2022高考物理二轮复习专题一力与运动第2讲曲线运动与万有引力练习含解析.doc

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)小滑块由O到B过程中，机械能守恒，则mgR2mvmv解得vB2 m/s在B点由牛顿第二定律得FNmgm解得FN6 N由牛顿第三定律得滑块在B点对半圆轨道的压力FNFN6 N.(3)小滑块由O到C过程中，由动能定理得mgR2mgxBC0mv解得v08 m/s，所以小滑块的初速度至少为8 m/s.答案：(1) m/s(2)6 N(3)8 m/s6