（浙江专用）高三物理二轮复习 专题三 力与曲线运动限时训练.doc

专题三 力与曲线运动(限时:45分钟) 【测控导航】 考点题号(难易度)1.运动的合成与分解2(易)2.平抛运动规律及应用1(易),3(易),4(易),9(中),13(难)3.圆周运动问题的分析5(中),6(中),7(中),8(中),10(中),12(中)4.平抛与圆周运动的组合问题11(中)一、选择题(在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第710题有多项符合题目要求)1.(2015余姚模拟)游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹,打在远处的同一个靶上,a为甲枪子弹留下的弹孔,b为乙枪子弹留下的弹孔,两弹孔在竖直方向上相距高度为h,如图所示,不计空气阻力.关于两枪射出的子弹的初速度大小、飞行时间长短,下列判断正确的是(d)a.乙枪射出的子弹初速度较大b.两枪射出的子弹初速度一样大c.甲枪射出的子弹飞行时间较长d.乙枪射出的子弹飞行时间较长解析:竖直高度决定运动时间,可知甲枪运动时间短,水平方向位移相同,水平方向子弹做匀速直线运动,所以甲枪射出的子弹初速度较大,选项d正确,a,b,c错误.2.质量为1 kg的物体在水平面内做曲线运动,已知互相垂直方向上的速度图象分别如图(甲)、(乙)所示,下列说法正确的是(a)a.物体初速度的方向与合外力方向垂直b.物体所受的合外力为3 nc.物体的初速度为5 m/sd.2 s末物体的速度大小为7 m/s解析:由题图可知,沿x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,ax=1.5 m/s2,所以沿x轴方向合力fx=max=1.5 n;沿y轴方向做匀速直线运动,合力为零,所以选项a正确,b错误;物体的初速度v0=vy0=4 m/s,选项c错误;2 s末物体速度大小v=vx2+vy2=5 m/s,选项d错误.3.(2015浙江第一次联考)如图,水平路面出现了一个地坑,其竖直截面为半圆.ab为沿水平方向的直径.一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以v1,v2的速度从a点沿ab方向水平弹飞出去,分别落于c,d两点,c,d两点距水平路面分别为圆半径的0.6倍和1倍.则v1v2的值为(c)a.3b.35c.3155d.335解析:设圆弧的半径为r,依平抛运动规律得x1=v1t1,x2=v2t2.联立类比得v1v2=x1t2x2t1=(r+0.8r)t2rt1=1.8t2t1.y1=12gt12,y2=12gt22.由两式得t1t2=y1y2.其中y2=r,y1=0.6r.则有t1t2=y1y2=35,代入得v1v2=3155.选项c正确.4.(2015郑州市第一次质检)如图所示,光滑斜面固定在水平面上,第一次让小球从斜面顶端a由静止释放,使小球沿斜面滑到底端b,第二次将小球从斜面顶端a沿水平方向抛出,使小球刚好落到斜面底端b.比较两次小球的运动,下列说法正确的是(c)a.第二次小球运动经历时间更长b.第一次小球运动速度变化更快c.第二次小球到达b点的速度更大d.两种情况小球到达b点的速度方向相同解析:设斜面高h,倾角为,则第一次的加速度a=gsin ,因为at2,故选项a错误;第二次小球有初动能,由机械能守恒定律可知,第二次小球到达b点的动能大,故选项c正确;第一次小球沿斜面向下,第二次小球到b点时速度与斜面有一定夹角,故选项d错误.5.(2015温州二适)在街头的理发店门口常可以看到这样的标志:一个转动的圆筒,外表有螺旋斜条纹.我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉.如图所示,假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)l=10 cm,圆筒半径r=10 cm,如果我们观察到条纹向上运动的速度为0.1 m/s,则从上往下看,关于圆筒的转动方向和转动周期说法正确的是(a)a.顺时针转动,周期为1 sb.顺时针转动,周期为2 sc.逆时针转动,周期为1 sd.逆时针转动,周期为2 s解析:螺旋斜条纹是从左下到右上,当圆筒沿顺时针方向(从俯视方向看),根据人眼的视觉暂留现象,就会感觉条纹的运动方向向上;由于螺距为10 cm,每秒沿竖直方向运动的距离为10 cm,所以圆筒1 s内转动1周,即周期t=1 s,故选项a正确,b,c,d错误.6.(2015浙江第二次大联考)如图所示为一种叫做“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会随着“魔盘”一起转动,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上,而不会滑下.若魔盘半径为r,人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为,人“贴”在“魔盘”竖直壁上,随“魔盘”一起运动过程中,则下列说法正确的是(d)a.人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用b.如果转速变大,人与器壁之间的摩擦力变大c.如果转速变大,人与器壁之间的弹力不变d.“魔盘”的转速不能小于12gr解析:向心力不是一种新的力,故选项a错误;在转速增大时,虽然向心力增大,弹力增大,但是摩擦力始终等于重力,故选项b,c错误;根据弹力提供向心力,设最小弹力为fn,由fn=mg,fn=mr2,=2n,得最小转速n=12gr,故选项d正确.7.(2015贵阳市适用性测试)如图所示,木箱内固定一倾斜光滑斜面,斜面上放置一小物体.当木箱做下列四种运动时,处于该斜面上的小物体在哪种情况下有可能保持相对静止(bd)a.(1)向左匀加速b.(2)向右匀加速c.(3)竖直向上匀加速d.(4)随圆盘绕竖直轴匀速转动解析:小物体只受重力和支持力的作用,合力方向大概是向右的,不会产生向左和竖直向上的加速度,故选项a,c错误;会产生向右方向的加速度,故选项b,d正确.8.(2015舟山中学仿真模拟)两根不计伸缩的轻质细线,它们固定在o,o点,另一端固定在可视为质点的质量为m的小球a上.如图所示,其中=60,oa长为l,oa水平,p为在悬点的正下方水平固定的一枚钉子,op距离为3l4(保证能使小球下摆时其细线能碰到p).现剪断水平细线oa,a球开始下摆(在以后的运动中细线oa能承受的力足够大),则下列说法正确的有(ac)a.水平细线oa剪断后的瞬间,oa细线拉力为mg2b.水平细线oa剪断后的瞬间,小球a的加速度方向水平向右c.细线碰到p后的瞬间,oa细线拉力为5mgd.细线碰到p后恰能做完整的圆周运动解析:水平细线oa剪断后的瞬间,合力沿着垂直于细线方向向下,即加速度方向沿着垂直于细线方向向下,而沿着细线方向受力平衡,对a球受力分析,受到oa细线的拉力和重力作用,则有t=mgcos 60=12mg,故选项a正确;二者合力方向垂直oa向下,选项b错误;从剪断细线到最低点的过程中,根据动能定理得12mv2=mgl(1-cos 60),解得v=gl,细线碰到p后的瞬间,线速度大小不变,根据向心力公式得t-mg=mv2l-34l,解得t=5mg,故选项c正确;若小球能做完整的圆周运动,则从最低点到最高点的过程中,根据动能定理得12mv2-12mv2=-mg2l4.解得v=0,绳模型中,小球恰好到达最高点时,细线的拉力为零,重力提供向心力,则最高点有mg=mv2l4,解得v=gl2,所以小球不能做完整的圆周运动,故选项d错误.9.(2015大同一中期末联考)如图所示,三个小球a,b,c在离地面不同高度处,同时以相同的速度向左水平抛出,小球a落到d点,de=ef=fg,不计空气阻力,每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面.则关于三小球(ad)a.b,c两球也落在d点b.b球落在e点,c球落在f点c.三小球离地面的高度aebfcg=135d.三小球离地面的高度aebfcg=149解析:三个小球以相同的初速度抛出,而运动的时间之比为123,由x=v0t得水平位移之比为123,而de=ef=fg,故两小球也落在d点,故选项a正确,b错误;由h=12gt2可知三个小球抛出高度之比为149,故选项c错误;d正确.10.(2015珠海一中等六校第二次联考)如图(甲)所示,轻杆一端固定在o点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动.小球运动到最高点时,受到的弹力为f,速度大小为v,其fv2图象如图(乙)所示.则(ad)a.小球的质量为arbb.当地的重力加速度大小为rbc.v2=c时,小球对杆的弹力方向向下d.v2=2b时,小球受到的弹力与重力大小相等解析:由题图(乙)可知:当v2=b时,杆对球的弹力恰好为零,此时只受重力,重力提供向心力,mg=mv2r=mbr,即重力加速度g=br,故选项b错误;当v2=0时,向心力为零,杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向,f弹=mg=a,即小球的质量m=ag=arb,故选项a正确;根据圆周运动的规律,当v2=b时杆对球的弹力为零,当v2b时,mg+f弹=mv2r,杆对球的弹力方向向下,v2=cb,杆对小球的弹力方向向下,根据牛顿第三定律,小球对杆的弹力方向向上,故选项c错误;当v2=2b时,mg+f弹=mv2r=m2br,又g=br,f弹=m2br-mg=mg,故选项d正确.二、非选择题11.(2015宁波效实中学模拟)如图所示,半径r=0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点a.一质量m=0.10 kg的小球,以初速度v0=7.0 m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动,运动l=4.0 m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在c点.求:(取重力加速度g=10 m/s2)(1)小球运动到a点时的速度大小va;(2)小球经过b点时对轨道的压力大小fb;(3)a,c间的距离d解析:(1)v02-va2=2al,得va=5 m/s.(2)由12mva2=mg2r+12mvb2,mg+fbo=mvb2r,得fbo=1.25 n,由牛顿第三定律,小球对轨道压力大小为1.25 n.(3)由(2)得vb=3 m/s,小球做平抛运动2r=12gt2,所以d=vbt=1.2 m.答案:(1)5 m/s(2)1.25 n(3)1.2 m12.(2015乳山市一中第三次测试)游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学,如图所示,“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动,若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动,并立即通知下面的同学接住,结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处接到,已知“摩天轮”半径为r,重力加速度为g,(不计人和吊篮的大小及重物的质量).求:(1)接住前重物下落运动的时间t;(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v;(3)乙同学在最低点处对地板的压力fn.解析:(1)由2r=12gt2,解得t=2rg.(2)v=st,s=r4,联立解得v=18gr.(3)由牛顿第二定律,f-mg=mv2r,解得f=(1+264)mg.由牛顿第三定律可知,乙同学在最低点处对地板的压力大小为fn=(1+264)mg,方向竖直向下.答案:(1)2rg(2)18gr(3)(1+264)mg竖直向下13.(2015石家庄二模)如图所示,一质量m=1.0 kg的小物块静止在粗糙水平台阶上,离台阶边缘o点的距离s=5 m,它与水平台阶表面的动摩擦因数=0.25.在台阶右侧固定一个以o为圆心的14圆弧挡板,圆弧半径r=52 m,以o点为原点建立平面直角坐标系xoy.现有f=5 n的水平恒力拉小物块(已知重力加速度g=10 m/s2).(1)为使小物块不落在挡板上,求拉力f作用的最长时间;(2)若小物块在水平台阶上运动时,拉力f一直作用在小物块上,当小物块过o点时撤去拉力f,求小物块击中挡板上的位置的坐标.解析:(1)为使小物块不落在挡板上,拉力f作用最长时间t1时,撤去f后小物块刚好运动到o点静