《2019高考物理二轮复习第4讲力与曲线运动专题训练（答案精解精析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理二轮复习第4讲力与曲线运动专题训练（答案精解精析）（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 第第 4 4 讲讲 力与曲线运动力与曲线运动 一、选择题一、选择题( (每小题每小题 6 6 分分, ,共共 4848 分分) ) 1.(2018 浙江绍兴模拟)对于课本上的一些图片,下列说法正确的是 ( ) A.图甲中,有些火星的轨迹不是直线,说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的 B.图乙中,两个影子在 x、y 轴上的运动就是物体的两个分运动 C.图丙中,小锤用较大的力去打击弹性金属片,A、B 两球可以不同时落地 D.图丁中,做变速圆周运动的物体所受合外力 F 在半径方向的分力大于所需要的向心力 2.有一个质量为 3 kg 的质点在直角坐标系 xOy 所在的平面内运动,x 方向的速度-
2、时间图像和 y 方向的位移- 时间图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( ) A.质点做匀变速直线运动 B.质点所受的合外力为 3 N C.质点的初速度大小为 5 m/s D.质点初速度的方向与合外力的方向垂直 2 3.(2018 广东四校联考)从同一高度同时将 a、b 两个完全相同的小球分别竖直上抛和斜上抛,它们的初速度 大小相同;若不计空气阻力,则以下说法中正确的是( ) A.在空中运动的过程中,两球的加速度相同 B.两球触地时的瞬时速率不同 C.两球在空中运动的时间相同 D.两球运动的位移相同 4.(2018 江苏单科,6,4 分)(多选)火车以 60 m/s 的速率转过一段弯道,某
3、乘客发现放在桌面上的指南针在 10 s 内匀速转过了约 10。在此 10 s 时间内,火车( ) A.运动路程为 600 m B.加速度为零 C.角速度约为 1 rad/s D.转弯半径约为 3.4 km 5.(2018 江西赣中南五校二联)如图所示为厦门胡里山炮台的一门大炮。假设炮弹水平射出,以海平面为参考 平面,炮弹射出时的动能恰好为重力势能的 3 倍,不计空气阻力,则炮弹落到海平面时速度方向与海平面的夹 角为( ) A.30B.45C.60D.75 6.(2018 广东五校一联)某科技比赛中,参赛者设计了一个轨道模型,如图所示。模型放到 80 cm 高的桌子上, 最高点距离地面 2 m,
4、右端出口水平。现让小球由最高点静止释放,忽略阻力作用,为使小球飞得最远,右端出 口距离桌面的高度应设计为 ( ) 3 A.0 mB.0.1 m C.0.2 m D.0.3 m 7.(多选)质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点,如图所示,绳 a 与水平方向成 角,绳 b 在水平方向且长为 l,当轻杆绕轴 AB 以角速度 匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下 列说法正确的是( ) A.a 绳的张力不可能为零 B.a 绳的张力随角速度的增大而增大 C.当角速度 ,b 绳将出现弹力 g ltan D.若 b 绳突然被剪断,则 a 绳的弹力一定发生变化
5、8.用如图(a)所示的圆弧斜面装置研究平抛运动,每次将质量为 m 的小球从半径为 R 的四分之一圆弧轨道不 同位置静止释放,并在圆弧轨道最低点装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小 F。已知斜面与水平地面 之间的夹角 =45,实验时获得小球在斜面上的不同水平射程 x,最后作出了如图(b)所示的 F-x 图像,g 取 10 m/s2,则由图可求得圆弧轨道的半径 R 为( ) A.0.125 mB.0.25 mC.0.50 mD.1.0 m 二、非选择题二、非选择题( (每小题每小题 1111 分分, ,共共 2222 分分) ) 9.(2018 福建百校联考)图甲中表演的水流星是一项中国传统民间
6、杂技艺术,在一根绳子上系着两个装满水的 桶,表演者把它甩动转起来,犹如流星般,而水不会流出来。图乙为水流星的简化示意图,在某次表演中,当桶 4 A 在最高点时,桶 B 恰好在最低点,若演员仅控制住绳的中点 O 不动,而水桶 A、B(均可视为质点)都恰好能通 过最高点,已知绳长 l=1.6 m,两水桶(含水)的质量均为 m=0.5 kg,不计空气阻力及绳重,取 g=10 m/s2。 (1)求水桶在最高点和最低点的速度大小; (2)求图示位置时,手对绳子的力的大小。 5 10.(2017 云南玉溪模拟)如图所示,半径 R=0.5 m 的光滑圆弧轨道 ABC 与足够长的粗糙直轨道 CD 在 C 处平
7、滑 连接,O 为圆弧轨道 ABC 的圆心,B 点为圆弧轨道的最低点,半径 OA、OC 与 OB 的夹角分别为 53和 37。将 一个质量 m=0.5 kg 的物体(视为质点)从 A 点左侧高为 h=0.8 m 处的 P 点水平抛出,恰从 A 点沿切线方向进入 圆弧轨道。已知物体与轨道 CD 间的动摩擦因数 =0.8,重力加速度 g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37 =0.8。求: (1)物体水平抛出时的初速度大小 v0; (2)物体经过 B 点时,对圆弧轨道的压力大小 FN; (3)物体在轨道 CD 上运动的距离 x。(结果保留三位有效数字) 6 7 答案精解精析答案精解精析
8、 一、选择题一、选择题 1.B 题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的,但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向,选项 A 错误;题图乙中沿 y 轴的平行光照射时,在 x 轴上的影子就是 x 轴方向的分运动,同理沿 x 轴的平行光照射时, 在 y 轴上的影子就是 y 轴方向的分运动,选项 B 正确;无论小锤用多大的力去打击弹性金属片,只会使得小球 A 的水平速度发生变化,而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的,所以 A、B 两球总是同时落地,选 项 C 错误;做变速圆周运动的物体所受合外力 F 在半径方向的分力等于所需要的向心力,选项 D 错误。 2.C 从题图甲可知质点在 x 方向上
9、做初速度 v0=3 m/s 的匀加速直线运动,加速度为 a=1.5 m/s2,从题图乙可 知,质点在 y 方向上做匀速直线运动,vy=4 m/s,所以质点受到的合外力恒定,但初速度方向和合外力方向不共 线,质点做匀变速曲线运动,A 错误;根据牛顿第二定律可得质点受到的合外力为 F=ma=4.5 N,B 错误;质点的 初速度大小为 v=5 m/s,质点的合外力方向沿 x 轴正方向,初速度方向在 x 轴与 y 轴之间,故二者夹 v2 0 + v2 y 角不为 90,C 正确,D 错误。 3.A 两球在空中都只受重力作用,两球的加速度都为重力加速度 g,A 项正确。因两球都只受重力,则机械能 均守恒
10、,据机械能守恒定律有 m+mgh= m,可知两球触地时的速率相同,B 项错误。因两球以相同的速率分 1 2 v2 0 1 2 v2 t 别竖直上抛和斜上抛,则知两球在空中运动时间不同,两球运动的位移不同,C、D 项错误。 4.AD 火车的角速度 = = rad/s= rad/s,选项 C 错误;火车做匀速圆周运动,其受到的合外力等于 t 2 10 360 10 180 向心力,加速度不为零,选项 B 错误;火车在 10 s 内运动路程 s=vt=600 m,选项 A 正确;火车转弯半径 R= = v 60 180 m3.4 km,选项 D 正确。 5.A 设炮弹射出时距海平面的高度为 y,由题
11、意知 m=3mgy,得 v0=。炮弹射出后做平抛运动,落到海平 1 2 v2 06gy 面时速度的竖直分量 vy=,炮弹落到海平面时速度方向与海平面夹角的正切值 tan = =,则 2gy vy v0 2gy 6gy 3 3 =30,选项 A 正确。 6.C 从最高点到出口,满足机械能守恒,有(H-h)mg= mv2,从出口飞出后小球做平抛运动,有 x=vt,h= gt2,可 1 2 1 2 得 x=2,根据数学知识知,当 H-h=h 时,x 最大,即 h=1 m 时,小球飞得最远,此时出口距离桌面高度 (H - h)h 为 h=1 m-0.8 m=0.2 m。 8 7.AC 对小球受力分析可
12、得 a 绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力,解得 Ta=,为定值,A 正确,B mg sin 错误。当 Ta cos =m2l,即 =时,b 绳的弹力为零,若角速度大于该值,则绳 b 将出现弹力,C 正确。 g ltan 由于 b 绳可能没有弹力,故绳 b 突然被剪断,则 a 绳的弹力可能不变,D 错误。 8.B 设小球在圆弧轨道最低点的速度为 v0,由牛顿第二定律得 F-mg=m ,由平抛运动规律有,小球的水平位移 v2 0 R x=v0t,小球的竖直位移 y= gt2,由几何关系有 y=x tan ,联立可得 x=,则 F=mg+x,由图像知 1 2 2v2 0tan g mg 2R
13、tan mg=5.0 N,解得 R=0.25 m,故选项 B 正确。 二、非选择题二、非选择题 9. 答案 (1)2 m/s 2 m/s (2)30 N 210 解析 (1)设最高点的速度为 v1,最低点的速度为 v2,水桶做圆周运动的半径 R= =0.8 m(1 分) l 2 水桶恰通过最高点时绳上的拉力为零,有 mg=m (2 分) v2 1 R 解得 v1=2 m/s(1 分) 2 水桶从最高点运动到最低点有 mgl+ m= m(2 分) 1 2 v2 1 1 2 v2 2 解得 v2=2 m/s(1 分) 10 (2)绳 OA 对水桶 A 的拉力为零,对最低点的桶 B 受力分析可得 F
14、OB-mg=m (2 分) v2 2 R 解得 FOB=30 N(2 分) 所以,手对绳子的力的大小为 30 N 10. 答案 (1)3 m/s (2)34 N (3)1.09 m 解析 (1)由平抛运动规律知=2gh v2 y 竖直分速度 vy=4 m/s 2gh 初速度 v0=vy tan 37=3 m/s 9 (2)从 P 点至 B 点的过程,由机械能守恒定律有 mg(h+R-R cos 53)= m- m 1 2 v2 B 1 2 v2 0 经过 B 点时,由向心力公式有 FN-mg=m v2 B R 解得 FN=34 N 由牛顿第三定律知,物体对轨道的压力大小为 FN=FN=34 N (3)因 mg cos 37mg sin 37,物体沿轨道 CD 向上做匀减速运动,速度减为零后不会下滑 从 B 点到上滑至最高点的过程,由动能定理有 -mgR(1-cos 37)-(mg sin 37+mg cos 37)x=0- m 1 2 v2 B 解得 x= m1.09 m 135 124
