高考物理二轮复习 专题整合突破一 力与运动 第3讲 力与物体的曲线运动素能特训.doc

力与物体的曲线运动一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中15为单选题，68为多选题)12015吉林二模如图所示，长为l的直棒一端可绕固定轴o转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为时，棒的角速度为()a. b.c. d.答案b解析棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度v实l，沿竖直向上方向上的速度分量等于v，即lsinv，所以，故b选项正确。22015菏泽模拟如图所示，从a、b、c三个不同的位置向右分别以va、vb、vc的水平初速度抛出三个小球a、b、c，其中a、b在同一竖直线上，b、c在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的d点，不计空气阻力。则必须()a先同时抛出a、b两球，且vavbvbvcc后同时抛出a、b两球，且vavbvcd后同时抛出b、c两球，且vavbvc；a、b在同一竖直线上，因b、d间竖直位移大于a、d间竖直位移，b、a到d点的水平位移相同，要使两个小球同时落在地面上的d点，须vavb；故a、c、d错误，b正确。3水平转台上有质量相等的a、b两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为f0，则两小物块所受摩擦力fa、fb随转台角速度的平方(2)的变化关系正确的是()答案b解析设a、b到圆心o的距离分别为r1、r2，若细线不存在，则由f0m2r及r1b，即物体b所受摩擦力先达到最大值，随后在一段时间内保持不变，c、d错；当b时，细线中出现拉力t，对物体a：t0时，fam2r1，t0后，fatm2r1，而对物体b满足tf0m2r2，联立得fam2(r1r2)f0，所以t0后直线斜率比t0时大，当转台对a的摩擦力达到最大静摩擦力后，若转台角速度再增大，则a、b相对转台将出现滑动，所以a错、b对。4. 2015云南统考用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，线的张力为ft，则ft随2变化的图象是下图中的()答案c解析当较小时，斜面对小球有支持力，当0时，fn0，当0时受力分析ftsinm2lsinftm2lft2的函数为正比例，斜率为mlmrcos，故c正确。52015温州二模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)l10 cm，圆筒半径r10 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顺时针转动，周期为1 s b顺时针转动，周期为2 sc逆时针转动，周期为1 s d逆时针转动，周期为2 s答案a解析条纹向上运动，则从上往下看圆筒顺时针转动一周期内向上运动的距离即螺距，则t1 s，故a选项正确。62015泰州模拟“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为l，重力加速度为g，则()a小球运动到最低点q时，处于失重状态b小球初速度v0越大，则在p、q两点绳对小球的拉力差越大c当v0时，小球一定能通过最高点pd当v0时小球一定能通过最高点p，故c选项正确。当v0时，小球最高点到不了n，所以处于摆动情形，细绳始终绷紧，故d选项正确。72015湖南十三校联考如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为q的小球，系在一根长为l的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕o点做圆周运动，ab为圆周的水平直径，cd为竖直直径，已知重力加速度为g，电场强度e。下列说法正确的是()a若小球在竖直平面内绕o点做圆周运动，则它运动的最小速度为b若小球在竖直平面内绕o点做圆周运动，则小球运动到b点时的机械能最大c若将小球在a点由静止开始释放，它将在acbd圆弧上往复运动d若将小球在a点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达b点答案 bd解析小球在复合场中做圆周运动，e为物理最低点，f为物理最高点，mgm，所以vmin，故a选项错误。小球运动到b点时电场力做功最多，机械能增加最多，故b选项正确。类比重力场中的圆周运动，从a、c弧中点以下由静止释放才会往复运动，所以c选项错误。小球在竖直方向竖直上抛、水平方向做匀加速运动，当竖直向上合位移为0时，小球水平方向xa(2t)2其中t，所以x2l刚好到b点，故d选项正确。82015百所名校示范卷五如图所示，光滑轨道由ab、bcde两段细圆管平滑连接组成，其中ab段水平，bcde段为半径为r的四分之三圆弧管组成，圆心o与a、b、d等高，整个轨道固定在竖直平面内。现有一质量为m，初速度v0的光滑小球水平地进入圆管ab，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于r，则()a小球到达c点时的速度大小vcb小球能通过e点后恰好落至b点c若将轨道de段拆除，则小球能上升的最大高度距离d点为2rd若适当减小小球的初速度v0，则小球到达e点时的速度可以为零答案abd解析从a至c过程，机械能守恒(以ab为参考平面)：mvmvmgr，将v0代入得：vc，选项a正确；从a至e过程，由机械能守恒得：mvmvmgr，解得：ve，由vetr，ygt2，解得：yr，即小球能正好平抛落回b点，选项b正确；设小球能上升的最大高度为h，则机械能守恒：mvmgh，hr，选项c错误；因为是圆弧管，内管壁可提供支持力，所以小球在e点速度可以为零，选项d正确。二、计算题(本题共2小题，共36分，需写出规范的解题步骤)92015衡水二调如图所示，长为l、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置，上端管口水平，且水平部分管口长度忽略不计，质量为m的小球可在直管内自由滑动，用一根轻质光滑细线将小球与另一质量为m的物块相连，m3m。开始时小球固定于管底，物块悬挂于管口，小球、物块均可视为质点。将小球释放，小球在管口的转向过程中速率不变。试求：(1)物块落地前瞬间的速度大小；(2)小球做平抛运动的水平位移；(m落地后绳子一直松弛)(3)有同学认为，若取mkm，则k足够大时，能使小球平抛运动水平位移的大小最大达到绳长l，请通过计算判断这种说法是否正确。答案(1)(2)l(3)不正确解析(1)系统机械能守恒mglsin30(mm)vmgsin30lsin30因为m3m，得v1(2)根据动能定理mgsin30(llsin30)mvmvm飞出管口时的速度v2m在空中飞行的时间t水平位移sv2tl(3)若mkm，由两式可得m飞出管口时的速度v2水平位移sv2tl可以得出结论，sl所以，这种说法是错误的，水平位移不可能为l。102015漳州八校联考2014年2月8日第22届冬季奥林匹克运动会在俄罗斯联邦索契市胜利开幕，设一个质量m50 kg的跳台花样滑雪运动员(可看成质点)，从静止开始沿斜面雪道从a点滑下，沿切线从b点进入半径r15 m的光滑竖直冰面圆轨道bpc，通过轨道最高点c水平飞出，经t2 s落到斜面雪道上的d点，其速度方向与斜面垂直，斜面与水平面的夹角37，运动员与雪道之间的动摩擦因数0.075，不计空气阻力，取当地的重力加速度g10 m/s2，(sin370.60，cos370.80)。试求：(1)运动员运动到c点时的速度大小vc；(2)运动员在圆轨道最低点p受到轨道支持力的大小fn；(3)a