高考物理二轮复习专项训练物理曲线运动.docx
《高考物理二轮复习专项训练物理曲线运动.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理二轮复习专项训练物理曲线运动.docx(13页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、高考物理二轮复习专项训练 物理曲线运动一、高中物理精讲专题测试曲线运动1 如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点 D点位于水平桌面最右端,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R0.45m 的圆环剪去左上角 127 的圆弧, MN 为其竖直直径, P 点到桌面的竖直距离为R, P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R若用质量 m1 0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点,用同种材料、质量为 m2 0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点后其位移与时间的关系为x 4t 2t 2,物块从
2、D 点飞离桌面后恰好由P 点沿切线落入圆轨道g 10m/s 2,求:(1)质量为 m2 的物块在 D 点的速度;(2)判断质量为 m2 0.2kg 的物块能否沿圆轨道到达M 点:(3)质量为 m2 0.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.【答案】( 1) 2.25m/s (2)不能沿圆轨道到达M 点 ( 3) 2.7J【解析】【详解】(1)设物块由 D 点以初速度 vD 做平抛运动,落到P 点时其竖直方向分速度为:vy2gR2 100.45 m/s 3m/svy4tan53 vD3所以: vD 2.25m/s(2)物块在内轨道做圆周运动,在最高点有临界速度,则mgm v2
3、 ,R解得: vgR32 m/s2物块到达P 的速度:vPvD2vy2322.252 m/s 3.75m/s若物块能沿圆弧轨道到达M 点,其速度为vM ,由 D 到 M 的机械能守恒定律得:1 m2vM21 m2vP2m2g 1 cos53R22可得: vM20.3375 ,这显然是不可能的,所以物块不能到达M 点(3)由题意知x 4t - 2t2,物块在桌面上过B 点后初速度vB 4m/s ,加速度为:a4m/s2则物块和桌面的摩擦力:m2 gm2 a可得物块和桌面的摩擦系数 :0.4质量 m1 0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点,由能量守恒可弹簧
4、压缩到C 点具有的弹性势能为:Epm1gxBC0质量为 m20.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点时,由动能定理可得:Epm2 gxBC1 m2vB 22可得, xBC 2m在这过程中摩擦力做功:W1m2gx BC1.6J由动能定理, B 到 D 的过程中摩擦力做的功:W 21 m2vD21 m2v0222代入数据可得:W2 - 1.1J质量为 m20.2kg 的物块释放后在桌面上运动的过程中摩擦力做的功WW1W22.7J即克服摩擦力做功为2.7 J.2 如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因
5、数=0.2现用水平向右推力F=1.0N作用于铁球,作用一段时间后撤去。铁球继续运动,到达水平桌面边缘A 点飞出,恰好落到竖直圆弧轨道 BCD的B 端沿切线进入圆弧轨道,碰撞过程速度不变,且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D已知BOC=37, A、 B、 C、 D 四点在同一竖直平面内,水平桌面离B 端的竖直高度 H=0.45m ,圆弧轨道半径R=0.5m ,C 点为圆弧轨道的最低点,求:(取sin37 =0.6,cos37 =0.8)(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 点时的速度大小vD;(2)若铁球以vC=5.15m/s的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小FC;(计算结果保
6、留两位有效数字)(3)铁球运动到B 点时的速度大小vB;(4)水平推力 F 作用的时间t 。【答案】 (1)铁球运动到圆弧轨道最高点D 点时的速度大小为5 m/s ;(2)若铁球以 v =5.15m/s 的速度经过圆弧轨道最低点C,求此时铁球对圆弧轨道的压力大小C为 6.3N;(3)铁球运动到 B 点时的速度大小是5m/s ;(4)水平推力 F 作用的时间是 0.6s。【解析】【详解】(1)小球恰好通过 D 点时,重力提供向心力,由牛顿第二定律可得:mvD2mgR可得: vD5m / s(2)小球在 C 点受到的支持力与重力的合力提供向心力,则:代入数据可得:F=6.3N由牛顿第三定律可知,小
7、球对轨道的压力:FC=F=6.3N2FmgmvC(3)小球从 A 点到 B 点的过程中做平抛运动,根据平抛运动规律有:2ghvy2得: vy=3m/svBvy3小球沿切线进入圆弧轨道,则:sin375m/s0.6(4)小球从 A 点到 B 点的过程中做平抛运动,水平方向的分速度不变,可得:vA vBcos3750.8 4m / s小球在水平面上做加速运动时:Fmg ma1可得: a18m / s2小球做减速运动时:mgma2可得: a22m / s2由运动学的公式可知最大速度:vma1t ; vAvm a2t2又: xvm tvmvA t222联立可得: t0.6s3 水平面上有一竖直放置长H
8、 1.3m的杆POL 0.9m的轻细绳两端系在杆上P、 Q,一长两点, PQ 间距离为 d0.3m,一质量为m 1.0kg 的小环套在绳上。杆静止时,小环靠在杆上,细绳方向竖直;当杆绕竖直轴以角速度旋转时,如图所示,小环与Q 点等高,细绳恰好被绷断。重力加速度g10m s2,忽略一切摩擦。求:( 1)杆静止时细绳受到的拉力大小T;( 2)细绳断裂时杆旋转的角速度大小;( 3)小环着地点与 O 点的距离 D。【答案】 (1) 5N( 2) 53rad / s( 3) 1.6m【解析】【详解】(1)杆静止时环受力平衡,有2T mg 得: T5N(2)绳断裂前瞬间,环与Q 点间距离为 r,有 r2
9、d2 ( L r) 2环到两系点连线的夹角为,有 sindr, cosL rLr绳的弹力为 T11 mg,有 T sin112T cos T m r得 5 3rad / s(3)绳断裂后,环做平抛运动,水平方向s vt竖直方向 : Hd1 gt 22环做平抛的初速度: v r小环着地点与杆的距离: D2 r2 s2得 D 1.6m【点睛】本题主要是考查平抛运动和向心力的知识,解答本题的关键是掌握向心力的计算公式,能清楚向心力的来源即可。4“抛石机 ”是古代战争中常用的一种设备,如图所示,为某学习小组设计的抛石机模型,其长臂的长度 L = 2 m,开始时处于静止状态,与水平面间的夹角=37;将质
10、量为 m=10.0的石块装在长臂末端的口袋中,对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出,其落地位置与抛出位置间的水平距离x =12 m。不计空气阻力, 重力加速度 g 取 10m/s2,取水平地面为重力势能零参考平面。sin37 =0.6, cos37= 0.8。求:( 1)石块在最高点的重力势能EP( 2)石块水平抛出的速度大小v0;( 3)抛石机对石块所做的功 W。【答案】 (1) 320J( 2) 15m/s( 3) 1445J【解析】( 1)石块在最高点离地面的高度:h=L+Lsin=2( 1+0.6) m = 3.2m由重力势能公式:EP =mgh= 320J(2
11、)石块飞出后做平抛运动水平方向x = v0t竖直方向h1 gt 22解得: v0= 15m/s(3)长臂从初始位置转到竖直位置过程,由动能定理得: W mgh1mv022解得: = 1445J点睛:要把平抛运动分解水平方向上的匀速和竖直方向上的自由落体运动。5 如图所示,用绝缘细绳系带正电小球在竖直平面内运动,已知绳长为L,重力加速度g,小球半径不计,质量为m,电荷 q不加电场时,小球在最低点绳的拉力是球重的9倍。(1)求小球在最低点时的速度大小;(2)如果在小球通过最低点时,突然在空间产生竖直向下的匀强电场,若使小球在后面的运动中,绳出现松软状态,求电场强度可能的大小。【答案】( 1) v1
12、8gL3mg3mg( 2)E5qq【解析】【详解】(1)在最低点,由向心力公式得:Fmg解得: v18gLmv12L( 2)果在小球通过最低点时,突然在空间产生竖直向下的匀强电场,若使小球在后面的运动中,绳出现松软状态,说明小球能通过与圆心等的水平面,但不能通过最高点。则小球不能通过最高点,由动能定理得:mg 2L Eq2L1 mv121 mv2222且Eqmgm3mg则 E5q也不可以低于O 水平面v22L2mgLEqLmv13mg则 Eq3mg3mg所以电场强度可能的大小范围为E5qq6 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
- 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 物理 二轮 复习 专项 训练 曲线运动
链接地址:https://www.31doc.com/p-8700129.html