2012年高考物理 最新考点分类解析 考点5 曲线运动

1 20122012 年物理高考试题分类解析年物理高考试题分类解析 考点考点 5 5 曲线运动曲线运动 1 由光滑细管组成的轨道如图所示 其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧 轨道固定在竖直平面内 一质量为m的小球 从距离水平地面高为H的管口D处静止释放 最后能够从A端水平抛出落到地面上 下列说法正确的是 A 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为 2 RH 2R2 B 小球落到地面时相对于A点的水平位移值为 2 2RH 4R2 C 小球能从细管A端水平抛出的条件是H 2R D 小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin R 5 2 1 BC 小球从D点运动到A点 由动能定理有mg H 2R mvA2 解得 vA 1 2 小球运动到A点且做平抛运动应满足条件vA 0 故H 2R 选项 C 正确 选 2g H 2R 项 D 错误 小球经过A点做平抛运动 根据平抛运动规律 x vAt 2R gt2 解得x 2 1 2 选项 A 错误 选项 B 正确 2RH 4R2 2 如图 x轴在水平地面内 y轴沿竖直方向 图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出 的三个小球a b和c的运动轨迹 其中b和c是从同一点抛出的 不计空气阻力 则 A a的飞行时间比b的长 B b和c的飞行时间相同 C a的水平速度比b的小 D b的初速度比c的大 2 BD 平抛运动可看成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动 因y gt2 ya yb yc 所以b和c飞行时间相等且比a的飞行时间长 A 错误 B 正确 因 1 2 x vt xa xb xc ta tb tc 故va vb vc C 错误 D 正确 3 如图 一小球放置在木板与竖直墙面之间 设墙面对球的压力大小为N1 球对木板 的压力大小为N2 以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴 将木板从图示位置开始缓慢地 转到水平位置 不计摩擦 在此过程中 A N1始终减小 N2始终增大 B N1始终减小 N2始终减小 2 C N1先增大后减小 N2始终减小 D N1先增大后减小 N2先减小后增大 3 B 小球受重力 墙面的压力 木板的支持力而处于静止状态 故墙面的压力 木 板的支持力的合力必与重力等大反向 设木板与竖直墙面的夹角为 由受力分析知 墙对 球的压力大小为N1 mgcot 球对木板的压力与木板对球的支持力大小相等 故N2 当 mg sin 木板由图示位置缓慢转至水平时 角逐渐增大 N1 N2始终减小 B 正确 4 如图所示 相距l 的两小球A B位于同一高度h l h均为定值 将A向B水平 抛出的同时 B自由下落 A B与地面碰撞前后 水平分速度不变 竖直分速度大小不变 方向相反 不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间 则 A A B在第一次落地前能否相碰 取决于A的初速度 B A B在第一次落地前若不碰 此后就不会相碰 C A B不可能运动到最高处相碰 D A B 一定能相碰 4 AD A做平抛运动 竖直方向的分运动为自由落体运动 满足关系式h gt2 水平 1 2 方向上为匀速直线运动 满足关系式x vt B做自由落体运动 因为A B从同一高度开始 运动 因此两者在空中同一时刻处于同一高度 即使两者与地面撞击 反弹后在空中也是同 一时刻处于同一高度 而A在水平方向一直向右运动 因此A B肯定会相碰 D 项正确 当 A的水平速度v足够大时 有可能在B未落地前二者相碰 因此A B在第一次落地前能否相 碰 取决于A的初速度 A 项正确 5 如图是滑道压力测试的示意图 光滑圆弧轨道与光滑斜面相切 滑道底部B处安装一个压力传感器 其示数N表示该处所受压力的大 小 某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑 通过B时 下列表述正确 的有 A N小于滑块重力 B N大于滑块重力 C N越大表明h越大 D N越大表明h越小 5 BC 滑块在轨道上滑动 只有重力做功 机械能守恒 则有 mgh mv 解得 1 22B vB 滑块到B点时 支持力NB与重力的合力提供向心力 即 NB mg m 联立以上 2gh v2B R 两式得 NB mg 由牛顿第三定律知N NB 故 BC 正确 2mgh R 6 如图 置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动 当转速达到某一数值时 3 物块恰好滑离转台开始做平抛运动 现测得转台半径R 0 5 m 离水平地面的高度H 0 8 m 物块平抛落地过程水平位移的大小s 0 4 m 设物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力 取重力加速度g 10 m s2 求 1 物块做平抛运动的初速度大小v0 2 物块与转台间的动摩擦因数 6 答案 1 1 m s 2 0 2 1 物块做平抛运动 在竖直方向上有 H gt2 1 2 在水平方向上有 s v0t 由 式解得 v0 s 1 m s g 2H 2 物块离开转台时 最大静摩擦力提供向心力 有 fm m v02 R fm N mg 由 式解得 0 2 v02 gR 7 一探险队员在探险时遇到一山沟 山沟的一侧竖直 另一侧的坡面呈抛物线形 状 此队员从山沟的竖直一侧 以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面 如图所示 以沟底的 O点为原点建立坐标系Oxy 已知 山沟竖直一侧的高度为 2h 坡面的抛物线方程为 y x2 探险队员的质量为m 人视为质点 忽略空气阻力 重力加速度为g 1 2h 1 求此人落到坡面时的动能 2 此人水平跳出的速度为多大时 他落在坡面时的动能最小 动能的最小值 为多少 7 答案 1 m 2 mgh 1 2 v02 4g2h2 v02 gh gh 3 2 1 设该队员在空中运动的时间为t 在坡面上落点的横坐标为x 纵坐标为y 由运动学 公式和已知条件 得 x v0t 2h y gt2 1 2 4 根据题意有 y x2 2h 由机械能守恒 落到坡面时的动能为 mv2 mv02 mg 2h y 1 2 1 2 联立 式得 mv2 m 1 2 1 2 v02 4g2h2 v02 gh 2 式可以改写为 v2 2 3gh v02 gh 2gh v02 gh v2极小的条件为 式中的平方项等于 0 由此得 v0 gh 此时v2 3gh 则最小动能为 min mgh 1 2mv2 3 2 8 如图所示 一工件置于水平地面上 其AB段为一半径R 1 0 m 的光滑圆弧轨道 BC段为一长度L 0 5 m 的粗糙水平轨道 二者相切于B点 整个轨道位于同一竖直平面内 P点为圆弧轨道上的一个确定点 一可视为质点的物块 其质量m 0 2 kg 与BC间的动摩 擦因数 1 0 4 工件质量M 0 8 kg 与地面间的动摩擦因数 2 0 1 取g 10 m s2 1 若工件固定 将物块由P点无初速度释放 滑至C点时恰好静止 求P C两点间的 高度差h 2 若将一水平恒力F作用于工件 使物块在P点与工件保持相对静止 一起向左做匀 加速直线运动 求F的大小 当速度v 5 m s 时 使工件立刻停止运动 即不考虑减速的时间和位移 物块飞离 圆弧轨道落至BC段 求物块的落点与B点间的距离 8 答案 1 0 2 m 2 8 5 N 0 4 m 1 物块从P点下滑经B点至C点的整个过程 根据动能定理得 mgh 1mgL 0 代入数据得 5 h 0 2 m 2 设物块的加速度大小为a P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角 由几何关系 可得 cos R h