【2020最新】高考物理专题七曲线运动精准培优专练

1、教学资料范本【2020最新】高考物理专题七曲线运动精准培优专练编辑:新»2020 a【最新】20xx年高考物理专题七曲线运动精准培优专练1 .曲线运动的问题每年必考，主要是在实际问题中考查速度、加速 度、及位移的分解，平抛运动的处理方法，以及圆周运动与牛顿运动 定律、能量等内容的综合应用。2 .常用思想方法：(1)从分解的角度处理平抛运动。(2)圆周运动的动力学问题实际上是牛顿第二定律的应用，且已知合外 力方向(匀速圆周运动指向圆心)，做好受力分析，由牛顿第二定律列 方程。典例1. (20xx 全国卷H 17)如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面 上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速

2、度 v从轨道下端滑入轨 道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨 道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为 (重力加速度大小 为 g)()A. B. C. D.V22g【解析】物块由最低点到最高点有：；物块做平抛运动： x=v1t;；联 立解得：，由数学知识可知，当时，x最大，故选B。二mv2 2mgr3mv2224r4v22v2t . 1一 x 二16r r 门. g 1 g8g【答案】BW *81 .f VP V"档U 方M -la 同« -.« 迎收如u a# / 10r典例2. （20xx超国III卷?17）在一斜面顶端，将甲、乙两个小

3、球分别 以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至 斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（）丫2A. 2 倍 B. 4 倍 C. 6 倍 D. 8 倍【解析】设甲球落至斜面时的速率为 v1,乙落至斜面时的速率为v2, 由平抛运动规律，x = vt ,设斜面倾角为0,由几何关系，小球 由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，y 1gt2 tan义2x1mv2 mgy 1mvi2 22联立解得：，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得,，所 m vJl tan2 V2 1vJl tan22以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A正确。【答案】A1.（多选）如

4、图所示，一高度为h的光滑平面与一倾角为9的斜面连 接，一小球以速度v从平面的右端P点向右水平抛出，不计空气阻 力，则小球在空中运动的时间t（ ）A. 一定与v的大小有关定B. 一定与v的大小无关力C.当v大于，t与v无关D.当v小于，t与v有关【答案】CD【解析】小球有可能落在斜面上，也有可能落在水平面上，可用临界 法求解，如果小球恰好落在斜面与水平面的交点处，则满足=vt , h=gt2 ,联立可得v= ,故当v大于时，小球落在水平面上，t =，与 v无关；当v小于时，小球落在斜面上，x = vt , y = gt2 , = tan 0 ,联立可得t =,即与v有关，故选项C D正确。2.（

5、多选）如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M长杆的一端放在地上通过钱链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧 滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上 重物M C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转 动，由竖直位置以角速度 3缓慢转至水平（转过了 90角），此过程中 下列说法正确的是（）A.重物M做匀速直线运动B.重物M做匀变速直线运动C.重物M的最大速度是（oLD.重物M的速度先增大后减小【答案】CD【解析】与杆垂直的速度v是C点的实际速度，v绳是沿细绳的速度， 即重物M的速度。设v绳与v的夹角是0 ,则v绳=vcos 0 ,开始时 0减小，则v

6、绳增大；当杆与细绳垂直（0=0）时，重物M的速度最 大，为vmax=3 L,然后再减小，C、D正确。3 .如图所示，ABC竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固 定在A、B两点间的直金属棒，在直棒和圆环的 BC部分上分别套着小 环M N（棒和半圆环均光滑），现让半圆环绕竖直对称轴以角速度 3 1 做匀速转动，小环M N在图示位置。如果半圆环的角 速度为3 2, 32比3 1稍微小一些，关于小环 M N的 位置变化，下列说法正确的是（）A.小环M将到达B点，小环N将向B点靠近稍许 B.小环M将到达B点，小环N的位置保持不变 C.小环M将向B点靠近稍许，小环N将向B点靠近稍许 D.小环M向

7、B点靠近稍许，小环N的位置保持不变 【答案】A【解析】设AB连线与水平面的夹角为,当半圆环绕竖直对称轴以角 速度1做匀速转动时，对小环 M外界提供的向心力等于 mMgtan %,由牛顿第二定律得：mMgtan % = mMb 12rM;当角速度减小时，小 环所需要的向心力减小，而外界提供的向心力不变，造成外界提供的 向心力大于小环所需要的向心力，小环将做近心运动，最终小环M将到达B点。对于N环，由牛顿第二定律得：mNgtan 3 = mlN> 12rN, B 是小环N所在半径与竖直方向的夹角。当角速度稍微减小时，小环所 需要的向心力减小，小环将做近心运动，向 B点靠近，此时（3也减 小，

8、外界提供的向心力 mNgtan B也减小，外界提供的向心力与小环所 需要的向心力可重新达到平衡，所以小环 N将向B点靠近稍许，故A 正确。W *81“专"> 档U 方M -la 同« -.« 迎收如on U a5 / 104 .如图所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度 v在倾角为0的 赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为 mi做圆周运动的半径为 R,重力加速度为g,则下列说法正确的是（）A.将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支 持力、摩擦力和向心力的作用B.运动员受到白勺合力大小为 m,做圆周运动的向心力 大小也是mv2 RC.运动员做圆周运动

9、的角速度为 vR D.如果运动员减速，运动员将做离心运动 【答案】B【解析】向心力是由整体所受的合力提供的，选项 A错误；做匀速圆 周运动的物体，合力提供向心力，选项 B正确；运动员做圆周运动的角速度为3 =,选项C错误；只有运动员加速到所受合力不足以提供 做圆周运动的向心力时，运动员才做离心运动，选项 D错误。5 .如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴水平向右，y轴竖直向下， 将一个可视为质点的小球从坐标原点 O沿x轴正方向以某一初速度向 着一光滑固定斜面抛出，小球运动到斜面顶端 a点时速度方向恰好沿 斜面向下，并沿斜面滑下。若小球沿水平方向的位移和速度分别用 x和vx 表示，沿竖直方向的位

10、移和速度分别用 y和vy表示，则在小球从O点 到余斜面底端b点的过程中，下列图象可能正确的是（）【答案】BC【解析】在平抛运动阶段，水平方向做匀速直线运动，保持不变，水 平位移随时间均匀增加；竖直方向做自由落体运动，即随时间均匀 增大，竖直位移，即是一条过原点开口向上的抛物线；当小球运动到 斜面顶端a点时速度方向恰好沿斜面向下，则小球在斜面上做匀加速 直线运动，将加速度沿水平方向和竖直方向分解，可知在水平方向上 以为初速度匀加速直线运动，此时，随时间均匀增大，水平位移，是 一条开口向上的抛物线；在竖直方向上继续做匀加速直线运动，仍随 时间均匀增大，由于加速度小于原来平抛的重力加速度，故增加的幅

11、 度变小，竖直位移y仍是一条开口向上的抛物线，由此分析可知 A D错误，B、C正确。VxVoxVxtVygt Vy y 2gt2VoVxva*tx%tgaxt2Vy6 .（多选）如图所示，质量为m的小球用长度为R的细绳拴着在竖直面上绕O点做圆周运动，恰好能通过竖直面的最高点 A,重力加速臼工度为g,不计空气阻力，则（）/ 汽A.小球通过最高点A的速度为弼 :B.小球通过最低点B和最高点A的动能之差为mgR"C若细绳在小球运动到与圆心 O等高的C点断了，则小球还能上升的高度为RD.若细绳在小球运动到 A处断了，则经过t=时间小球运动到与圆心等高的位置【答案】AD【解析】小球刚好通过最高

12、点时，细绳的拉力恰好为零，有： mg= m 解得：vA=,故A正确；根据动能定理， Ek= mg- 2R= 2mgR故B 错误；从A到C,由动能定理可得：mgR= mVC2- mVA2细绳在小球运动到与圆心O等高的C点断了，小球将做竖直上抛运动，设上升的高 度为h,由动能定理得：一mgh=0mvC2解得：h=1.5R,故C错误；若细绳在小球运动到 A处断了，小球将做平抛运动，经过时间t =耒会小球下落高度R此时与圆心的位置等高，故 D正确。7 .（多选）如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动，某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球 2恰好运动到自身轨道的最高点，这两

13、点高度相同，此时两小球速度厂”fI 大小相同，若两小球质量均为 F忽略空气阻力的影响，则下 二、罩 列说法正确的是（）（I 、一A.此刻两根细线拉力大小相同B.运动过程中，两根线上拉力的差值最大为 2mgC运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD.若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低 点的机械能【答案】CD【解析】题图位置，球1加速度向上，处于超重状态；球 2加速度向下，处于失重状态，故球1受到的拉力较大，故A错误；球1在最高 点，有：F1 + mg=用52在最低点，有：F2- mg= 两个球运动过 程中机械能守恒，设两球在题图位置的速度为 v,对球1: mv2=

14、mv12 + 2mgR 对球 2: mv2= mv22-2mgR 联立解得：F1=m-5mg F2=5mg故F2F1 = 10mg故B错误，C正确；两个球运动过程中机械能7 / 10守恒，而题图位置两个球的机械能相等，故两个球的机械能一直是相 等的，故D正确。8.如图所示，底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径R = 2mi其轨道底端P距地面的高度h = 5 m , P与右侧竖直墙的距离L = 1.8 m, Q为圆弧轨道上的一点，它与圆心 O的连线OQ与竖直方向的夹 角为53°。现将一质量m =100 g、可视为质点的小球从 Q点由 静止释放，重力加速度g = 10 m/s2 ,

15、不计空气阻力。(sin。、153 = 0.8 , cos 53= 0.6 ) 4(1)小球运动到P点时对轨道的压力多大？(2)若小球每次和竖直墙壁的碰撞均是弹性碰撞，则小球的最终 落地点离右侧墙角B点的距离为多少？(小球和地面碰撞后不再弹 起)【解析】(1)小球由Q到P的过程，由动能定理得：mgR(1 cos 53 )=mv2 - 2在P点小球所受的支持力为F,由牛顿第二定律有：F-mg= mv2/R联立解得F= 1.8 N根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小F' = 1.8 N。(2)小球到达P点时速度的大小为v,由得v = 4 m/s 若右侧无墙壁，则小球做平抛运动的时间t=

16、号联立解得小球做平抛运动的射程 x = vt = 4 m 由弹性碰撞和镜面对称的规律知，小球和左右两侧竖直墙壁各碰一次 后，落到地面上，落点与B点相距s=L (x2L) = 1.4 m。9.如图所示，一内壁光滑的圆弧形轨道 ACB固定在水平地面上，轨道的圆心为Q半径R= 0.5 m, C为最低点，其中。际平，/ AOC= 37°。一质量m= 2 kg的小球从轨道左侧距地面高h = 0.55 m的某处 水平抛出，恰好从轨道A点沿切线方向进入圆弧形轨道，取 g=10m/s2, sin 37=0.6, cos 37=0.8,求:(1)小球抛出点到A点的水平距离；(2)小球运动到B点时对轨道的压力大小。【解析】(1)小球做平抛运动，竖直方向