《高考物理总复习 必考部分 专题四 曲线运动习题课件1》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1（98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 (新课标专用),A组 统一命题课标卷题组 1.(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,五年高考,答案 C 本题考查平抛运动。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+ g
2、t2,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,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。,2.(2017课标,17,6分)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小 物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与 轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g) ( ) A. B. C. D.,
3、答案 B 本题考查机械能守恒定律、平抛运动。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。,3.(2015课标,18,6分,0.528)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分 别
4、为L1和L2,中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同 方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g。若乒乓 球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最 大取值范围是 ( ) A. vL1 B. v,C. v D. v,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 , =vmi
5、nt2,解得 vmin= 。故D正确。,温馨提示 以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,不计空气阻力,则乒乓球做平抛运 动。发射的位置和高度一定,说明若能落在台面上,则运动时间一定,且最大的水平位移为 。若球恰好擦网而过,则下落2h的高度,水平位移最小为 。平抛运动的飞行时 间由高度决定,而飞行距离由高度和初速度共同决定,当高度一定时,则由初速度决定。,评析 本题以体育运动项目为背景考查了平抛运动,问题涉及临界与极值,很好地考查了考生的 分析与推理、理解与运算等多种能力,试题难度为中等偏上,实为一道有能力区分度的好题。,4.(2014课标,15,6分,0.722)取水平地面为重力势能零点。一
6、物块从某一高度水平抛出,在抛出 点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角 为( ) A. B. C. D.,答案 B 解法一 设物块在抛出点的速度为v0,落地时速度为v,抛出时重力势能为Ep,由题意知 Ep= m ;由机械能守恒定律,得 mv2=Ep+ m ,解得v= v0,设落地时速度方向与水平方向的夹 角为,则 cos = = ,解得= ,B正确。 解法二 在竖直方向上物块做自由落体运动,则 =2gh,得vy= 。在初始时刻mgh= m ,得v0 = 。落地时速度分解如图,tan = =1,故=45= ,B正确。,5.(2014课标,20,6分,0.
7、604)(多选)如图,两个质量均为m的小木块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,则有kmg=m2r,所以= ,又ra=l,rb=2l,所以a b,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;=
8、时,a受的 摩擦力fa=m2r=m l= kmg,D项错误。,解题关键 圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,随着的增大,木块所受摩擦力逐渐增大, 当达到最大静摩擦力时木块开始滑动。注意a和b开始滑动时所对应的角速度的临界值。,相关知识 通常摩擦力的大小可由平衡条件、运动状态、牛顿运动定律、动能定理等求解,滑 动摩擦力还可以应用f=FN来求解。,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,
9、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,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
10、,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。,解题关键 当车的速率为vc时,车的受力如图所示,车不受沿公路内外两侧的摩擦力作用,与路 面是否光滑及的大小无关。 当vvc时,车受到沿内(或外)侧的摩擦力作用,但在一定速度范围内,车与路面间的摩擦力没有 达到最大静摩擦力时,车不会向两侧滑动。,7.(2013课标,24,13分,0.284)水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡 皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0, 2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加
11、速运动;B平行于x轴 朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸 长是均匀的,求B运动速度的大小。,答案,解析 设B车的速度大小为v。如图,标记R在时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。 由运动学公式,H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为 yA=2l+ at2 xB=vt 在开始运动时,R到A和B的距离之比为21,即OEOF=21 由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之 比都为21。因此,在时刻t有 HKKG=21 由于FGHIGK,有 HGKG=xB(xB-l) HGKG=(yA+l)(2l) 由式得 xB
12、= l yA=5l 联立式得 v= ,解题关键 画出直角坐标系,将各点标记准确;A沿y轴匀加速运动,则满足yA=2l+ at2,B平行 于x轴匀速运动,则满足xB=vt;橡皮筋的伸长是均匀的,则任一时刻R到A和B的距离之比都为 21;应用相似三角形知识解得yA和xB是关键步骤。,B组 自主命题省(区、市)卷题组,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.,答案 C 本题考查平抛运动、运动的独立性。依据运动的独立性原理,在水平方向上,
13、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
14、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2F C.物块上升的最大高度为 D.速度v不能超过,答案 D 本题考查受力分析、圆周运动。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fF,所以选项B错;由机械能守恒得,MgHmax=
15、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。,3.(2014四川理综,4,6分)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡 河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值 为k,船在静水中的
16、速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为 ( ) A. B. C. D.,答案 B 去程时船头垂直河岸如图所示,由合运动与分运动具有等时性并设河宽为d,则去程 时间t1= ;回程时行驶路线垂直河岸,故回程时间t2= ,由题意有 =k,则k= ,得v1= = ,选项B正确。,评析 此题以小船过河为情境考查运动的合成和分解,解答本题的关键点有二:一是合运动和分 运动具有等时性;二是利用河宽为定值,去程为分运动的位移,返程为合运动的位移,确定去返的 时间,该题难度适中,但有很好的区分度。,4.(2016浙江理综,20,6分)(多选)如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半 径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O距离L=100 m。赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的
