高考物理二轮复习 专题三 力与曲线运动点精练（含详解）(1).doc

专题三力与曲线运动 【测控导航】考点题号(难易度)1.运动的合成和分解1(易)、9(中)2.平抛(类平抛)运动的应用3(中)3.圆周运动基本规律的应用2(易)、5(中)、7(中)、8(中)4.圆周运动的综合11(中)、12(难)5.万有引力与航天4(中)、6(中)、10(中)1.(2013武汉4月调研)质量m=50 g的小球在竖直平面内运动,若以水平方向为x轴的方向,竖直向下为y轴的方向,建立平面直角坐标系,其运动方程为x=6+6t,y=5+5t2.式中t的单位为秒,x、y的单位为米,重力加速度g=10 m/s2.关于小球的运动,下列说法不正确的是(b)a.t=0时小球的坐标为(6 m,5 m)b.t=1 s时小球的速率为15 m/sc.t=2 s时小球的加速度的大小为10 m/s2d.小球的运动轨迹是一条抛物线解析:将t=0代入运动方程x=6+6t,y=5+5t2,可以得到t=0时小球的坐标为(6 m,5 m),选项a正确;根据运动方程可知,小球水平方向做速度为vx=6 m/s的匀速运动,竖直方向做初速度为0,加速度为10 m/s2的匀加速运动,t=1 s时小球竖直方向速度为10 m/s,t=1 s时小球的速率为v=vx2+vy2=136 m/s=11.7 m/s,选项b不正确;t=2 s时小球的加速度的大小为10 m/s2.小球的运动轨迹是一条抛物线,选项c、d正确.所以本题选b项.2.如图所示,小球能在水平光滑滑杆上滑动,滑杆连同支架可以绕竖直轴转动,球通过弹簧与转动轴相连.当系统以角速度1匀速转动时,球离轴距离为r1=8 cm.当系统角速度增加为2=431时,球离轴距离为r2=9 cm,则此弹簧的自然长度l0为(b)a.8.5 cmb.7 cmc.8 cmd.1 cm解析:设弹簧劲度系数为k,小球以1转动时,弹簧拉力等于向心力,则k(r1-l0)=mr112,小球以2转动时:k(r2-l0)=mr222.联立解得:l0=7 cm.所以选项b正确.3.(2013长春四模)以水平速度v0抛出的小球1落到一倾角为的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图实线所示.在斜面顶端以水平速度v0抛出的小球2落在斜面上轨迹如图虚线所示,则(a) a.球1在空中经历的时间为v0gtanb.球1在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为2tan c.球2落回斜面时的速度大小是v0cosd.球2从开始抛出运动v0sing时间,离开斜面的距离最大解析:球1落在斜面上速度合成如图(甲)所示,则tan =v0gt,所以t=v0gtan,选项a正确;对球1:yx=12gt2v0t=12tan,选项b错误;将球2落回斜面的速度分解,水平与竖直位移为x、y,时间为t,如图(乙)所示. 则x=v0t,y=12gt2,tan =yx,解得t=2v0tang,竖直分速度vy=gt=2v0tan ,球落到斜面时速度大小v=v02+vy2=v01+3sin2cos,故选项c错误;设t2时刻球2离斜面的距离最大,则该时刻速度的方向与斜面平行,如图(乙)所示.则tan =gt2v0,得t2=v0tang,选项d错误.4.(2013四川新津中学二模)2012年初,我国宣布北斗导航系统正式商业运行.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的a、b两位置(如图所示).若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为r,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是(a) a.这两颗卫星的加速度大小相等,均为r2gr2b.卫星1由位置a运动至位置b所需的时间为2r3rrgc.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2d.卫星1由位置a运动到位置b的过程中万有引力做正功解析:由gmmr2=ma,gmmr2=mg,可得a=r2gr2,选项a正确;由gmmr2=m(2t)2r和gmmr2=mg,可得t=2rrrg,卫星1由位置a运动至位置b所需时间t=t6=r3rrg,选项b错误;卫星1向后喷气后速度增大将做离心运动,不可能在同一轨道追上卫星2,选项c错误;由于万有引力与线速度方向垂直,不做功,选项d错误.5.如图所示为火车在转弯处的截面示意图,轨道的外轨高于内轨.某转弯处按规定行驶的速度为v,当火车通过此弯道时,下列判断正确的是(bc) a.若速度大于v,则火车轮缘挤压内轨b.若速度大于v,则火车轮缘挤压外轨c.若速度小于v,则火车轮缘挤压内轨d.若速度小于v,则火车轮缘挤压外轨解析:火车在某转弯处按规定速度行驶时,对内轨、外轨都无挤压.若速度大于v,由向心力公式fn=mv2r可知,需要的向心力增加,火车会出现离心现象,火车轮缘挤压外轨,故选项a错误,b正确;若速度小于v,需要的向心力减小,火车轮缘挤压内轨,故选项c正确,d错误.6.(2013郑州二模)我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星.中轨道卫星轨道高度约为2.15104 km,静止轨道卫星的高度约为3.60104 km.下列说法正确的是(c)a.中轨道卫星的线速度大于7.9 km/sb.5颗静止轨道卫星的轨道平面和赤道平面的夹角各不相同c.静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期d.静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度解析:7.9 km/s是第一宇宙速度,所有地球卫星的速度都小于第一宇宙速度,选项a错误;同步卫星轨道平面与赤道平面重合,选项b错误;由于静止卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径,根据r3t2=k,所以静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期,选项c正确;根据向心加速度a=gmr2,所以静止轨道卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度,选项d错误.7.(2013北京市石景山模拟)如图所示,某点o处固定一点电荷+q,一电荷量为-q1的点电荷以o为圆心做匀速圆周运动,另一电荷量为-q2的点电荷以o为焦点沿椭圆轨道运动,两轨道相切于p点.两个运动电荷的质量相等,它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计,且q1q2.当-q1、-q2经过p点时速度大小分别为v1、v2,加速度大小分别为a1、a2,下列关系式正确的是(d) a.a1=a2b.a1v2解析:在p点时,两电荷受力均为库仑力,分别为f1=kqq1r2,f2=kqq2r2,因为q1q2,所以f1f2.由牛顿第二定律f=ma,因为m相同,所以a1a2,所以选项a、b均错误;在p点有mv12r=f1f2,而f2=mv22r,所以v1v2,选项c错误,d正确.8.(2013武汉市4月调研)在2012年伦敦奥运会上有一个体操技术动作“单臂大回环”.运动员用一只手握住单杠绕杠转一周,一个质量为m的运动员要完成单臂大回环,他的一个胳膊至少要承受的作用力约为(忽略空气阻力)(a)a.5mgb.4mgc.6mgd.3mg解析:在最高点速度越大,在最低点胳膊所承受的力越大,所以在最高点速度为零时,在最低点胳膊承受的力最小.设运动员重心到杠的距离为r,最低点速度为v,从最高点到最低点,由机械能守恒定律有mg(2r)=12mv2,在最低点:f-mg=mv2r,得f=5mg,故选项a正确.9.(2013四川成都七中二模)如图所示,作用于轻绳端点a竖直向下的拉力通过跨在光滑小滑轮的轻绳拉一处在较远处的物体(初始位置绳与水平方向的夹角很小),使物体沿水平面向右匀速滑动,在此过程中(ad) a.绳端a的速度逐渐减小b.绳端a的速度逐渐增大c.绳端拉力f逐渐增大d.绳端拉力f的功率逐渐减小解析:将物体的速度分解如图所示,由此知拉绳的速度v1=vcos ,物体运动过程中逐渐变大,则v1逐渐变小,选项a正确,b错误;由于减速拉绳,则拉力f逐渐变小,而拉力的功率p=fv,则逐渐变小,选项c错误,d正确. 10.(2013四川资阳市二模)据报道,目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器,假设其发射过程为:先让运载火箭将其送入太空,以第一宇宙速度环绕地球飞行,再调整速度进入地火转移轨道,最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行.若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体,已知地球和火星的半径之比为21,密度之比为75,则v大约为(b)a.6.9 km/sb.3.3 km/sc.4.7 km/sd.18.9 km/s解析:探测器环绕星球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,gm地mr地2=mv12r地,则v1=gm地r地gm火mr火2=mv2r火,则v=gm火r火,又=m43r3,所以vv1=r火r地火地=1257,v=3514v1=35147.9 km/s3.3 km/s,故选项b正确.11.(2013四川广元市二模)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4.0 m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在c点.求a、c间的距离(取重力加速度g=10 m/s2).解析:小球在匀减速运动过程中,由运动学公式有va2-v02=-2as解得va=5.0 m/s假设小球能到达圆环的最高点b,由机械能守恒定律有12mva2=2mgr+12mvb2解得vb=3 m/s若小球恰好能到达圆环最高点b,则应满足:mg=mvb12r解得vb1=2 m/s因为vbvb1,所以小球能通过最高点b,前面的假设成立.小球从b点离开时做平抛运动,有竖直方向2r=12gt2水平方向xac=vbt解得xac=1.2 m.答案:1.2 m12.(2013宁波市二模)如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“s”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为r的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端d点与粗糙的水平地面相切.现一辆玩具小车m以恒定的功率从e点开始行驶,经过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“s”形轨道,从轨道的最高点a飞出后,恰好垂直撞在固定斜面b上的c点,c点与下半圆的圆心等高.已知小车运动过程中所受阻力为车重的倍,ed之间的距离为x0,斜面的倾角为30,重力加速度为g.求: (1)小车到达c点时的速度大小为多少?(2)在a点小车对轨道的压力是多少,方向如何?(3)小车的恒定功率是多少?解析:(1)把c点的速度v分解为水平方向的速度va和竖直方向的速度vy,有:vavy=tan 30,vy=gt3r=12gt2v=va2+vy2解得:v=22gr