高考物理力和曲线运动专题新人教版.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学A v0专题力和曲线运动1、如图所示，足够长的斜面上A 点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为t1；若将此球改用2v0水平速度抛出，落到斜面上所用时间为t2，则 t1:t2为：(B)A1:1B1:2 C1:3D 1:42、如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道 AB，高度为 R/2 轨道底端水平并与半球顶端相切质量为 m 的小球由 A 点静止滑下 小球在水平面上的落点为C，则（BC）A小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C 点B小球将从B 点开始做平抛运动到达C 点COC 之间的距离为R2DOC 之间的距离为2R3.如图4所示，放置在水平地面 上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动。以下说法正确的应是（BD）A在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）g B在释放瞬间，支架对地面压力为Mg C摆球到达最低点时，支架对地面压力为（m+M）g D摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）g。4如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆 C和D上，质量为 ma的a球置于地面上，质量为 mb的b球从水平位置静止释放。当b球摆过的角度为90 时，a球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是（AD）A:3:1abmmB:1:1abmmC若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90的某值时，a球对地面的压力刚好为零D若只将细杆 D水平向左移动少许，则当 b球摆过的角度仍为 90 时，a球对地面的压力刚好为零5、如图所示，oa、ob、oc 是竖直面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d 位于同一圆周bCDa 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学上，d 点为圆周的最高点，c 点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环都从o 点无初速释放，用t1、t2、t3依次表示滑环到达a、b、c所用的时间，则（B ）At1=t2=t3Bt1 t2 t3Ct1 t2 t1 t26、如图 6 所示，从光滑的1/4 圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为 R2，则 R1和 R2应满足的关系是(D)A21RRB221RRC21RRD221RR7、如图所示，一根长为L 的轻杆 OA，O 端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为 h 的物块上 若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v 向右运动至杆与水平方向夹角为时，小球A 的线速度大小为（A）AhvL2sinBhvL2sinChvL2cosDhv cos8、m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑。当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是（B ）Arg21 BrgCgr Dgr219、如图9 所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,体重为 G 的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角目a b c d o 2R1R图 6 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学M N P vvv测约为 30,重力加速度为g,估算该女运动员()A.受到的拉力为B.受到的拉力为2G C.向心加速度为D.向心加速度为2g 9 10 10 如图 10 所示,螺旋形光滑轨道竖直放置,P、Q 为对应的轨道最高点.一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,且能过轨道最高点P,则下列说法中正确的是()A.轨道对小球做正功,小球的线速度vPvQ B.轨道对小球不做功,小球的角速度PaQ D.轨道对小球的压力FPFQ 11、已知地球的半径为6.4 106 m，地球自转的角速度为7.27105 rad/s，地面的重力加速度为9.8 m/s2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9103 m/s，第三宇宙速度为16.7103 m/s，月地中心间距离为3.84108 m.假设地球上有一棵苹果树长到了月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将(B)A.落向地面B.飞向茫茫宇宙C.成为地球的“苹果月亮”D.成为地球的同步“苹果卫星”12、如图 13-14 所示在地面上方某一高度处将A 球以初速度v1 水平抛出，同时在A 球正下方地面处将B 球以初速度v2 斜向上抛出，结果两球在空中相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中()A.A 和 B 初速度的大小关系为v1aBC.A 做匀变速运动，B 做变加速运动D.A 和 B 的速度变化相同13、我国发射神舟号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面 200km，远地点 N 距地面 340km。进入该轨道正常运行时，其周期为T1,通过 M、N 点时的速率分是V1,V2。当某次飞船通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动,周期为 T2,这时飞船的速率为V3。比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期,下列结论 不正确 的是：Av1v3 Bv1v2C a2=a3 DT1 T214、如图所示，一根光滑的轻杆沿水平方向放置，左端 O 处连接在竖直的转动轴上，a、b 为两个可看做质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接 Oa 和 ab，且 Oa=ab，已知 b球质量为a 球质量的2 倍。当轻杆绕O 轴在水平面内匀速转动时，Oa 和 ab 两线的拉力之比21:FF为(D)A21 B 12 C51 D54 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学15、质量为m 的小球由轻绳a和 b 系于一轻质木架上的A 点和 C 点，如图所示。当轻杆绕轴 BC 以角速度 匀速转动时，小球在水平面内作匀速圆周运动，绳a在竖直方向、绳b 在水平方向。当小球运动在图示位置时绳b 被烧断的同时杆也停止转动，则(BCD)A、小球仍在水平面内作匀速圆周运动B、在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C、若角速度 较小，小球在垂直于平面ABC 的竖直平面内摆动D、若角速度 较大，小球可以在垂直于平面ABC 的竖直平面内作圆周运动二、计算16、如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的摩擦系数为=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底水平面的高度h=0.45m设货物由静止开始从A点下滑，经过 B点的拐角处无机械能损失通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度可使货物经 C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g=10m/s2，求：（1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离；（2）当皮带轮以角速度=20 rad/s顺时方针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离；（3）试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离S随皮带轮角速度变化关系，并画出 S 图象（设皮带轮顺时方针方向转动时，角速度取正值，水平距离向右取正值）解析：由机械能守恒定律可得：mgHmV2021，所以货物在B 点的速度为V0=10m/s（1）货物从 B 到 C 做匀减速运动，加速度2/6smgmmgaA B C H h L/rads1 S/m 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学设到达 C 点速度为 VC，则：aLVVC2220，所以：VC=2 m/s 落地点到 C 点的水平距离：m6.02ghVSC（2）皮带速度V皮=R=4 m/s，同（1）的论证可知：货物先减速后匀速，从C 点抛出的速度为VC=4 m/s，落地点到 C 点的水平距离：m2.12ghVSC（3）皮带轮逆时针方向转动：无论角速度为多大，货物从B 到 C 均做匀减速运动：在C 点的速度为 VC=2m/s，落地点到C 点的水平距离 S=0.6m 皮带轮顺时针方向转动时：、010 rad/s 时，S=0.6m、1050 rad/s 时，S=Rgh2=0.06、5070 rad/s 时，S=Rgh2=0.06、70 rad/s 时，S=ghvc24.2m S图象如图17、如图 17 所示，质量为m 的小球，由长为l 的细线系住，细线的另一端固定在A 点，AB是过 A 的竖直线，E 为 AB 上的一点，且AE=0.5l，过 E 作水平线 EF，在 EF 上钉铁钉D，若线能承受的最大拉力是9mg，现将小球拉直水平，然后由静止释放，若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动，不计线与钉子碰撞时的能量损失求钉子位置在水平线上的取值范围图 17/rads1 S/m 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 10 20 30 40 50 6 70 80 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学解析：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于gr（r 是做圆周运动的半径）设在D 点绳刚好承受最大拉力，设DE=x1，则：AD=221)2(lx悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l AD=l221)2(lx（2 分）当小球落到D 点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律有：Fmg=121rmv（1 分）结合 F9mg 可得：121rmv8mg（1 分）由机械能守恒定律得：mg(2l+r1)=21mv12即：v2=2g(2l+r1)（1 分）由式联立解得：x132l（2 分）随着 x 的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大转至最高点的临界速度gr也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r 越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了设钉子在G 点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，如图，则：AG=222)2(lxr2=l AG=l222)2(lx（1分）在最高点：mg222rmv（1 分）由机械能守恒定律得：mg(2lr2)=21mv22（1 分）由联立得：x267l（2 分）在水平线上EF 上钉子的位置范围是：67lx32l（2 分）