2020屆高考物理 力與運(yùn)動專題強(qiáng)化（7）曲線運(yùn)動A

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1、曲線運(yùn)動A 1、某質(zhì)點(diǎn)在幾個恒力作用下做勻速直線運(yùn)動,現(xiàn)突然將與質(zhì)點(diǎn)速度方向相反的一個力旋轉(zhuǎn)90°,則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動狀況的敘述正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)的速度一定越來越小 B.質(zhì)點(diǎn)的速度可能先變大后變小 C.質(zhì)點(diǎn)一定做勻變速曲線運(yùn)動 D.因慣性質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動 2、如圖,窗子上.下沿間的高度,墻的厚度,某人在離墻壁距離 .距窗子上沿高處的P點(diǎn),將可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體以速度v垂直于墻 壁水平拋出,小物體直接穿過窗口并落在水平地面上,取,則v的取值范圍是 （ ） A. B. C. D. 3、如圖所示,一根長為L的輕桿OA,O端用鉸鏈固定,輕桿靠在一個

2、高為h的物塊上,某時桿與水平方向的夾角為θ,物塊向右運(yùn)動的速度為v,則此時A點(diǎn)速度為( ) A. B. C. D. 4、如圖所示,甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動,相互之間不打滑,其半徑之比,則關(guān)于三個輪子的角速度的大小、輪邊緣向心加速度的大小和線速度的大小的比值,下列表達(dá)式正確的是( ) A. B. C. D. 5、如圖所示，長為L的懸線固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方有一釘子C，OC距離為，把 懸線另一端的小球m拉到跟懸點(diǎn)在同一水平面上無初速度釋放，小球運(yùn)動到懸點(diǎn)正下 方時懸線碰到釘子，則小球的（ ） A.線速度突然增大為原來的2倍 B.角速度突

3、然增大為原來的2倍 C.向心加速度突然增大為原來的4倍 D.懸線拉力突然增大為原來的2倍 6、一只小船渡河,運(yùn)動軌跡如圖所示.水流速度各處相同且恒定不變,方向平行于岸邊;小船相對于靜水分別做勻加速、勻減速、勻速直線運(yùn)動,船相對于靜水的初速度大小均相同、方向垂直于岸邊,且船在渡河過程中船頭方向始終不變.由此可以確定( ) A.船沿軌跡運(yùn)動時,船相對于靜水做勻加速直線運(yùn)動 B.船沿三條不同路徑渡河的時間相同 C.船沿軌跡渡河所用的時間最短 D.船沿軌跡到達(dá)對岸前瞬間的速度最大 7、如圖,一半徑為的球面固定于水平面的點(diǎn),頂端放一質(zhì)量為的物塊,現(xiàn)給物塊一初速度,則(

4、?? ) A.若,則物塊落地點(diǎn)離點(diǎn) B.若球面是粗糙的,當(dāng)時,物塊一定會沿球面下滑一段,再斜拋離開球面 C.若,則物塊落地點(diǎn)離點(diǎn)為 D.若,則物塊落地點(diǎn)離點(diǎn)至少為2 8、如圖所示,兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的相同的木塊A和B放在水平轉(zhuǎn)盤上,兩者用長為L的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。開始時,繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動,使角速度緩慢增大,以下說法不正確的是( ) A.當(dāng)時,相對于轉(zhuǎn)盤會滑動 B.當(dāng)時,繩子一定有彈力 C.當(dāng)ω在范圍內(nèi)增大時,B所受摩擦力變大 D.當(dāng)ω在范圍內(nèi)增大時

5、,A所受摩擦力一直變大 9、如圖所示,一托盤托著一個質(zhì)量為m的物體一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動,分別是軌跡圓的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),B與軌跡圓心等高。下列說法正確的是( ) A.物體在B處受到的摩擦力最大 B.物體在C處受到的支持力最小 C.從A向B運(yùn)動過程中,物體受到的摩擦力和支持力均增大 D.從B向C運(yùn)動過程中,物體受到的摩擦力和支持力均減小 10、如圖所示,一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物,已知貨箱的質(zhì)量為M,貨物的質(zhì)量為m,貨車以速度v向左做勻速直線運(yùn)動,重力加速度為g,則在將貨物提升到圖示的位置時,下列說法正確的是( ) A.貨箱

6、向上運(yùn)動的速度大于v B.纜繩中的拉力大于 C.貨箱向上運(yùn)動的速度等于 D.貨物對貨箱底部的壓力等于 11、如圖所示,排球場總長為18m,網(wǎng)的上端距地面2m,運(yùn)動員站在離網(wǎng)3m遠(yuǎn)的線上正對網(wǎng)前豎直跳起,在高為2.5m處把視作質(zhì)點(diǎn)的排球垂直于網(wǎng)水平擊出。(空氣阻力不計,重力加速度g取)則( ) A.若排球未觸網(wǎng),排球飛行時間為 B.擊球速度大于20m/s,排球必定會出界 C.擊球速度小于10m/s,排球必定會觸網(wǎng) D.只要擊球點(diǎn)高于2m,且擊球速度合適,排球總可以落到對方界內(nèi) 12、如圖所示,物體P用兩根長度相等不可伸長的細(xì)線系于豎直桿上,它們隨桿轉(zhuǎn)動,若轉(zhuǎn)動角速度為,則（

7、 ） A.只有超過某一值時,繩子AP才有拉力 B.繩BP的拉力隨的增大而增大 C.繩BP的張力一定大于繩子AP的張力 D.當(dāng)增大到一定程度時,繩子AP的張力大于BP的張力 13、在做“研究平拋運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中,為了確定小球不同時刻在空中所通過的位置,實(shí)驗(yàn)時用了如圖甲所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙。將該木板豎直立于水平地面上,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞在木板上得到痕跡B;又將木板再向遠(yuǎn)離槽口方向平移

8、距離x,小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,再得到痕跡C。 若測得木板每次移動距離,間距離,間距離,重力加速度,請回答以下問題: (1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放? 答:_____________________________________。 (2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球的初速度___________m/s。(保留3位有效數(shù)字) (3)如果將木板向遠(yuǎn)離槽口方向平移的同時還將木板向圖甲中垂直紙面方向等間距平移,可以得到幾個痕跡點(diǎn),用平滑的線連起來就是小球平拋運(yùn)動的軌跡。在軌跡上取一些點(diǎn),以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,

9、下列中能說明平拋小球的運(yùn)動軌跡為拋物線的是( ) A. B. C. D. 14、如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面的底端有一質(zhì)量的帶有凹槽的小滑塊,小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)讓小滑塊以某一初速度v從斜面底端上滑,同時在斜面底端正上方有一小球以初速度水平拋出,經(jīng)過0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此時,小滑塊還在上滑過程中。已知,,g取,求: (1)小球水平拋出的速度; (2)小滑塊的初速度v。 15、如圖甲所示,用一根長為的細(xì)線,一端系一質(zhì)量為的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端固定在一光滑錐體頂端,錐面與豎直方向的夾角,當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動的角速度為ω時

10、,細(xì)線的張力為T。(g取,,。計算結(jié)果可用根式表)。 (1)小球剛要離開錐面時小球的角速度為多大? (2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°,則小球的角速度ω’為多大? (3)細(xì)線張力T與小球勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω有關(guān),請通過計算求解T與的關(guān)系,并在圖乙坐標(biāo)紙上作出的圖像,標(biāo)明關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值。 答案以及解析 1答案及解析： 答案：C 解析：將與質(zhì)點(diǎn)速度方向相反的作用力F旋轉(zhuǎn)90°時,該力與其余力的合力夾角為90°,這時質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為,方向與速度的夾角為45°,質(zhì)點(diǎn)受力的方向與運(yùn)動的方向之間的夾角是銳角,所以質(zhì)

11、點(diǎn)做速度增大的曲線運(yùn)動,故A、B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得加速度,所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動,故C正確,D錯誤。 2答案及解析： 答案：C 解析：小物體做平拋運(yùn)動,恰好擦著窗子上沿右側(cè)穿過時v最大.此時有 ? 代入計算得出 恰好擦著窗口下沿左側(cè)時速度v最小,則有 ?, 計算得出 故v的取值范圍是 所以C選項(xiàng)是正確的。 3答案及解析： 答案：C 解析：當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動至桿與水平方向夾角為θ時,B點(diǎn)的線速度等于木塊的速度在垂直于桿子方向上的分速度,,則桿子的角速度,則小球A的線速度,故C正確,A、B、D錯誤。

12、 4答案及解析： 答案：D 解析：由三個輪子相互間不打滑可知三個輪子邊緣的線速度大小相等,根據(jù)角速度公式可得,根據(jù)加速度公式可得,故D項(xiàng)正確。 5答案及解析： 答案：B 解析：A、懸線與釘子碰撞前后瞬間，線速度大小不變，故A錯誤． B、根據(jù)知，懸線與釘子碰撞前后瞬間，線速度大小不變，半徑減半，則角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確． C、根據(jù)知，線速度大小不變，半徑減半，則向心加速度變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤． D、根據(jù)牛頓第二定律得，，解得，線速度大小不變，半徑減半，拉力不是原來的2倍，故D錯誤．故選：B 解題指導(dǎo)：碰到釘子的瞬間，根據(jù)慣性可知，小球的

13、速度不能發(fā)生突變，小球碰到釘子后仍做圓周運(yùn)動，由向心力公式可得出繩子的拉力與小球轉(zhuǎn)動半徑的關(guān)系；由圓周運(yùn)動的性質(zhì)可知其線速度、角速度及向心加速度的大小關(guān)系． 6答案及解析： 答案：D 解析：當(dāng)船沿軌跡運(yùn)動時,加速度方向與船在靜水中的速度方向相反,因此船相對于靜水做勻減速直線運(yùn)動,故A錯誤;船相對于水的初速度大小均相同,方向垂直于岸邊,因運(yùn)動的性質(zhì)不同,則渡河的時間也不同,故B錯誤;沿軌跡,船做勻速直線運(yùn)動,則渡河所用的時間大于沿軌跡渡河所用的時間,故C錯誤;沿軌跡,船做勻加速運(yùn)動,船到達(dá)對岸前瞬間的速度最大,故D正確。 7答案及解析： 答案：D 解析：當(dāng)

14、,物塊將離開球面做平拋運(yùn)動,由,,得,A錯誤,D正確;若,物塊將沿球面下滑,若摩擦力足夠大,則物塊可能下滑一段后停下來,若摩擦力較小,物塊在圓心上方球面上某處離開,斜向下拋,落地點(diǎn)離點(diǎn)距離大于,B、C錯誤。 8答案及解析： 答案：C 解析：當(dāng)A所受的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時,相對于轉(zhuǎn)盤會滑動,對A有,對B有,解得,當(dāng)時,相對于轉(zhuǎn)盤會滑動,故A正確;當(dāng)B達(dá)到最大靜摩擦力時,繩子將要產(chǎn)生彈力,,解得,知時,繩子一定有彈力,故B正確;當(dāng)ω在范圍內(nèi)增大時,B所受摩擦力變大,當(dāng)ω在范圍內(nèi)增大時,B所受摩擦力不變,故C錯誤;當(dāng)ω在范圍內(nèi)增大時,A所受摩擦力一直增大,故D正確。本題選錯誤

15、的,故選C。 9答案及解析： 答案：ABD 解析：物體在運(yùn)動過程中受重力、支持力、靜摩擦力,三個力的合力提供向心力。因?yàn)樽鰟蛩賵A周運(yùn)動,所以受到的合力大小不變,方向時刻指向圓心,合力沿水平方向的分力等于物體所受的摩擦力,合力沿豎直方向的分力等于重力和支持力的合力,從A到B再到C的過程中,設(shè)向心力與水平方向的夾角為θ,摩擦力,運(yùn)動過程中θ先減小后增大,故摩擦力先增大后減小,在B處最大,A正確;從A向B運(yùn)動過程中,重力和支持力的合力,故兩者的合力減小,即減小,重力不變,所以支持力減小,從B向C運(yùn)動過程中,重力和支持力的合力,增大,即增大,重力不變,所以支持力減小,物體在C處受到

16、的支持力最小,B、D正確,C錯誤。 10答案及解析： 答案：BC 解析：將貨車的速度進(jìn)行正交分解,如圖所示。由于纜繩不可伸長,貨箱和貨物整體向上運(yùn)動的速度和貨車速度沿著纜繩方向的分量相等,故,由于θ不斷減小,故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動,向上運(yùn)動的速度小于v,故A錯誤,C正確;貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動,故纜繩中的拉力大于,故B正確;貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動,加速度向上,處于超重狀態(tài),故貨箱中的貨物對貨箱底部的壓力大于,故D錯誤。 11答案及解析： 答案：AB 解析：若排球未觸網(wǎng),排球做平拋運(yùn)動,根據(jù)得,排球飛行時間為,故A正確;由此得排

17、球越界的臨界擊球速度為,所以擊球速度大于20m/s,排球必定會出界,故B正確;若球恰好觸網(wǎng),則球在球網(wǎng)上方運(yùn)動的時間為,由此求得排球觸網(wǎng)的臨界擊球速度為,即擊球速度小于,球必定會觸網(wǎng),,故C錯誤;設(shè)擊球點(diǎn)的高度為h,當(dāng)h較小時,擊球速度過大會出界,擊球速度過小又會觸網(wǎng),臨界情況是球剛好擦網(wǎng)而過,落地時又恰好壓在底線上,則有,代入數(shù)據(jù)解得,擊球高度必須大于2.13m排球才可以落到對方界內(nèi),2m<2.13m,故D錯誤。 12答案及解析： 答案：ABC 解析：設(shè)BP繩與豎直方向的夾角為,AP繩與豎直方向的夾角為, 對物體P進(jìn)行受力分析,根據(jù)向心力公式則有: ……① ……②

18、 A、當(dāng)較小時,BP繩在水平方向的分量可以提供向心力,此時AP繩沒有力,當(dāng)增加到某值時,BP繩在水平方向的分量不足以提供向心力,此時繩子AP才有力的作用,所以A選項(xiàng)是正確的; B、的增大,所需的向心力增大,繩子BP和AP的力都增大,所以B選項(xiàng)是正確的; C、當(dāng)AP繩子沒有拉直時,AP繩拉力等于零,BP繩肯定有拉力,當(dāng)AP繩拉直時,,由①式可以知道,繩BP的張力一定大于繩子AP的張力,所以C選項(xiàng)是正確的,D錯誤;所以ABC選項(xiàng)是正確的 13答案及解析： 答案：(1)小球離開斜槽時每次都具有相同的初速度 (2)1.00 (3)D 解析：(1)小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋

19、放是為了使小球離開斜槽時每次都具有相同的初速度。 (2)根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可知,小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,故小球在豎直方向從A到B和從B到C運(yùn)動的時間相等,設(shè)這一時間為T,根據(jù)豎直方向勻變速直線運(yùn)動的推論有,且,解得,代入數(shù)據(jù)解得。 (3)小球做平拋運(yùn)動的軌跡方程為,D項(xiàng)正確。 14答案及解析： 答案：(1)3m/s (2)5.35m/s 解析：(1)設(shè)小球落入凹槽時豎直速度為,則有 , 因此有。 (2)小球落入凹槽時的水平位移。 則小滑塊的位移為, 根據(jù)牛頓第二定律,小滑塊上滑的加速度為 , 根據(jù)公式,解得。 15答案及解析： 答案：(1) (2) (3)見解析 解析：(1)小球剛要離開錐面時所受支持力為零,根據(jù)牛頓第二定律得,,解得。 (2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°時,小球離開錐面,由重力和細(xì)線拉力的合力提供向心力,由牛頓第二定律得,解得。 (3)a.當(dāng)時,,標(biāo)出第一個特殊點(diǎn)坐標(biāo)(0,8N); b.當(dāng)時,根據(jù)牛頓第二定律得,,解得。當(dāng)時,,標(biāo)出第二個特殊點(diǎn)坐標(biāo); c.當(dāng)時,小球離開錐面,設(shè)細(xì)線與豎直方向夾角為β,,,當(dāng)時,,標(biāo)出第三個特殊點(diǎn)坐標(biāo)。 畫出圖像如圖所示。 14