2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題4.8 曲線運(yùn)動的綜合性問題千題精練.doc
《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題4.8 曲線運(yùn)動的綜合性問題千題精練.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題4.8 曲線運(yùn)動的綜合性問題千題精練.doc(12頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
專題4.8 曲線運(yùn)動的綜合性問題 一.選擇題 1.如圖甲所示,質(zhì)量相等,大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長的等長輕質(zhì)細(xì)線懸掛起來,使小球a在豎直平面內(nèi)來回擺動,小球b在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,連接小球b的細(xì)線與豎直方向的夾角和小球a擺動時細(xì)線偏離豎直方向的最大夾角都為θ,運(yùn)動過程中兩細(xì)線拉力大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙中c、d所示.則下列說法正確的是( ) A.圖乙中直線d表示細(xì)線對小球a的拉力大小隨時間變化的關(guān)系 B.圖乙中曲線c表示細(xì)線對小球a的拉力大小隨時間變化的關(guān)系 C.θ=45 D.θ=60 【參考答案】BD 2.(多選)如圖所示,一個固定在豎直平面上的光滑半圓形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運(yùn)動,從B點(diǎn)脫離后做平拋運(yùn)動,經(jīng)過0.3 s后又恰好垂直與傾角為45的斜面相碰。已知半圓形管道的半徑R=1 m,小球可看做質(zhì)點(diǎn)且其質(zhì)量為m=1 kg,g取10 m/s2。則( ) A.小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離是0.9 m B.小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離是1.9 m C.小球經(jīng)過管道的B點(diǎn)時,受到管道的作用力FNB的大小是1 N D.小球經(jīng)過管道的B點(diǎn)時,受到管道的作用力FNB的大小是2 N 【參考答案】AC 3. (2017泰州中學(xué))如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的小物塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn)),靜止在傾斜的勻質(zhì)圓盤上,圓盤可繞垂直于盤面的固定軸轉(zhuǎn)動,a到轉(zhuǎn)軸的距離為l,b到轉(zhuǎn)軸的距離為2l,物塊與盤面間的動摩擦因數(shù)為,盤面與水平面的夾角為30.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g.若a、b隨圓盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,下列說法中正確的是 ( ) A. a在最高點(diǎn)時所受摩擦力可能為0 B. a在最低點(diǎn)時所受摩擦力可能為0 C. ω=是a開始滑動的臨界角速度 D. ω=是b開始滑動的臨界角速度 【參考答案】. AD 二.計算題 1.[2017山東萊州模擬](15分)如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi),其彎曲部分是由兩個半徑均為R=0.2 m的半圓平滑對接而成(圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑),軌道底端D點(diǎn)與粗糙的水平地面相切。現(xiàn)有一輛質(zhì)量為m=1 kg的玩具小車以恒定的功率從E點(diǎn)由靜止開始出發(fā),經(jīng)過一段時間t=4 s后,出現(xiàn)了故障,發(fā)動機(jī)自動關(guān)閉,小車在水平地面繼續(xù)運(yùn)動并進(jìn)入“S”形軌道,從軌道的最高點(diǎn)飛出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C點(diǎn),C點(diǎn)與下半圓的圓心O等高。已知小車與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,ED之間的距離為x0=10 m,斜面的傾角為30。求:(g取10 m/s2) (1)小車到達(dá)C點(diǎn)時的速度大小為多少? (2)在A點(diǎn)小車對軌道的壓力大小是多少,方向如何? (3)小車的恒定功率是多少? 【參考答案】(1)4 m/s (2)10 N 方向豎直向上 (3)5 W 解析 (1)把小車在C點(diǎn)的速度分解為沿水平方向的分速度vA和沿豎直方向的分速度vy, 有v=2g3R,vC=,解得vC=4 m/s。 (2)由(1)知小車在A點(diǎn)的速度大小 vA=vCsin30=2 m/s, 因為vA=>,小車對外軌有壓力,軌道對小車的作用力豎直向下,根據(jù)牛頓第二定律有mg+FN=m,解得FN=10 N, 根據(jù)牛頓第三定律得,小車對軌道的壓力的大小FN′=FN=10 N,方向豎直向上。 (3)從E到A的過程中,由動能定理可得 Pt-μmgx0-mg4R=mv, 解得P=5 W。 2.(14分)如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)彈簧一端固定,另一自由端恰好與水平線AB平齊,靜止放于傾角為53的光滑斜面上。一長為L=9 cm的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m=1 kg的小球,將細(xì)繩拉至水平,使小球從位置C由靜止釋放,小球到達(dá)最低點(diǎn)D時,細(xì)繩剛好被拉斷。之后小球在運(yùn)動過程中恰好沿斜面方向?qū)椈蓧嚎s,最大壓縮量為x=5 cm。(取g=10 m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6)求: (1)細(xì)繩受到的拉力的最大值; (2)D點(diǎn)到水平線AB的高度h; (3)彈簧所獲得的最大彈性勢能Ep。 【參考答案】(1)30 N (2)16 cm (3)2.9 J 【名師解析】(1)小球由C到D,由機(jī)械能守恒定律得: mgL=mv,解得v1=① 在D點(diǎn),由牛頓第二定律得F-mg=m② 由①②解得F=30 N, 由牛頓第三定律知細(xì)繩所能承受的最大拉力為30 N。 (2)由D到A,小球做平拋運(yùn)動v=2gh③ tan53=④ 聯(lián)立①③④解得h=16 cm。 (3)小球從C點(diǎn)到將彈簧壓縮至最短的過程中,小球與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,即Ep=mg(L+h+xsin53),代入數(shù)據(jù)解得:Ep=2.9 J。 3.(2016江蘇無錫期中)(20分)如圖所示,傾角為37的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.9 m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高。質(zhì)量m=2 kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑,恰能滑到與O等高的D點(diǎn),g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。 (1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ; (2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時的初速度v0的最小值; (3)若滑塊離開C處的速度大小為 m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上的時間t。 (2)若滑塊能到達(dá)C點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有mg+FN=則得vC≥= m/s=3 m/s; A到C的過程:根據(jù)動能定理有-μmgcos 37=mv-mv 聯(lián)立解得,v0=≥=3 m/s 所以,滑塊從A點(diǎn)沿斜面下滑時的初速度v0的最小值為3 m/s。 (3)滑塊離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動,則有 x=vCt y=gt2 由幾何關(guān)系得:tan 37= 聯(lián)立得10t2+5t-3.6=0 解得t=0.4 s。 答案 (1)0.375 (2)3 m/s (3)0.4 s 4.(2016山西太原校級高三月考) (20分)物體做圓周運(yùn)動時所需的向心力F需由物體運(yùn)動情況決定,合力提供的向心力F供由物體受力情況決定。若某時刻F需=F供,則物體能做圓周運(yùn)動;若F需>F供,物體將做離心運(yùn)動;若F需<F供,物體將做近心運(yùn)動。現(xiàn)有一根長L=0.5 m的剛性輕繩,其一端固定于O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量m=1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處,此時繩剛好伸直且無張力,如圖所示。不計空氣阻力,g取10 m/s2,則: (1)在小球以速度v1=5 m/s水平拋出的瞬間,繩中的張力為多大? (2)在小球以速度v2=1 m/s水平拋出的瞬間,繩中若有張力,求其大小;若無張力,試求輕繩再次伸直時所經(jīng)歷的時間。 (2)因為v2<v0,故繩中沒有張力,小球?qū)⒆銎綊佭\(yùn)動,如圖所示 水平方向:x=v2t 豎直方向:y=gt2 L2=(y-L)2+x2 代入數(shù)據(jù)解得:t=0.4。 答案 (1)40 N (2)繩中無張力 0.4 s 5.為了研究過山車的原理,某物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為θ=60,長為L1=2 m的傾斜軌道AB,通過微小圓弧與長為L2=m的水平軌道BC相連,然后在C處設(shè)計一個豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道D,如圖所示?,F(xiàn)將一個小球從距A點(diǎn)高為h=0.9 m的水平臺面上以一定的初速度v0水平彈出,到A點(diǎn)時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動摩擦因數(shù)均為μ=。g取10 m/s2,求: (1)小球初速度v0的大?。? (2)小球滑過C點(diǎn)時的速率vC; (3)要使小球不離開軌道,則豎直圓弧軌道的半徑R應(yīng)該滿足什么條件。 【名師解析】(1)小球做平拋運(yùn)動到達(dá)A點(diǎn),由平拋運(yùn)動規(guī)律知豎直方向有:v=2gh 即:vy=3 m/s 因為在A點(diǎn)的速度恰好沿AB方向, 所以小球初速度:v0=vytan 30= m/s (2)從水平拋出到C點(diǎn)的過程中,由動能定理得: mg(h+L1sin θ)-μmgL1cos θ-μmgL2=mv-mv 解得:vC=3 m/s。 當(dāng)小球剛好能到達(dá)與圓心等高時有:mgR2=mv 解得:R2==2.7 m 當(dāng)圓軌道與AB相切時:R3=L2tan 60=1.5 m,即圓軌道的半徑不能超過1.5 m 綜上所述,要使小球不離開軌道,R應(yīng)該滿足的條件是:0<R≤1.08 m。 答案 (1) m/s (2)3 m/s (3)0<R≤1.08 m 6.如圖所示,一水平傳送帶AB長為L=6 m,離水平地面的高為h=5 m,地面上C點(diǎn)在傳送帶右端點(diǎn)B的正下方。一物塊以水平初速度v0=4 m/s自A點(diǎn)滑上傳送帶,傳送帶勻速轉(zhuǎn)動,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,重力加速度為g=10 m/s2。 (1)要使物塊從B點(diǎn)拋出后的水平位移最大,傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)的速度應(yīng)滿足什么條件?最大水平位移多大? (2)若物塊從A點(diǎn)滑上傳送帶到落地所用的時間為2.3 s,求傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)的速度(=3.162,=3.77,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 做平拋運(yùn)動的過程h=gt2 t==1 s 則最大的水平位移為smax=v2t=2 m=6.32 m (2)若物塊從A點(diǎn)滑上傳送帶到落地所用的時間為2.3 s,由于平拋運(yùn)動的時間為1 s,因此物塊在傳送帶上運(yùn)動的時間為t1=1.3 s 若物塊從A到B以v0=4 m/s勻速運(yùn)動,需要的時間為t2==1.5 s 若物塊一直勻加速運(yùn)動,則所用的時間為 t3== s=(-2) s=1.162 s 由于t2>t1>t3,所以物塊在傳送帶上先加速再勻速 則+=t1 v′2-13.2v′+40=0 解得v′= m/s=4.72 m/s。 答案 (1)v≥6.32 m/s 6.32 m (2)4.72 m/s 7. (12分) (2016安徽皖江聯(lián)考) 如圖所示,光滑的AB桿上套一輕質(zhì)彈簧,彈簧一端與桿下端連接于固定的轉(zhuǎn)軸,另一端與套在桿上質(zhì)量為m的小球連接。已知AB桿足夠長,彈簧的原長為l0,勁度系數(shù)為k,OO為過B點(diǎn)的豎直線,桿與水平面間的夾角始終為。已知彈簧的彈性勢能公式為其中k為勁度系數(shù),x為彈簧的形變量。 (1)若桿保持靜止?fàn)顟B(tài),讓小球從彈簧的原長位置由靜止釋放,求小球速度最大時彈簧的彈性勢能; (2)當(dāng)球隨桿一起繞OO勻速轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)動角速度不同彈簧的長度就會不同,已知球隨桿一起以足夠大的角速度轉(zhuǎn)動,且在穩(wěn)定的情形下彈簧處于伸長狀態(tài),小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。求此時彈簧伸長量。 【名師解析】 (12分) (1)當(dāng)小球速度最大時,有: (2分) 解得彈簧的壓縮量為: (1分) 故(2分) (2)設(shè)彈簧伸長量為△l2,在水平方向上有: (3分) 豎直方向上有:(3分) 解得:(1分) 8.(12分)(2016長春模擬)如圖所示,位于豎直水平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成,圓弧半徑Oa水平,b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn).已知h=2 m,s= m.取重力加速度g=10 m/s2. (1)一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下,當(dāng)其在bc段軌道運(yùn)動時,與軌道之間無相互作用力,求圓弧軌道的半徑; (2)若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動而開始滑下,求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時速度的水平分量的大?。? 【參考答案】(1)0.25 m (2) m/s (2)下滑過程中,初速度為零,只有重力做功,根據(jù)動能定理可得mgh=mv.④(2分) 因為物體滑到c點(diǎn)時與豎直方向的夾角等于(1)問中做平拋運(yùn)動過程中經(jīng)過c點(diǎn)時速度與豎直方向的夾角相等,設(shè)為θ,則根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可知 sin θ=.⑤(1分) 根據(jù)運(yùn)動的合成與分解可得 sin θ=.⑥(1分) 聯(lián)立①②④⑤⑥可得 v水平= m/s.(2分) 9.(12分)(2017臨沂模擬)如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),自然狀態(tài)時其右端位于B點(diǎn).水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R=0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135 的圓弧,MN為其豎直直徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R.用質(zhì)量m=0.5 kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放,物塊過B點(diǎn)后其位移與時間的關(guān)系為x=8t-2t2(m),物塊飛離桌面后由P點(diǎn)沿切線落入圓軌道.g=10 m/s2,求: (1)物塊在水平桌面上受到的摩擦力; (2)B、P間的水平距離; (3)判斷物塊能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn). 【參考答案】(1)大小為2 N,方向向左 (2)7.6 m (3)不能 (2)物塊在DP段做平拋運(yùn)動,有vy==4 m/s,(1分) t==0.4 s.(1分) vx與v夾角為45,則vx=vy=4 m/s,(1分) xDP=vxt=1.6 m.(1分) 在BD段xBD==6 m,(1分) 所以xBP=xBD+xDP=7.6 m.(1分) (3)設(shè)物塊能到達(dá)M點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律有 mv=mgR(1+cos 45)+mv,(1分) v=v-(+2)gR=(2-)gR.(1分) 要能到達(dá)M點(diǎn),需滿足vM≥,而<,所以物塊不能到達(dá)M點(diǎn).(1分)- 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。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題4.8 曲線運(yùn)動的綜合性問題千題精練 2019 年高 物理 一輪 復(fù)習(xí) 專題 4.8 曲線運(yùn)動 綜合性 問題 精練
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-4593832.html