高考物理二輪復習 第1部分 專題講練突破一 力與運動限時規(guī)范訓練3

《高考物理二輪復習 第1部分 專題講練突破一 力與運動限時規(guī)范訓練3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理二輪復習 第1部分 專題講練突破一 力與運動限時規(guī)范訓練3（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

限時規(guī)范訓練 建議用時：40分鐘 1．(2016河南、河北、山西三省聯(lián)考)(多選)如圖所示，水平放置的勻質圓盤可繞通過圓心的豎直軸OO′轉動．兩個質量均為1 kg的小木塊a和b放在圓盤上，a、b與轉軸的距離均為1 cm，a、b與圓盤間的動摩擦因數(shù)分別為0.1和0.4(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)．若圓盤從靜止開始繞OO′緩慢地加速轉動，用ω表示圓盤轉動的角速度，則(取g＝10 m/s2)(　　) A．a一定比b先開始滑動 B．當ω＝5 rad/s時，b所受摩擦力的大小為1 N C．當ω＝10 rad/s時，a所受摩擦力的大小為1 N D．當ω＝20 rad/s時，繼續(xù)增大ω，b相對圓盤開始滑動 解析：選ACD.由于a、b做圓周運動所需向心力是由摩擦力提供，而a的動摩擦因數(shù)較小，隨著圓盤角速度的增大，先達到最大摩擦力，即a比b先開始滑動，A正確；當木塊a、b在圓盤剛開始滑動時，有fa＝maωr＝μamag，fb＝mbωr＝μbmbg解得ωa＝10 rad/s，ωb＝20 rad/s，易知當ω＝10 rad/s時，a所受的摩擦力大小等于其滑動摩擦力，其大小為1 N，當ω＝20 rad/s時，b即將滑動，隨著圓盤的角速度繼續(xù)增大，b相對圓盤開始滑動，C、D正確；當ω＝5 rad/s時，b沒有滑動，此時b所受的摩擦力為f＝mbωr＝0.25 N，B錯誤． 2．如圖所示，一傾斜的勻質圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉動，盤面上離轉軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止．物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30，g取10 m/s2.則ω的最大值是(　　) A. rad/s　　　　　　　 B. rad/s C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s 解析：選C.考查圓周運動的向心力表達式．當小物體轉動到最低點時為臨界點，由牛頓第二定律知， μmgcos 30－mgsin 30＝mω2r 解得ω＝1.0 rad/s 故選項C正確． 3．(2016山西太原二模)假設跳遠運動員離開地面時速度方向與水平面的夾角為α，運動員的成績?yōu)?L，騰空過程中離地面的最大高度為L，若不計空氣阻力，運動員可視為質點，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　) A．運動員在空中的時間為 B．運動員在空中最高點的速度大小為 C．運動員離開地面時的豎直分速度為 D．運動員離開地面時速度方向與水平面的夾角α的正切值為1 解析：選D.跳遠運動可視為斜拋運動，從最高點的下落過程和運動員離開地面到最高點的過程對稱．從最高點的下落過程為平拋運動，設運動員從最高點落至地面經(jīng)歷的時間為t，水平方向的速度為v0，根據(jù)平拋運動規(guī)律可得2L＝v0t，L＝gt2，解得t＝ ，v0＝.運動員在空中的時間為2.運動員在空中最高點的速度等于水平方向的速度v0.跳遠運動員離開地面時在豎直方向上的分速度vy＝gt＝g＝.tan α＝＝1. 4．(2016湖北八校三聯(lián))如圖所示，半圓形容器豎直放置，從其圓心O點處分別以水平初速度v1、v2拋出兩個小球(可視為質點)，最終它們分別落在圓弧上的A點和B點，已知OA與OB互相垂直，且OA與豎直方向成θ角，則兩小球的初速度之比為(　　) A. B．tan θ C. D．tan2θ 解析：選C.由平拋運動規(guī)律得，水平方向Rsin θ＝v1t1，Rcos θ＝v2t2，豎直方向Rcos θ＝gt，Rsin θ＝gt，聯(lián)立解得＝，故選項C正確． 5．如圖所示，長為L的輕直棒一端可繞固定軸O轉動，另一端固定一質量為m的小球，小球擱在水平升降臺上，升降平臺以速度v勻速上升，下列說法正確的是(　　) A．小球做勻速圓周運動 B．當棒與豎直方向的夾角為α時，小球的速度為 C．棒的角速度逐漸增大 D．當棒與豎直方向的夾角為α時，棒的角速度為 解析：選D.棒與平臺接觸點(即小球)的運動可視為豎直向上的勻速運動和沿平臺向左的運動的合成．小球的實際運動即合運動方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示．設棒的角速度為ω，則合速度v實＝ωL，沿豎直向上方向上的速度分量等于v，即ωLsin α＝v，所以ω＝，小球速度為v實＝ωL＝，由此可知棒(小球)的角速度隨棒與豎直方向的夾角α的增大而減小，小球做角速度越來越小的變速圓周運動． 6．如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為α.一小球在圓軌道左側的A點以速度v0平拋，恰好沿B點的切線方向進入圓軌道．已知重力加速度為g，則A、B之間的水平距離為(　　) A. B. C. D. 解析：選A.設小球到B點時速度為v，如下圖所示，在B點分解其速度可知：vx＝v0，vy＝v0tan α，又知小球在豎直方向做自由落體運動，則有vy＝gt，聯(lián)立得：t＝，A、B之間的水平距離為xAB＝v0t＝，所以只有A項正確． 7．(多選)如圖所示，一位同學在玩飛鏢游戲．圓盤最上端有一點P，飛鏢拋出時與P等高，且與P點的距離為L.在飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時，圓盤繞經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內開始勻速轉動．忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點，則(　　) A．飛鏢擊中P點所需的時間為 B．圓盤的半徑可能為 C．圓盤轉動角速度的最小值為 D．P點隨圓盤轉動的線速度大小可能為 解析：選AD.飛鏢水平拋出做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，因此t＝，A正確；飛鏢擊中P點時，P恰好在圓盤最低點，則2r＝gt2，解得圓盤的半徑r＝，B錯誤；飛鏢擊中P點，則P點轉過的角度滿足θ＝ωt＝π＋2kπ(k＝0,1,2，…)，故ω＝＝，則圓盤轉動角速度的最小值為，C錯誤；P點隨圓盤轉動的線速度大小為v＝ωr＝＝，當k＝2時，v＝，D正確． 8．如圖所示，AB為豎直轉軸，細繩AC和BC的結點C處系一質量為m的小球，兩繩能承擔的最大拉力均為2mg.當AC和BC均拉直時∠ABC＝90，∠ACB＝53，BC＝1 m．ABC能繞豎直軸AB勻速轉動，因而C球在水平面內做勻速圓周運動．當小球的線速度增大時，兩繩均會被拉斷，則最先被拉斷的那根繩及另一根繩被拉斷時球的線速度分別為(　　) A．AC　5 m/s B．BC　5 m/s C．AC　5.24 m/s D．BC　5.24 m/s 解析：選B.當小球線速度增大時，BC逐漸被拉直，小球線速度增至BC剛被拉直時，對球：FTAsin 53－mg＝0① FTAcos 53＋FTB＝② 由①可求得AC繩中的拉力FTA＝. 線速度再增大些，F(xiàn)TA不變而FTB增大，所以BC繩先斷．當BC繩斷之后，小球線速度繼續(xù)增大，當拉力增大到FTA′＝2mg時，AC恰好被拉斷．設此時AC繩與豎直方向的夾角為α，對球：FTA′cos α－mg＝0③ FTA′sin α＝④ r′＝，解得α＝60，v＝5 m/s，故選項B正確． 9．(多選)如圖所示，豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右兩側各有一擋板固定在地上，B不能左右運動，在環(huán)的最低點靜止放有一小球C，A、B、C的質量均為m.現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時速度v，小球會在環(huán)內側做圓周運動，為保證小球能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上跳起(不計小球與環(huán)的摩擦阻力)，則瞬時速度v必須滿足(　　) A．最小值 B．最小值 C．最大值 D．最大值 解析：選BD.要保證小球能通過環(huán)的最高點，在最高點最小速度滿足mg＝m，由最低點到最高點由機械能守恒得mv＝mg2r＋mv，可得小球在最低點瞬時速度的最小值為，故選項A錯誤，B正確；為了不會使環(huán)在豎直方向上跳起，在最高點有最大速度時，球對環(huán)的壓力為2mg，滿足3mg＝m，從最低點到最高點由機械能守恒得：mv＝mg2r＋mv，可得小球在最低點瞬時速度的最大值為，故選項C錯誤，D正確． 10．(多選)如圖所示，輕桿長為3L，在桿的A、B兩端分別固定質量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑水平轉動軸上，桿和球在豎直面內做勻速圓周運動，且桿對球A、B的最大約束力相同，則(　　) A．B球在最低點較A球在最低點更易脫離軌道 B．若B球在最低點對桿作用力為3mg，則A球在最高點受桿的拉力 C．若某一周A球在最高點和B球在最高點受桿的力大小相等，則A球受桿的支持力、B球受桿的拉力 D．若每一周做勻速圓周運動的角速度都增大，則同一周B球在最高點受桿的力一定大于A球在最高點受桿的力 解析：選AC.桿和球在豎直面內做勻速圓周運動，它們的角速度相同，B做圓周運動的半徑是A的2倍，所以B的線速度vB是A的線速度vA的2倍，vB＝2vA，取vA＝v，L＝r，在最低點由牛頓第二定律F－mg＝m得F＝mg＋m得桿對A球的作用力FA＝mg＋m，桿對B球的作用力FB＝mg＋m，在最低點，F(xiàn)B＞FA，而桿對球A、B的最大約束力相同，故B球在最低點較A球在最低點更易脫離軌道，A正確；在最高點，由牛頓第二定律mg－F＝m，A球在最高點受桿的支持力FA′＝mg－m，B球在最高點受桿的支持力FB′＝mg－m，在最低點，桿對B球的作用力FB＝mg＋m＝3mg得v＝，所以FA′＝0，則A球在最高點不受桿的拉力，所以B錯誤；若某一周A球在最高點和B球在最高點受桿的力大小相等，所以A球受桿的支持力、B球受桿的拉力，C正確；當v＝時，F(xiàn)B′＝0，而FA′＝＞FB′＝0，所以D錯誤． 11．同學們參照伽利略時期演示平拋運動的方法制作了如圖所示的實驗裝置．圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板．M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點，Q為最低點，Q點處的切線水平，距底板高為H，N板上固定有三個圓環(huán)．將質量為m的小球從P處靜止釋放，小球運動至Q飛出后無阻礙地通過各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L處．不考慮空氣阻力，重力加速度為g.求： (1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度； (2)小球運動到Q點時速度的大小以及對軌道壓力的大小和方向； (3)摩擦力對小球做的功． 解析：(1)設小球在Q點的速度為v0，由平拋運動規(guī)律有H＝gt，L＝v0t1，得v0＝L .從Q點到距Q點水平距離為的圓環(huán)中心的豎直高度為h，則＝v0t2，得h＝gt＝H. 該位置距底板的高度：Δh＝H－h(huán)＝H. (2)設小球在Q點受的支持力為F，由牛頓第二定律F－mg＝m，得F＝mg，由牛頓第三定律可知，小球對軌道的壓力F′＝F，方向豎直向下． (3)設摩擦力對小球做功為W，則由動能定理得 mgR＋W＝mv 得W＝mg. 答案：(1)到底板的高度：H (2)速度的大?。篖 　壓力的大?。簃g 方向：豎直向下 (3)摩擦力對小球做的功：mg 12．山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質青藤，其示意圖如下．圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點，O為青藤的固定點，h1＝1.8 m，h2＝4.0 m，x1＝4.8 m，x2＝8.0 m．開始時，質量分別為M＝10 kg和m＝2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時，迅速從左邊石頭的A點水平跳至中間石頭．大猴抱起小猴跑到C點，抓住青藤下端，蕩到右邊石頭上的D點，此時速度恰好為零．運動過程中猴子均可看成質點，空氣阻力不計，重力加速度g取10 m/s2.求： (1)大猴從A點水平跳離時速度的最小值； (2)猴子抓住青藤蕩起時的速度大小； (3)猴子蕩起時，青藤對猴子的拉力大小． 解析：(1)設猴子從A點水平跳離時速度的最小值為vmin，根據(jù)平拋運動規(guī)律，有 h1＝gt2① x1＝vmint② 聯(lián)立①②式，得 vmin＝8 m/s③ (2)猴子抓住青藤后的運動過程中機械能守恒，設蕩起時速度為vC，有 (M＋m)gh2＝(M＋m)v④ vC＝＝ m/s≈9 m/s⑤ (3)設拉力為FT，青藤的長度為L，對最低點，由牛頓第二定律得 FT－(M＋m)g＝(M＋m)⑥ 由幾何關系 (L－h(huán)2)2＋x＝L2⑦ 得：L＝10 m⑧ 綜合⑤⑥⑧式并代入數(shù)據(jù)解得： FT＝(M＋m)g＋(M＋m)＝216 N. 答案：(1)8 m/s　(2)9 m/s　(3)216 N