高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx
《高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx(25页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题( 含答案 ) 及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1 一宇航员登上某星球表面,在高为2m 处,以水平初速度5m/s抛出一物体,物体水平射程为 5m ,且物体只受该星球引力作用求:( 1 )该星球表面重力加速度( 2 )已知该星球的半径为为地球半径的一半,那么该星球质量为地球质量的多少倍【答案】( 1 ) 4m/s 2 ;( 2) 1 ;10【解析】(1)根据平抛运动的规律:xv0t得 t x 5 s1s v0 5由 h 1 gt22得: g 22h 2 2 2 m / s24m / s2t1G M 星 m(2)根据星球表面物体重力等于万有引力:mgR星2
2、G M 地 m地球表面物体重力等于万有引力:mgR地2M 星gR星241 21则 M 地g R地2= 10( 2 )10点睛:此题是平抛运动与万有引力定律的综合题,重力加速度是联系这两个问题的桥梁;知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力2 如图所示,水平实验台A 端固定, B 端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端有一可视为质点,质量为2kg 的滑块紧靠弹簧(未与弹黄连接),弹簧压缩量不同时,将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4 的粗糙水平地面相切D 点, AB 段最长时, BC两点水平距离xBC=0.9m, 实验平台距地面髙度h=0.53
3、m ,圆弧半径R=0.4m, =37,已知 sin37 =0.6, cos37 =0.8.完成下列问題:(1)轨道末端AB 段不缩短,压缩弹黄后将滑块弹出,滑块经过点速度vB=3m/s ,求落到C点时速度与水平方向夹角;(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE 上继续滑行 2m, 求滑块在圆弧轨道上对 D 点的压力大小:(3)通过调整弹簧压缩量,并将AB 段缩短,滑块弹出后恰好无碰撞从C 点进入圆弧 轨道,求滑块从平台飞出的初速度以及AB 段缩短的距离 .【答案】 (1) 45( 2) 100N (3) 4m/s 、0.3m【解析】(1)根据题意 C 点到地面高度hCR Rcos3700.08m从
4、 B 点飞出后,滑块做平抛运动,根据平抛运动规律:h hC1 gt 22化简则 t0.3s根据 xBCvBt 可知 vB3m / s飞到 C 点时竖直方向的速度vygt3m / s因此 tanvy1vB即落到圆弧 C 点时,滑块速度与水平方向夹角为45(2)滑块在 DE 阶段做匀减速直线运动,加速度大小fgam根据 vE2vD22axDE联立两式则 vD4m / s在圆弧轨道最低处FNmgm vD2R则 F100N,即对轨道压力为100NN(3)滑块弹出恰好无碰撞从C 点进入圆弧轨道,说明滑块落到C 点时的速度方向正好沿着轨迹该出的切线,即tanvyv0由于高度没变,所以 vyvy3m / s
5、 ,370因此 v04m / s对应的水平位移为xACv0 t1.2m所以缩短的 AB 段应该是xABxACxBC0.3m【点睛】滑块经历了弹簧为变力的变加速运动、匀减速直线运动、平抛运动、变速圆周运动,匀减速直线运动;涉及恒力作用的直线运动可选择牛顿第二定律和运动学公式;而变力作用做曲线运动优先选择动能定理,对匀变速曲线运动还可用运动的分解利用分运动结合等时性研究3 如图所示,光滑的水平平台上放有一质量M=2kg,厚度d=0.2m的木板,木板的左端放有一质量m=1kg 的滑块(视为质点),现给滑块以水平向右、的初速度,木板,不计空气阻力和碰撞时间,求:在滑块的带动下向右运动,木板滑到平台边缘
6、时平台边缘的固定挡板发生弹性碰撞,当木板与挡板发生第二次碰撞时,滑块恰好滑到木板的右端,然后水平飞出,落到水平地面上的 A 点,已知木板的长度l=10m, A 点到平台边缘的水平距离s=1.6m,平台距水平地面的高度 h=3m ,重力加速度(1)滑块飞离木板时的速度大小;(2)第一次与挡板碰撞时,木板的速度大小;(结果保留两位有效数字)(3)开始时木板右端到平台边缘的距离;(结果保留两位有效数字)【答案】 (1)(2)v=0.67m/s (3)x=0.29m【解析】【分析】【详解】(1)滑块飞离木板后做平抛运动,则有:解得(2)木板第一次与挡板碰撞后,速度方向反向,速度大小不变,先向左做匀减速
7、运动,再向右做匀加速运动,与挡板发生第二次碰撞,由匀变速直线运动的规律可知木板两次与挡板碰撞前瞬间速度相等设木板第一次与挡板碰撞前瞬间,滑块的速度大小为,木板的速度大小为v由动量守恒定律有:,木板第一与挡板碰后:解得 :v=0.67m/s(3)由匀变速直线运动的规律:,由牛顿第二定律:解得 :x=0.29m【点睛】对于滑块在木板上滑动的类型,常常根据动量守恒定律和能量守恒定律结合进行研究也可以根据牛顿第二定律和位移公式结合求出运动时间,再求木板的位移4 如图所示,ABCD是一个地面和轨道均光滑的过山车轨道模型,现对静止在A 处的滑块施加一个水平向右的推力F,使它从A 点开始做匀加速直线运动,当
8、它水平滑行2.5 m时到达B 点,此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道,并恰好通过最高点C,当滑块滑过水平BD 部分后,又滑上静止在D 处,且与ABD 等高的长木板上,已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg,滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、,它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力,取g10 m/s 2,求:(1)水平推力 F 的大小;(2)滑块到达 D 点的速度大小;(3)木板至少为多长时,滑块才能不从木板上掉下来?在该情况下,木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少?【答案】( 1) 1N( 2)( 3) t 1 s
9、;【解析】【分析】【详解】(1)由于滑块恰好过C 点,则有:m1g m1从 A 到 C 由动能定理得:2Fx m1g2R m1 vC 0代入数据联立解得:F 1 N(2)从 A 到 D 由动能定理得:2Fx m1vD代入数据解得:vD 5 m/s(3)滑块滑到木板上时,对滑块:1m1g m1a1,解得:a1 1g 3 m/s 2对木板有:1m1g 2(m1 m2)gm2a2,代入数据解得:a2 2 m/s2滑块恰好不从木板上滑下,此时滑块滑到木板的右端时恰好与木板速度相同,有:v 共 vD a1 tv 共 a2t,代入数据解得:t 1 s此时滑块的位移为:x1 vDta1t2 ,木板的位移为:
10、x2 a2t2, Lx1 x2,代入数据解得:L 2.5 mv 共 2 m/sx2 1 m达到共同速度后木板又滑行x,则有:v 共 2 22gx,代入数据解得:x 1.5 m木板在水平地面上最终滑行的总位移为:x 木 x2 x2.5 m点睛:本题考查了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用,解决本题的关键理清滑块和木板在整个过程中的运动规律,选择合适的规律进行求解5 地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的P点在地面上P点的正上方, P与跑道圆心 O 的距离为 L(L R),如图所示,跑道上停有一辆小车,现从P 点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)问:(1
11、)当小车分别位于A 点和 B 点时( AOB=90 ),沙袋被抛出时的初速度各为多大?(2)要使沙袋落在跑道上,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内?(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A 点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v 应满足什么条件?【答案】 (1)vA(L)gg ( L2R2 )vBR2h2hgv0g(2) ( L R)( L R)2h2h(3) v1Rg(4 n 1)(n 0,1,2,3.)22h【解析】【分析】【 解】(1)沙袋从 P 点被抛出后做平抛运 , 它的落地 t, h= 1gt22解得 t2h( 1)g当小 位于A 点 ,有xA=vAt=L
12、-R(2)解( 1)( 2)得 vA=( L-R)g2h当小 位于 B 点 ,有 xBvB tL2R 2 ( 3)g L2R2解( 1)( 3)得 vB2h(2)若小 在跑道上运 ,要使沙袋落入小 ,最小的抛出速度 v0min=v =( L-R)Ag ( 4)2h若当小 C 点 沙袋 好落入,抛出 的初速度最大,有xc=v0maxt=L+R ( 5)解( 1)( 5)得 v0max=( L+R)g2h所以沙袋被抛出 的初速度范 (L-R)g v0( L+R) g2h2h(3)要使沙袋能在B 落入小 中,小 运 的 与沙袋下落 相同t AB=(n+ 1 ) 2R (n=0 ,1, 2, 3)(
13、6)4 v2h所以 tAB=t=g解得 v= 1 ( 4n+1) R g( n=0, 1, 2, 3)22h【点睛】本 是 平抛运 律的考 ,在分析第三 的 候,要考 到小 运 的周期性,小 并一定是 1 周,也可以是 了多个 周之后再 1 周后恰好到达 B 点, 是44同学在解题时经常忽略而出错的地方6 如图所示 ,粗糙水平地面与半径 R1.6m 的光滑半圆轨道BCD在 B 点平滑连接 , O 点是半圆轨道 BCD 的圆心 , B、 O、 D 三点在同一竖直线上 ,质量 m2kg 的小物块 (可视为质点)静止在水平地面上的 A 点 .某时刻用一压缩弹簧(未画出 )将小物块沿 AB 方向水平弹
14、出 ,小物块经过 B 点时速度大小为 10m/s (不计空气阻力 ).已知 xAB10m ,小物块与水平地面间的动摩擦因数=0.2 ,重力加速度大小g10m/s2求:.(1)压缩弹簧的弹性势能;(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小;(3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与B 点之间的距离 .【答案】 (1)140J(2)25N(3)4.8m【解析】(1)设压缩弹簧的弹性势能为EP ,从 A 到 B 根据能量守恒 ,有EP1 mv2BmgxAB2代入数据得EP140J(2)从 B 到 D,根据机械能守恒定律有1 mvB21 mvD2mg 2R22在 D 点,根据牛顿运
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 必备 物理 曲线运动 技巧 练习题 答案 解析
链接地址:https://www.31doc.com/p-8699244.html