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文档简介
曲线运动与万有引力一、单项选择题1如图所示,某次空中投弹的军事演习中,战斗机以恒定速度沿水平方向飞行,先后释放两颗炸弹,分别击中山坡上的m点和n点释放两颗炸弹的时间间隔为t1,击中m、n的时间间隔为t2,不计空气阻力,则()at20b.t2t1解析:选b.根据ygt2,由于击中山坡上m点的炸弹竖直位移y较大,可知击中山坡上m点的炸弹在空中运动时间较长,所以t2v2,v1 b.v1v2,v1 cv1v2,v1 d.v1 解析:选b.卫星绕地球运动,由开普勒第二定律知,近地点的速度大于远地点的速度,即v1v2.若卫星以近地点时的半径做圆周运动,则有m,得运行速度v近 ,由于卫星在近地点做离心运动,则v1v近,即v1 ,选项b正确5(2019高考北京卷)2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)该卫星()a入轨后可以位于北京正上方b入轨后的速度大于第一宇宙速度c发射速度大于第二宇宙速度d若发射到近地圆轨道所需能量较少解析:选d.同步卫星只能位于赤道正上方,a错由知,卫星的轨道半径越大,环绕速度越小,因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度),b错同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度,c错若该卫星发射到近地圆轨道,所需发射速度较小,所需能量较少,d对6(2019陕西第四次模拟)假定太阳系一颗质量均匀、可看成球体的小行星,自转原来可以忽略现若该星球自转加快,角速度为时,该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的.已知引力常量g,则该星球密度为()a. b.c. d.解析:选d.忽略该星球自转的影响时:gmg;该星球自转加快,角速度为时:gmgm2r,星球密度,解得,故d正确,a、b、c错误;故选d.二、多项选择题7如图甲所示,半径为r、内壁光滑的圆形细管竖直放置,一可看作质点的小球在圆管内做圆周运动,当其运动到最高点a时,小球受到的弹力f与其在a点速度平方(即v2)的关系如图乙所示设细管内径可忽略不计,则下列说法正确的是()a当地的重力加速度大小为b该小球的质量为rc当v22b时,小球在圆管的最低点受到的弹力大小为7ad当0v2b时,小球在a点对圆管的弹力方向竖直向上解析:选bc.由图乙可知,当v2b时,小球与圆管内壁之间恰好没有力的作用,此时由重力提供小球做圆周运动的向心力,即mgm,故g,选项a错误;当v20时,有mga,又因为g,所以小球的质量mr,选项b正确;当v22b时,设小球运动到最低点时的速度大小为v,则由机械能守恒定律可得mg2rmv2m2b,设小球在最低点时受到的弹力大小为f,则由向心力公式可得fmgm,联立解得f7a,选项c正确;当0v2b时,小球在最高点时需要的向心力小于小球的重力,所以圆管对小球的弹力方向竖直向上,由牛顿第三定律可知,小球对圆管的弹力方向竖直向下,选项d错误8(2019山东省临沂市高三三模)如图所示,不可伸长的轻质细绳一端固定在光滑竖直杆上,轻质弹簧用光滑轻环套在杆上,细绳和弹簧的另一端固定在质量为m的小球上,开始时处于静止状态,现使该装置绕杆旋转且角速度缓慢增大,则下列说法正确的是()a轻绳上的弹力保持不变b轻绳上的弹力逐渐变大c弹簧上的弹力逐渐变大d弹簧上的弹力先变小后变大解析:选bd.小球随杆做匀速圆周运动,设轻绳与竖直方向的夹角为,当角速度较小时,弹簧处于压缩状态,对小球受力分析有:tcos mg,tsin fm2r,由于小球在竖直方向处于静止,所以t,随角速度增大,增大,所以t增大,随角速度增大,增大,弹簧弹力减小,当角速度较大时,小球做圆周运动的半径增大,弹簧弹力增大,由以上分析可知,b、d正确9(2019吉林一中高三第三次调研)如图所示,abcd是一个边长为l的正方形木块,将一个可视为质点的小球从p点以初速度v0斜向上抛出,小球到达a点时速度方向恰好与ab平面相切已知重力加速度为g,p、d之间的距离为2l.下列说法正确的是()a小球到达a点时的速度为v0b小球在p点时,速度方向与水平夹角为45c小球在由p向a运动的过程中,重力的瞬时功率逐渐减小d仅减小初速度v0,小球仍有可能运动到ab平面上解析:选bc.根据逆向思维,小球从a到p做平抛运动;设小球做平抛运动的初速度为v,根据平抛运动的规律,小球在p点时,1,所以vyv,而v0,所以vyvv0,小球在p点时,速度方向与水平夹角为45,选项a错误,选项b正确;小球在由p向a运动的过程中,重力的瞬时功率pmgvy,随着vy的变小而逐渐减小,选项c正确;仅减小初速度v0,小球不可能运动到ab平面上,选项d错误10如图所示,一质量为m的小球(可视为质点)从离地面高h处水平抛出,第一次落地时的水平位移为h,反弹的高度为h.已知小球与地面接触的时间为t,重力加速度为g,不计摩擦和空气阻力下列说法正确的是()a第一次与地面接触的过程中,小球受到的平均作用力为b第一次与地面接触的过程中,小球受到的平均作用力为mgc小球第一次落地点到第二次落地点的水平距离为2hd小球第一次落地点到第二次落地点的水平距离为h解析:选ac.以竖直向上为正方向小球第一次落地时竖直方向的速度为v1,小球第一次反弹起竖直方向的速度为v2 ,在小球第一次与地面接触的过程中应用动量定理有:tmv2mv1,代入数据解得:,故a正确,b错误;小球第一次下落的时间为t1 ,水平初速度v0 ,第一次反弹到最高点所用的时间为t2 ,所以第一次落地点到第二次落地点的水平距离为2v0t22 2h,故c正确,d错误三、非选择题11(2019广西桂林市、崇左市高三联合调研考试)如图所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道,o点是其圆心,半径r0.8 m,oa水平、ob竖直轨道底端距水平地面的高度h0.8 m从轨道顶端a由静止释放一个质量m10.1 kg的小球,小球到达轨道底端b时,恰好与静止在b点的另一个小球m2发生碰撞,碰后它们粘在一起水平飞出,落地点c与b点之间的水平距离x0.4 m忽略空气阻力,重力加速度g10 m/s2.求:(1)碰撞前瞬间入射小球的速度大小v1;(2)两球从b点飞出时的速度大小v2;(3)碰后瞬间两小球对轨道压力的大小解析:(1)从a点运动的小球向下运动的过程中机械能守恒,得:mgrmv,代入数据得:v14 m/s.(2)两球做平抛运动,根据平抛运动规律得:竖直方向上有:hgt2,代入数据解得:t0.4 s.水平方向上有:xv2t,代入数据解得:v21 m/s.(3)两球碰撞,规定向左为正方向,根据动量守恒定律得:m1v1(m1m2)v2解得:m23m130.10.3 kg碰撞后两个小球受到的合外力提供向心力,则:fn(m1m2)g(m1m2)代入数据得:fn4.5 n由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力也是4.5 n,方向竖直向下答案:(1)4 m/s(2)1 m/s(3)4.5 n12如图所示,“蜗牛”状轨道oab竖直固定在水平地面上,与地面在b处平滑连接其中“蜗牛”状轨道由内壁光滑的半圆轨道oa和ab平滑连接而成,半圆轨道oa的半径r10.6 m,半圆轨道ab的半径r21.2 m,水平地面bc长为xbc11 m,c处是一个开口较大的深坑一质量m0.1 kg的小滑块,从o点沿切线方向以某一初速度进入轨道oa后,沿oab轨道运动至水平地面,已知小滑块与水平地面间的动摩擦因数0.4,g取10 m/s2.(1)为使小滑块不脱离oab轨道,小滑块在o点的初速度v0至少为多大?(2)若小滑块在o点的初速度v06 m/s,小滑块运动到b点时对半圆轨道的压力为多大?(3)若使小滑块能落入深坑,则小滑块在o点的初速度v0至少为多大?解析:(1)小滑块通过最高点a的临界条件是mg解得小滑块经a点的最小速度为va m/s小滑块由o到a过程中,由机械能守恒定律得mg2r1mvmv解得v0 m/s.(2)
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