《高考物理总复习 必考部分 专题四 曲线运动习题课件3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 必考部分 专题四 曲线运动习题课件3（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四 曲线运动,高考物理 (课标专用),答案 B 小物块由最低点到最高点的过程由机械能守恒定律有 mv2=mg2R+ m 小物块从最高点水平飞出做平抛运动 有:2R= gt2 x=v1t(x为落地点到轨道下端的距离) 联立得:x2= R-16R2 当R=- ,即R= 时,x具有最大值,选项B正确。,解题关键 小物块运动的过程分为两个阶段,一是由轨道最低点到轨道最高点的曲线运动,符合 机械能守恒定律;二是从轨道最高点到水平地面的平抛运动。根据两个阶段列方程,联立得出关 于x的表达式是解题的关键。,2.(2017课标,15,6分)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略 空
2、气的影响)。速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是 ( ) A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大,答案 C 忽略空气的影响时乒乓球做平抛运动。由竖直方向做自由落体运动有t= 、vy= ,某一时间间隔内下降的距离y=vyt+ gt2,由h相同,可知A、B、D皆错误;由水平方向上做匀 速运动有x=v0t,可见x相同时t与v0成反比,C正确。,易错点拨 运动的合成与分解 在平抛运动中,初速度v0与加速度g不是同一直线上的物理量
3、,不能按匀变速直线运动公式x=v0t+ at2、v=v0+at直接套用。注意先分解为两个分运动进行处理,必要时再合成。,答案 B 同步卫星的速度v方向为正东方向,设卫星在转移轨道的速度为v1,附加速度为v2,由速 度的合成可知v2的方向为东偏南方向,其大小为v2= 1.9103 m/s,故B 选项正确。,审题技巧 合速度与分速度遵循平行四边形定则,可结合余弦定理列式求解未知分速度。,解题关键 合速度即为同步卫星的线速度,一个分速度是在转移轨道上的速度,另一个分速度待 求,运用平行四边形定则求解即可。,答案 D 乒乓球做平抛运动,落到右侧台面上时经历的时间t1满足3h= g 。当v取最大值时 其
4、水平位移最大,落点应在右侧台面的台角处,有vmaxt1= ,解得vmax= ;当v取 最小值时其水平位移最小,发射方向沿正前方且恰好擦网而过,此时有3h-h= g , =vmint2,解得 vmin= 。故D正确。,审题技巧 本题涉及临界状态,球要落在网右侧台面上,临界情况有两个,一是与球网恰好不相 撞,二是与右侧台面的台角相碰。由几何关系约束了最小、最大水平位移。,知识拓展 在处理平抛运动时,关键是知道将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直 方向上的自由落体运动。两个运动具有等时性,即运动时间相等,列式求解。,5.(2014课标,20,6分,0.604)(多选)如图,两个质量均为m的小
5、木块a和b(可视为质点)放在水平圆 盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力 的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角 速度,下列说法正确的是 ( ) A.b一定比a先开始滑动 B.a、b所受的摩擦力始终相等 C.= 是b开始滑动的临界角速度 D.当= 时,a所受摩擦力的大小为kmg,答案 AC 设木块滑动的临界角速度为,kmg=m2r,所以= ,ra=l,rb=2l,所以ab,A、C项 正确;摩擦力充当向心力,在角速度相等时,b受的摩擦力大,B项错误;= 时,a受的摩擦力fa= m2r=m l= k
6、mg,D项错误。,思路分析 木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,转速增大,静摩擦力增大,当需要的向心 力大于最大静摩擦力时,木块开始滑动。,解题关键 木块滑动的临界条件是kmg=m2r,= ,由r决定。,6.(2013课标,21,6分,0.337)(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图,某公路急转 弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯 道处, ( ) A.路面外侧高内侧低 B.车速只要低于vc,车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动 D.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小,
7、答案 AC 汽车在公路转弯处做圆周运动,需要外力提供向心力,当汽车行驶的速率为vc时,汽 车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,即没有指向公路两侧的摩擦力,此时的向心力由地面的 支持力和重力的合力提供,故路面外侧高内侧低,选项A正确;当车速低于vc时,车所需向心力 减小,车可能只是具有向内侧滑动的趋势,不一定能够滑动,选项B错误;同理,当车速高于vc,且不 超出某一最高限度,车辆可能只是有向外侧滑动的趋势,不一定能够滑动,当超过最大静摩擦力 时,才会向外侧滑动,故选项C正确;当路面结冰时,只是最大静摩擦力变小,vc值不变,D错误。,审题技巧 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,说明支持力和重力
8、的合力提供向心力,无 静摩擦力,为临界状态点。,解题关键 vc为恰好没有侧滑趋势的临界速度,判断v与vc的关系,即可判断出滑动趋势。,1.(2017江苏单科,2,3分)如图所示,A、B两小球从相同高度同时水平抛出,经过时间t在空中相 遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍,则两球从抛出到相遇经过的时间为 ( ) A.t B. t C. D.,B组 自主命题省（区、市）卷题组,答案 C 依据运动的独立性原理,在水平方向上,两球之间的距离d=(v1+v2)t=(2v1+2v2)t,得t= , 故选项C正确。,规律总结 运动的独立性原理、相对运动 一个物体同时参与几个独立的运动,每个分运动相互独立,运
9、动规律互不影响。 两个物体相对运动,互为参考系时,相同的分运动可以忽略运动效果。对同时平抛的两个小球, 相对于另一个小球,在水平方向上做匀速直线运动。,2.(2017江苏单科,5,3分)如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在 水平光滑细杆上。物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。 小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动。整个过程 中,物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( ) A.物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2F B.小环碰到钉子P时,绳中的张力大于
10、2F C.物块上升的最大高度为 D.速度v不能超过,答案 D 设夹子与物块间静摩擦力为f,匀速运动时,绳中张力T=Mg=2f,摆动时,物块没有在夹 子中滑动,说明匀速运动过程中,夹子与物块间的静摩擦力没有达到最大值,A错;碰到钉子后,物 块开始在竖直面内做圆周运动,在最低点,对整体T-Mg=M ,对物块2f-Mg=M ,所以T=2f,由于f F,所以选项B错;由机械能守恒得,MgHmax= Mv2,所以Hmax= ,选项C错;若保证物块不从夹子 中滑落,应保证速度为最大值vm时,在最低点满足关系式2F-Mg=M ,所以vm= ,选项 D正确。,解题关键 静摩擦力变化的判断分析 夹子与物块间的静
11、摩擦力随着物块运动情况的变化而变化。在匀速阶段,静摩擦力与物块重力 平衡,碰到钉子后,由于向心力的需要,摩擦力会突然变大,当摩擦力达到最大值后,仍无法满足向 心力的需要,物块就会从夹子中滑落。,答案 AB 赛车用时最短,就要求赛车通过大、小圆弧时,速度都应达到允许的最大速度,通过 小圆弧时,由2.25mg= 得v1=30 m/s;通过大圆弧时,由2.25mg= 得v2=45 m/s,B项正确。赛车 从小圆弧到大圆弧通过直道时需加速,故A项正确。由几何关系可知连接大、小圆弧的直道长x =50 m,由匀加速直线运动的速度位移公式: - =2ax得a6.50 m/s2,C项错误。由几何关系 可得小圆
12、弧所对圆心角为120,所以通过小圆弧弯道的时间t= =2.79 s,故D项错误。,审题指导 首先要注意大、小圆弧半径不同,允许的最大速度不同;其次要充分利用几何关系, 找出直道的长度和小圆弧所对圆心角,这样才能求出赛车在直道上的加速度和通过小圆弧弯道 的时间。,4.(2016江苏单科,2,3分)有A、B两小球,B的质量为A的两倍。现将它们以相同速率沿同一方向 抛出,不计空气阻力。图中为A的运动轨迹,则B的运动轨迹是 ( ) A. B. C. D.,答案 A 不计空气阻力,A、B两球运动过程中加速度a=g,以相同速率沿同一方向抛出,都做斜 上抛运动,故两球轨迹相同,A选项正确。,答案 D 以帆板
13、为参照物时,帆船相对于帆板同时具有向正北的速度v与向正东的速度v,故由 平行四边形定则可知,帆船相对于帆板的速度大小为 v,方向为北偏东45,D正确。,6.(2015浙江理综,17,6分)如图所示为足球球门,球门宽为L。一个球员在球门中心正前方距离球 门s处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)。球员顶球点的高度为h。足球做平抛 运动(足球可看成质点,忽略空气阻力),则 ( ) A.足球位移的大小x= B.足球初速度的大小v0= C.足球末速度的大小v= D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值 tan =,答案 B 如图,足球平抛运动的水平位移x= , 不是足球的位移,所以A错。由
14、x=v0t,h= gt2,得v0= = / = ,B正确。足球的末速度v= = ,所 以C错误。由图可知足球初速度方向与球门线的夹角为,tan =s/ =2s/L,故D错误。所以本题 选B。,评析 本题考查平抛知识,难点是想象空间模型。,7.(2015福建理综,17,6分)如图,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水 平线上。若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块 两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道间的动摩擦因数恒定,则 ( ) A.t1t2 D.无法比较t1、t2的大小,答案 A 在AB段同一位
15、置(或关于过最高点的竖直线对称的位置)处速度越大,对滑道的压力 越小,所受摩擦力越小;在BC段同一位置(或关于过最低点的竖直线对称的位置)处速度越小,对 滑道的压力越小,所受摩擦力越小。分析可知第一次滑块所受平均摩擦力较小,摩擦力做功较 少,动能变化量较小,平均速率较大,由t= 可知t1t2,A项正确。,8.(2015天津理综,4,6分)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的 不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示。当旋转舱绕其轴线匀 速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持 力。为达到上述目的,下列
16、说法正确的是 ( ) A.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大 B.旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小 C.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大 D.宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小,答案 B 宇航员在舱内受到的支持力与他站在地球表面时受到的支持力大小相等,mg=m2r, 即g=2r,可见r越大,就应越小,B正确,A错误;角速度与质量m无关,C、D错误。,9.(2015浙江理综,19,6分)(多选)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O 点的半圆,内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达AB线,有如图所示 的、三条路线,其中路线是以O为圆心的半圆,OO=r。赛车沿圆弧路线行驶时,路面 对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax。选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内 赛车速率不变,发动机功率足够大),则 ( ) A.选择路线,赛车经过的路程最短 B.选择路线,赛车
