.所需向心力大小为400NB.排球做平抛运动的时间为d ggd D.排球着地时的速度大小为2gd排球做平抛运动的轨迹在地面上的投影为O E ',显然O F CQ EF EQ '==所以排球在左、右场地运动的时间之比为1∶2,设排球做平抛运动的时间为()2122g t -10dg选项A 正确、B 错误;53gdE =,选项C 错误;20331290gdv gH +=,选项D 错误。
2011年高考物理真题分类汇编(详解+精校)电场1.(2011年高考·海南理综卷)关于静电场,下列说法正确的是( )A .电势等于零的物体一定不带电B .电场强度为零的点,电势一定为零C .同一电场线上的各点,电势一定相等D .负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加1.D 解析:考察电场和电势概念及其电场力做功与电势能的关系,选D 。
2.(2011年高考·重庆理综卷)如图所示,电量为+q 和-q 的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场强度为零的点有A .体中心、各面中心和各边中点B .体中心和各边中点C .各面中心和各边中点D .体中心和各面中心2.D 解析:两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零。
两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向。
两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向。
在正方体的上面中心,上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零,下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向,所以正方体的上面中心处的合场强为零,同理所有各面中心处的合场强都为零。
在体中心,可以将八个电荷分成四组,产生的合场强为零。
而在各边中心,场强无法抵消,合场强不为零。
正确答案是D 。
3.(2011年高考·山东理综卷)如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN 为两电荷连线的中垂线,a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线,且a 与c 关于MN对称,b 点位于MN 上,d 点位于两电荷的连线上。
以下判断正确的是 [来源:]A .b 点场强大于d 点场强 [来源:Z&xx&]B .b 点场强小于d 点场强C .a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差D .试探电荷+q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能3.BC 解析:根据等量同种电荷的电场线分布可知b 点场强小于d 点场强,B 正确,A 错误;由对称性可知a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差,C 正确;MN 左侧电势大于零,而右侧小于零所以试探电荷+q 在a 点的电势能大于在c 点的电势能,D 错误。
高中物理高考物理曲线运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试曲线运动 1.如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.4m的粗糙半圆轨道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.质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动,当小物块运动到B点时撤去F,
小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点,已知A、B间的距离为3m,小物块与地面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g取10m/s2.求: (1)小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小. (2)小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离
【答案】(1)160N(2)0.82m 【解析】 【详解】 (1)小物块在水平面上从A运动到B过程中,根据动能定理,有:
(F-μmg)xAB=12mvB2-0 在B点,以物块为研究对象,根据牛顿第二定律得: 2Bv
NmgmR
联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为:N=160N 由牛顿第三定律可得,小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为:N′=N=160N (2)因为小物块恰能通过D点,所以在D点小物块所受的重力等于向心力,即: 2Dv
mgmR
可得:vD=2m/s 设小物块落地点距B点之间的距离为x,下落时间为t,根据平抛运动的规律有: x=vDt,
2R=12gt2 解得:x=0.8m 则小物块离开D点后落到地面上的点与D点之间的距离20.82mlx
2.如图所示,在竖直平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中,其中AB、CD水平且足够长,光滑半圆半径为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,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
2011普通高校招生考试试题汇编-曲线运动
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广东第17题).如图6所示,在球的前截击练习中,若练习者在球正上方距地面H
处,将球以速度v沿垂直球的方向击出,球刚好落在底线上,已知底线到的距离为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L2Hg
B.球从击出至落地所用时间为2Hg
C.球从击球点至落地点的位移等于L
D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
解析:由平抛运动规律:L=vt,H=21gt2求出AB正确。选AB
A.球的速度v等于2gLH
B.球从击出至落地所用时间为2Hg
C.球从击球点至落地点的位移等于L
D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
3(2011安徽第17题).一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的
一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的
小圆弧来代替。如图(a)所示,曲线上的
A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧
邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,
这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫
做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平
面成α角的方向已速度υ0抛出,如图(b)
所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是
A.20vg B.220sinvg
ρ
A
v0
α
ρ
P
图(a)
图(b)
C.220cosvg D.220cossinvg
答案:C
解析:物体在其轨迹最高点P处只有水平速度,其水平速度大小为v
0
cosα,根据牛顿第二定
律得20(cos)vmgm,所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是220cosvg,C
正确。
4(2011全国理综第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)(D)
解析:主要考查电场力方向和曲线运动所受合外力与轨迹的关系。正确答案是D。
5(2011上海第11题).如图,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,
船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为,船的速率为
(A)sinv (B)sinv
(C)cosv (D)cosv
答案:C
6(2011上海第25题).以初速为0v,射程为s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由
静止开始从轨道顶端滑下,当其到达轨道底部时,物体的速率为 ,其水平方
向的速度大小为 。
答案. 0/gsv,2200/1(/)vvgs
7(2011海南第15题)。如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向
的直径。若在a点以初速度0v沿ab方向抛出一小球, 小球会击中坑壁上的c点。已知c
点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径。
解析:设圆半径为r,质点做平抛运动,则:
0
xvt
①
2
1
0.52yrgt
②
过c点做cd⊥ab与d点,Rt△acd∽Rt△cbd可得2cdaddb即为:
2
()(2)2rxrx
③
由①②③得:204(743)rvg
8(2011天津第10题).(16分)
如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且
与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最
高点M时与静止于该处的质量与A相同的小
球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,
落地点距N为2R。重力加速度为g,忽略圆
管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;
(2)小球A冲进轨道时速度v的大小。
解析:
(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,有
2
1
22Rgt
①
解得 2Rtg ②
(2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为
0,由机械能守恒定律知 22111222mvmvmgR ③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,由动量守恒定律知 122mvmv ④
飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,有 22Rvt ⑤
综合②③④⑤式得 222vgR
9(2011山东第24题).(15分)如
图所示,在高出水平地面
1.8hm
的光滑平台上放置一质量2Mkg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度
1
0.2lm
且表面光滑,左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量
1mkg
。B与A左段间动摩擦因数0.4u。开始时二者均静止,先对A施加
20FN
水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。B离开平台后的落地点
与平台右边缘的水平距离1.2xm。(取210mgs)求:
(1)B离开平台时的速度Bv。
(2)B从开始运动到刚脱离A时,B
运动的时间ts和位移xB
(3)A左端的长度l
2
解析:
10(2011广东第36题)、(18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Wf与L的关系,并
判断物块能否滑到CD轨道的中点。
解析:
(1)μmgs+mg·2R=21mvB2 ①
所以 vB=3Rg
(2)设M滑动x1,m滑动x2二者达到共同速度v,则
mvB=(M+m)v ②
μmgx1=21mv2 ③
—μmgx2=21mv2—21mvB2 ④
由②③④得v=Rg, x1=2R, x2=8R
二者位移之差△x= x2—x1=6R<6.5R,即滑块未掉下滑板
讨论:
① R<L<2R时,Wf=μmg(l+
L)= 21mg(6.5R+L)
② 2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—
△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不
为0,滑上右侧轨道。
要使滑块滑到CD轨道中点,vc必须满足:21mvc2 ≥mgR ⑤
此时L应满足:μmg(l+L) ≤21mvB2—21mvc2
⑥
则 L≤21R,不符合题意,滑块不能滑到CD轨道中点。
答案:
(1) vB=3Rg
(2)
①R<L<2R时,Wf=μmg(l+L)= 21mg(6.5R+L)
②2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不
为0,滑上右侧轨道。
滑块不能滑到CD轨道中点