2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化四 曲線運(yùn)動(dòng).doc
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專題強(qiáng)化四 曲線運(yùn)動(dòng) 一、選擇題:本題共10小題,每小題5分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求的,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分. 1.[2018棠湖中學(xué)第二次模擬]如圖所示,“倫敦眼”(The London Eye)是世界著名的觀景摩天輪,它總高度135米(443英尺),屹立于倫敦泰晤士河南畔的蘭貝斯區(qū).現(xiàn)假設(shè)摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則對于坐在座椅上觀光的游客來說,正確的說法是( ) A.因?yàn)槟μ燧喿鰟蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),所以游客受力平衡 B.當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí),游客處于失重狀態(tài) C.因?yàn)槟μ燧喿鰟蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),所以游客的機(jī)械能守恒 D.當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),座椅對游客的支持力小于所受的重力 2.(多選)[2018蚌埠市第一次質(zhì)檢]運(yùn)動(dòng)軌跡既不是拋物線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng),稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng),研究一般的曲線運(yùn)動(dòng),可以把曲線分隔成許多小段,分析質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí),下列方法錯(cuò)誤的是( ) A.每一小段的運(yùn)動(dòng)可以看成直線運(yùn)動(dòng) B.每一小段運(yùn)動(dòng)中物體受到的合力為零 C.每一小段運(yùn)動(dòng)中物體受到恒力的作用 D.每一小段運(yùn)動(dòng)可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分 3.[2018黃山市一模]小趙同學(xué)在研究某物體運(yùn)動(dòng)時(shí),正確地畫出了右圖的運(yùn)動(dòng)軌跡圖象,經(jīng)判斷軌跡為二次函數(shù)圖象.已知該物體在某方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于物體可能的運(yùn)動(dòng)情況描述(圖線),正確的是( ) 4.[2018天津市和平區(qū)一模]某人站在地面上斜向上拋出一小球,球離手時(shí)的速度為v0,落地時(shí)的速度為vt.忽略空氣阻力,下圖中能正確描述速度矢量變化過程的是( ) 5.[2018北京市密云一模]應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如你用手掌平托一蘋果,保持這樣的姿勢在豎直平面內(nèi)按順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng).關(guān)于蘋果從最高點(diǎn)c到最右側(cè)點(diǎn)d運(yùn)動(dòng)的過程,下列說法中正確的是( ) A.手掌對蘋果的摩擦力越來越大 B.蘋果先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) C.手掌對蘋果的支持力越來越小 D.蘋果所受的合外力越來越大 6.[2018天水市第一中學(xué)二模]如圖所示,A、B兩小球從相同髙度,以相同速率、同時(shí)水平相向拋出.經(jīng)過時(shí)間t在空中相遇,若不改變兩球拋出點(diǎn)的位置和拋出的方向,A球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?B球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?倍,則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時(shí)間為( ) A.t B.t C.t D. t 7.[2018河南一模]繩索套馬原是蒙古牧民的生產(chǎn)方式,近些年來逐漸演化為體育活動(dòng).套馬過程可簡化為如圖所示的物理模型,套馬者騎在馬背上以速度v追趕提前釋放的烈馬,同時(shí)揮動(dòng)套馬圈使套馬圈圍繞套馬者在水平面內(nèi)做角速度為ω,半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),追逐一段時(shí)間后套馬者和烈馬的距離s保持不變,待套馬圈運(yùn)動(dòng)到烈馬正后方時(shí),套馬者松開套馬圈,最終成功套住烈馬,已知運(yùn)動(dòng)過程中,套馬者和烈馬行進(jìn)路線平行,松手后套馬圈在空中的運(yùn)動(dòng)可以看成平拋運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,下列說法正確的是( ) A.套馬圈平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B.套馬圈平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C.套馬圈平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v+rω D.套馬圈平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為 8.[2018四川省高三“聯(lián)測促改”二模]如圖所示,天花板上有一可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的光滑小環(huán)Q,一輕繩穿過Q,兩端分別連接質(zhì)量為m1、m2的A、B小球.兩小球分別在各自的水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),它們周期相等.則A、B小球到Q的距離l1、l2的比值為( ) A. B. C. D. 9.[2018湖北省八校聯(lián)考]如圖,小球甲從A點(diǎn)水平拋出,同時(shí)將小球乙從B點(diǎn)自由釋放,兩小球先后經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度大小相等,方向夾角為30,已知B、C高度差為h,兩小球質(zhì)量相等,不計(jì)空氣阻力,由以上條件可知( ) A.小球甲做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為2 B.甲、乙兩小球到達(dá)C點(diǎn)所用時(shí)間之比為1: C.A、B兩點(diǎn)高度差為 D.兩小球在C點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率大小相等 10.(多選)[2018安徽三模]如圖所示,一根輕桿,在其B點(diǎn)系上一根細(xì)線,細(xì)線長為R,在細(xì)線下端連上一質(zhì)量為m小球.以輕桿的A點(diǎn)為頂點(diǎn),使輕桿旋轉(zhuǎn)起來,其B點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),輕桿的軌跡為一個(gè)母線長為L的圓錐,輕桿與中心軸AO間的夾角為α.同時(shí)小球在細(xì)線的約束下開始做圓周運(yùn)動(dòng),輕桿旋轉(zhuǎn)的角速度為ω,小球穩(wěn)定后,細(xì)線與輕桿間的夾角β=2α.重力加速度用g表示,則下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.細(xì)線對小球的拉力為 B.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 C.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的乘積為gtan2α D.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的比值為(L+R)sinα 二、實(shí)驗(yàn)題:本題1小題,共6分. 11.[2018湖南師大附中模擬]一個(gè)噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴,某同學(xué)決定測量霧滴的噴射速度,他采用如圖1所示的裝置,一個(gè)直徑為d=40 cm的紙帶環(huán),安放在一個(gè)可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的固定轉(zhuǎn)臺(tái)上,紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A,在狹縫A的正對面畫一條標(biāo)志線,如圖1所示.在轉(zhuǎn)臺(tái)開始轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí),向側(cè)面同樣開有狹縫B的固定紙盒中噴射油漆霧滴,當(dāng)狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對平行時(shí),霧滴便通過狹縫A勻速運(yùn)動(dòng)打在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡(若此過程轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)過不到一圈).將紙帶從轉(zhuǎn)臺(tái)上取下來,展開平放,并與毫米刻度尺對齊,如圖2所示. (1)設(shè)噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標(biāo)志線的距離為s,則從圖2可知,其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s=________cm. (2)如果轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,則這些霧滴噴射速度的計(jì)算表達(dá)式為v0=________________________________________________________________________(用字母表示). (3)如果以縱坐標(biāo)表示霧滴的速度v0,橫坐標(biāo)表示霧滴距標(biāo)志線距離的倒數(shù),畫出v0-圖線,如圖3所示,則可知轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T=________s. 三、計(jì)算題:本題共4小題,共44分. 12.(12分)[2018佛山市順德區(qū)一模]如圖,兩條長直相交匯成直角的摩托車水平賽道,寬均為6 m,圓弧PQ、MN與賽道外邊緣的兩條直線相切,圓弧PQ經(jīng)過賽道內(nèi)邊緣兩條直線的交點(diǎn)O2,雨后路面比較濕滑,摩托車與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,賽車手(可視為質(zhì)點(diǎn))在直道上做直線運(yùn)動(dòng),彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度g=10 m/s2,=1.4,=2.6. (1)若以最短時(shí)間從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),應(yīng)選A路線還是B路線?(不用說明理由) (2)沿著A路線通過彎道MN的最大速率不能超過多少? (3)以30 m/s的速度在直線賽道上沿箭頭方向勻速行駛,若要沿B路線安全行駛,則進(jìn)入P點(diǎn)前至少多遠(yuǎn)開始剎車? 13.(10分)[2018貴州省黔東南州二模]如圖所示,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下,擺到最低點(diǎn)D處,擺線剛好拉斷,小球在粗糙的水平面上由D點(diǎn)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)滑向A點(diǎn),到達(dá)A孔進(jìn)入半徑R=0.3 m的豎直放置的光滑圓弧軌道,當(dāng)擺球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔,已知擺線長為L=2.5 m,θ=60,小球質(zhì)量為m=1 kg,小球可視為質(zhì)點(diǎn),D點(diǎn)與小孔A的水平距離s=2 m,g取10 m/s2,試求: (1)擺線能承受的最大拉力為多大? (2)要使擺球能進(jìn)入圓軌道并能通過圓軌道的最高點(diǎn),求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍. 14.(12分)[2018濟(jì)南一模]如圖所示,在水平面內(nèi)有一平臺(tái)可繞豎直的中心軸以角速度ω=3.14 rad/s旋轉(zhuǎn).在平臺(tái)內(nèi)沿半徑方向開兩個(gè)溝槽,質(zhì)量為0.01 kg的小球A放置在粗糙的溝槽內(nèi),球與溝槽的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5;質(zhì)量為0.04 kg的小球B放置在另一光滑的溝槽內(nèi).長度為1 m的細(xì)線繞過平臺(tái)的中心軸,其兩端與兩球相連.設(shè)平臺(tái)中心軸是半徑可忽略的細(xì)軸,且光滑,球A始終相對圓盤保持靜止.(g=3.142 m/s2.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求: (1)球A到軸O的距離多大時(shí),小球A恰好不受摩擦力? (2)球A到軸O的最大距離為多少? 15.(10分)[2018洛陽市模擬]如圖所示,一光滑水平的平臺(tái)AB右端連接有一內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管軌道BCD,其中BC和CD均為半徑R=0.5 m的1/4圓周.D端與水平光滑地面DE相接.E端通過光滑小圓弧與一粗糙斜面EF相接,斜面與水平面的傾角可在銳角范圍內(nèi)變化(調(diào)節(jié)好后即保持不變).一質(zhì)量為m=0.1 kg的小物塊(大小略小于細(xì)圓管道內(nèi)徑)以v0=5 m/s進(jìn)入管道.小物塊與斜面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ=,g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力. (1)求物塊通過B點(diǎn)時(shí)對細(xì)管道的壓力大小和方向; (2)當(dāng)θ取何值時(shí),小物塊在EF上向上運(yùn)動(dòng)的位移最???求出最小位移. 專題強(qiáng)化四 曲線運(yùn)動(dòng) 1.B 摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),合力充當(dāng)向心力,受力不平衡,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí),向心加速度向下,游客處于失重狀態(tài),B選項(xiàng)正確;摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)能不變,重力勢能變化,游客的機(jī)械能不守恒,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),向心加速度向上,座椅對游客的支持力大于所受的重力,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 2.BC 根據(jù)微元法可知,把曲線分隔成許多小段,每一小段的運(yùn)動(dòng)可以看成直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知,物體受到的合力不為零,物體不能受到恒力作用,B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤;每一小段運(yùn)動(dòng)也可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分,D選項(xiàng)正確. 3.A 分析運(yùn)動(dòng)軌跡圖象可知,物體做曲線運(yùn)動(dòng),受力指向軌跡的內(nèi)側(cè),A選項(xiàng)中,y軸正方向的分速度逐漸減小,故合力指向y軸負(fù)方向,符合題意;B選項(xiàng)中,y軸負(fù)方向的分速度逐漸減小,故合力指向y軸正方向,不符合題意;C選項(xiàng)中,x軸正方向的分速度先增大后減小,合力先是指向x軸正方向逐漸減小,后是指向x軸負(fù)方向逐漸增大,不符合題意;同理,D選項(xiàng)中,合力先是指向x軸正方向,后是指向x軸負(fù)方向,不符合題意. 4.C 小球做斜上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可知,水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),速度的變化發(fā)生在豎直方向上,根據(jù)矢量三角形可知,矢量的變化方向應(yīng)沿豎直方向,C選項(xiàng)正確. 5.A 蘋果做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從c到d的過程中,加速度始終指向圓心,大小不變,在水平方向上的分加速度逐漸增大,根據(jù)牛頓第二定律知,摩擦力越來越大,A選項(xiàng)正確;從c到d的過程中,豎直方向的加速度向下,故蘋果處于失重狀態(tài),B選項(xiàng)錯(cuò)誤;從c到d的過程中,豎直向下的加速度逐漸減小,即重力和支持力的合力逐漸減小,支持力越來越大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;蘋果做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合外力大小不變,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 6.B 兩球在空中相遇,即在同一時(shí)間,豎直方向上下降相同的高度,水平方向上運(yùn)動(dòng)相同的距離,x=2vt,若不改變兩球拋出點(diǎn)的位置和拋出的方向,A球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼模珺球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?倍,則x=vt′+2vt′,解得,t′=t,B選項(xiàng)正確. 7.C 分析題意可知,如圖所示: 根據(jù)幾何關(guān)系可知,套馬圈水平方向上的位移x=,套馬圈相對于烈馬的水平速度v0=rω,套馬圈做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t==,A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;套馬者和烈馬的距離s保持不變,即套馬前,兩者具有相同的速度,則套馬圈平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v′=v+rω,C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 8.D 一根繩子的張力F是相等的,對于A球,F(xiàn)sinθ1=m12l1sinθ1,對于B球,F(xiàn)sinθ2=m22l2sinθ2,聯(lián)立可知,m1l1=m2l2,即=,D選項(xiàng)正確. 9.C 小球乙運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度為vC=,小球甲做平拋運(yùn)動(dòng),初速度v0=vsin30=,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球甲運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的豎直速度vy=vcos30=,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t甲==,小球乙運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間t乙=,之比為2,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球甲下落高度h甲==h,則A、B兩點(diǎn)的高度差為,C選項(xiàng)正確;兩小球在C點(diǎn)的豎直分速度不等,故重力的瞬時(shí)速率不等,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. 10.ABC 小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系可知,F(xiàn)cosα=mg,解得細(xì)線對小球的拉力F=,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球運(yùn)動(dòng)的周期與輕桿旋轉(zhuǎn)的周期相同,T=,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的乘積為向心加速度,即mgtanα=mvω,解得vω=gtanα,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的比值即是半徑,根據(jù)幾何關(guān)系可知,r=(L+R)sinα,D選項(xiàng)正確. 11.(1)2.10 (2) (3)1.6 解析:(1)霧滴運(yùn)動(dòng)一直徑的長度,速度越大,運(yùn)行的時(shí)間越短,轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)過的弧度越小,打在紙帶上的點(diǎn)距離標(biāo)志線的距離越小.速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s=2.10 cm. (2)如果轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T,則霧滴運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t==,噴槍噴出霧滴的速度v0==. (3)由上式變形為,v0==,v0-圖象中斜率k==,解得,T=1.6 s. 12.(1)B路線合理 (2)6 m/s (3)64.5 m 解析:(1)賽車手沿A、B路線運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小相等,故路徑短的用時(shí)較短,選B路線合理. (2)賽車手以速度v1沿著A路線通過彎道MN時(shí),最大靜摩擦力提供向心力. μmg=m,解得,v1=6 m/s. (3)賽車手以速度v2沿著B路線通過彎道時(shí),最大靜摩擦力提供向心力,μmg=m. 根據(jù)幾何關(guān)系可知,(r2-6)=r2. 賽車手以初速度v0=30 m/s,加速度μg,做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),位移為x. 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,v-v=2ax. 聯(lián)立解得,x=64.5 m. 13.(1)20 N (2)μ≤0.25 解析:(1)擺球由C到D運(yùn)動(dòng)過程做圓周運(yùn)動(dòng),擺球的機(jī)械能守恒, mgL(1-cosθ)=mv. 擺球在D點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律可得, Fm-mg=m 聯(lián)立兩式解得,F(xiàn)m=2mg=20 N. (2)小球剛好能通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí),在最高點(diǎn)由牛頓第二定律可得, mg=m. 小球從D到圓軌道的最高點(diǎn)過程中,由動(dòng)能定理得, -μmgs-2mgR=mv2-mv. 解得,μ=0.25. 即要使擺球能進(jìn)入圓軌道并能通過圓軌道的最高點(diǎn),μ≤0.25. 14.(1)0.8 m (2)0.9 m 解析:(1)球A恰好不受摩擦力時(shí),細(xì)線的拉力提供向心力,F(xiàn)T=mAω2rA. 研究球B的受力情況,F(xiàn)T=mBω2(L-rA). 聯(lián)立解得,rA=0.8 m. (2)球A到軸O的距離最大時(shí),向心力最大,即最大靜摩擦力和細(xì)線拉力的合力提供向心力, Ff+F′T=mAω′2rA′. 研究球B的受力情況,F(xiàn)′T=mBω′2(L-rA′). 聯(lián)立解得,rA′=0.9 m. 球A到軸O的最大距離為0.9 m. 15.(1)4 N,豎直向上 (2)60,m 解析:(1)以小球?yàn)檠芯繉ο?,在B點(diǎn)受兩個(gè)力作用,設(shè)軌道對小球的彈力豎直向下: F+mg=m,得F=4 N 由牛頓第三定律,物塊對軌道的壓力大小為 F′=4 N,方向豎直向上 (2)設(shè)物塊到達(dá)DE時(shí)的速度大小為v,由動(dòng)能定理得: mg2R=mv2-mv,得v=3m/s 沿斜面上滑:mgsinθ+μmgcosθ=ma 上滑位移大小S= 聯(lián)立可得S= 由數(shù)學(xué)知識(shí)可得,當(dāng)θ=60時(shí) 有Smin=m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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