2018年高考物理二轮复习专题04曲线运动（练）.docx

专题04 曲线运动1【2017江苏卷】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） （B） （C） （D）【答案】C【考点定位】平抛运动【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变2【2016全国新课标卷】（多选）如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则： （ ）ABCD【答案】AC【解析】质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得，根据公式，联立可得，A正确，B错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力，摩擦力水平，不参与向心力，故根据牛顿第二定律可得，代入可得，C正确，D错误。【考点定位】考查了动能定理、圆周运动【方法技巧】应用动能定理应注意的几个问题：(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度；(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)；(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待。3【2015浙江17】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（足球可看做质点，忽略空气阻力）则： （ ）A足球位移大小B足球初速度的大小C足球末速度的大小D足球初速度的方向与球门线夹角的正切值【答案】B根据几何知识可知，D错误。【考点定位】考查了平抛运动，速度的合成与分解【名师点睛】该题的立体性非常好，需要结合立体几何分析解题，对于平抛运动，一般都是将其分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，平抛运动的时间取决下落的高度。4【2015海南4】如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端登高。质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为： （ ）A B C D【答案】C【考点定位】向心力，动能定理【名师点睛】在解决圆周运动的向心力问题时，一定要明确向心力的来源，在运用动能定理解决问题时，需要注意过程中有哪些力做功，做什么功。5【2015福建17】如图，在竖直平面内，滑到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，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则： （ ）At1t2 Bt1=t2 Ct1t2 D无法比较t1、t2的大小【答案】 A【解析】试题分析：在AB段，根据牛顿第二定律，速度越大，滑块受支持力越小，摩擦力就越小，在BC段，根据牛顿第二定律，速度越大，滑块受支持力越大，摩擦力就越大，由题意知从A运动到C相比从C到A，在AB段速度较大，在BC段速度较小，所以从A到C运动过程受摩擦力较小，用时短，所以A正确。【考点定位】 圆周运动【名师点睛】：本题主要是利用圆周运动分析滑块对轨道的压力，从而判断摩擦的大小。在AB段，根据，在BC段，沿不同的方向运动，使得滑块对轨道的压力不同。1一根光滑金属杆，一部分为直线形状并与轴负方向重合，另一部分弯成图示形状，相应的曲线方程为。(单位：m)，一质量为0.1Kg的金属小环套在上面t=0时刻从m处以ms向右运动，并相继经过的A点和的B点，下列说法正确的是A. 小环在B点与金属环间的弹力大于A点的弹力B. 小环经过B点的加速度大于A点时的加速度C. 小环经过B点时重力的瞬时功率为20WD. 小环经过B点的时刻为t=2s【答案】C故选C。2铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（ ）A. 内轨对内侧车轮轮缘有向外的挤压力B. 外轨对外侧车轮轮缘有向内的挤压力C. 内轨对内侧车轮轮缘有向内的挤压力D. 外轨对外侧车轮轮缘有向外的挤压力【答案】B点睛：火车转弯主要是分析清楚向心力的来源，再根据速度的变化，可以知道对内轨还是对外轨由作用力3如图所示，小球甲从A点水平抛出的同时小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向间夹角为=45已知BC高h，不计空气的阻力由以上条件可知（ ）A. 甲小球做平抛运动的初速度大小为B. 甲乙小球到达C点所用时间之比为1:2C. A、B两点的高度差为D. A、B两点的水平距离为【答案】A4如图所示，长为h的轻杆一端固定一质量为 m 的小球，另一端有固定转轴 O，杆可在竖直平面内绕转轴 O 无摩擦转动已知小球通过最低点 Q 时，速度大小为 ，则小球的运动情况为（ ）A. 小球能到达圆周轨道的最高点 P，且在 P 点受到轻杆对它向上的弹力B. 小球能到达圆周轨道的最高点 P，且在 P 点受到轻杆对它向下的弹力C. 小球能到达圆周轨道的最高点 P，但在 P 点不受轻杆对它的作用力D. 小球不可能到达圆周轨道的最高点 P【答案】A【解析】根据动能定理得 ,计算得出 知小球能够到达最高点P.此时在最高点重力和支持力相等,即在P点受到轻杆对它向上的弹力，故A正确.综上所述本题答案是：A 5（多选）如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆孰道，外圆内表面光滑，内圆外表面粗糙，.一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力.设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是A. 若小球运动到最高点时速度为0，则小球机械能一定不守恒B. 若经过足够长时间，小球最终的机械能可能为C. 若使小球始终做完整的圆周运动，则v0一定不小于D. 若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则v0一定大于【答案】ACD点晴：解决本题关键是理解小球在不同情景下沿内圆还是外圆运动，当球运动到最高点时受到为0，则小球在运动过程中一定与内圆接触，受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，机械能不守恒。6（多选）如图倾角为的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点今测得AB：BC：CD=5：3：1，由此可判断（ ）A. A、B、C处抛出的三个小球运动时间之比为3：2：1B. A、B、C处抛出的三个小球的速率变化率之比为3：2：1C. A、B、C处抛出的三个小球的初速度大小之比为3：2：1D. A、B、C处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面间的夹角之比为1：1：1【答案】ACD点睛：根据三个小球的位移之比得出三个小球平抛运动的高度之比和水平位移之比，根据位移时间公式求出运动的时间之比，根据时间和水平位移之比求出初速度之比抓住某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，分析落在斜面上的速度方向与初速度方向夹角的关系72016年11月1日广东珠海开幕的第十一届中国国际航空航天博览会上，空军“八一”飞行表演队的6架歼10战斗机为现场数千名观众带来了一场震撼表演。某次飞行表演中，飞行员驾驶飞机在竖直面内做半径为R的圆周运动，在最高点时飞行员头朝下,已知飞行员质量为m、重力加速度为g；（1）若飞行员在最高点座椅对他的弹力和飞机在地面上起飞前一样，求最高点的速度？（2）若这位飞行员以（1）中的速度从最高点加速飞到最低点，且他在最低点能承受的最大竖直加速度为5g，求飞机在最低点的最大速度及这个过程中飞机对飞行员做的功？【答案】（1）（2）； 【解析】（1）最高点座椅对飞行员弹力FN=mg向下，设速度为v1由重力和弹力的合力提供向心力有： 解得： （2）最低点向心加速度最大时速度也最大，设为v2anm5gv2最大为： 最高点到最低点动能定理有： 得：W=-mgR8某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以v0水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=0.5m，BC长为L2=1.5m，小滑块与水平地面间的动摩擦因数=0.4，重力加速度g=10m/s2(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出求小滑块在A点弹射出的速度大小范围；(3)若小滑块是与从光滑斜轨道E点静止释放的小球发生完全非弹性碰撞后，离开A点的（小球质量与小滑块的质量相等，且均可视为质点，斜轨道与水平地面平滑连接），求当满足(2)中游戏规则时，释放点E与过A水平面的竖直高度H的大小范围.【答案】(1)v1=3m/s (2) 3m/svA4m/s和vA5m/s (3) 1.8mH3.2m和H5m 点睛：本题主要考查了圆周运动与平抛运动的结合，应用动能定理、牛顿第二定律和平抛公示即可解题。 1如图所示，线段OA=2AB，A、B两球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比为A. 2 ：3 B. 3 ：2 C. 5 ：3 D. 2 ：1【答案】C【解析】设，则，角速度为，每个小球的质量为m则根据牛顿第二定律得：对B球，对A球，联立以上两式得： ，C正确2如图所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从c点正上方O点抛出，做初速为v0的平抛运动，恰落在b点若小球初速变为v，其落点位于a，则（ ）A. v0v2v0 B. v=2v0 C. v2v0 D. v3v0【答案】C【解析】解： 如图所示, 落到a运动时间变小了，但落到a点和b点水平位移是1:2的关系，所以 v2v0才可以，故选C3如图所示，在倾角37的斜面底端的正上方 H 处，平抛一个物体，该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直，则物体抛出时的初速度v为（ ）A. B. C. D. 【答案】A4如图所示，汽车向右沿水平面做匀速直线运动，通过绳子提升重物M若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦，则在提升重物的过程中，下列有关判断正确的是（ ）A. 重物减速上升 B. 重物加速上升C. 绳子张力不断增大 D. 地面对汽车的支持力不断减小【答案】B5（多选）如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与质量为mB的小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上质量为mA的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA，加速度大小为aA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为。则A. VB= B. aA= C. 小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D. 当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大【答案】AD【解析】试题分析：将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度；再依据矢量的合成法则，及牛顿第二定律，并选取A与B作为系统，根据机械能守恒条件，即可求解6（多选）如图所示，一质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端分别系在竖直杆的A、B两点上，当两轻绳伸直时，a绳与杆的夹角为30，b绳水平，已知a绳长为2L，当竖直杆以自己为轴转动，角速度从零开始缓慢增大过程中，则下列说法正确的是( )A. 从开始至b绳伸直但不提供拉力时，绳a对小球做功为0B. b绳伸直但不提供拉力时，小球的向心加速度大小为C. 从开始至b绳伸直但不提供拉力时，小球的机械能增加了D. 当时，b绳未伸直【答案】BCD【解析】当b绳刚要伸直时，对小球，由牛顿第二定律和向心力公式得水平方向有： ，竖直方向有，解得，小球的机械能增加量为，由功能关系可知，从开始至b绳伸直但不提供拉力时，绳a对小球做功为，故A错误C正确；b绳刚好伸直无拉力时，小球的角速度为，当，所以b未伸直，小球的向心加速度为，故BD正确7在篮球比赛时，运动员为了避免对方运动员对篮球的拦截，往往采取使篮球与地面发生一次碰撞反弹而传递给队友的传球方法。假设运动员甲将质量m = 0.5 kg的篮球，以v0= 5 m/s 的速率从离地面高h= 0.8 m处水平抛出，球与地面碰撞后水平方向的速度变为与地面碰撞前水平速度的4/5，球与地面碰撞后竖直方向速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的3/4，运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球，篮球与地面碰撞作用的时间极短（可忽略不计），不计空气阻力，g取10 m/s2，求：甲、乙传球所用的时间和甲抛球位