2022年高考物理二轮复习 专题三 力与曲线运动点精练（含详解）.doc

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1、专题三力与曲线运动 【测控导航】考点题号(难易度)1.运动的合成和分解1(易)、9(中)2.平抛(类平抛)运动的应用3(中)3.圆周运动基本规律的应用2(易)、5(中)、7(中)、8(中)4.圆周运动的综合11(中)、12(难)5.万有引力与航天4(中)、6(中)、10(中)1.(2013武汉4月调研)质量m=50 g的小球在竖直平面内运动,若以水平方向为x轴的方向,竖直向下为y轴的方向,建立平面直角坐标系,其运动方程为x=6+6t,y=5+5t2.式中t的单位为秒,x、y的单位为米,重力加速度g=10 m/s2.关于小球的运动,下列说法不正确的是(B)A.t=0时小球的坐标为(6 m,5 m

2、)B.t=1 s时小球的速率为15 m/sC.t=2 s时小球的加速度的大小为10 m/s2D.小球的运动轨迹是一条抛物线解析:将t=0代入运动方程x=6+6t,y=5+5t2,可以得到t=0时小球的坐标为(6 m,5 m),选项A正确;根据运动方程可知,小球水平方向做速度为vx=6 m/s的匀速运动,竖直方向做初速度为0,加速度为10 m/s2的匀加速运动,t=1 s时小球竖直方向速度为10 m/s,t=1 s时小球的速率为v= m/s=11.7 m/s,选项B不正确;t=2 s时小球的加速度的大小为10 m/s2.小球的运动轨迹是一条抛物线,选项C、D正确.所以本题选B项.2.如图所示,小

3、球能在水平光滑滑杆上滑动,滑杆连同支架可以绕竖直轴转动,球通过弹簧与转动轴相连.当系统以角速度1匀速转动时,球离轴距离为r1=8 cm.当系统角速度增加为2=1时,球离轴距离为r2=9 cm,则此弹簧的自然长度l0为(B)A.8.5 cmB.7 cmC.8 cmD.1 cm解析:设弹簧劲度系数为k,小球以1转动时,弹簧拉力等于向心力,则k(r1-l0)=mr1,小球以2转动时:k(r2-l0)=mr2.联立解得:l0=7 cm.所以选项B正确.3.(2013长春四模)以水平速度v0抛出的小球1落到一倾角为的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图实线所示.在斜面顶端以水平速度v0抛出的小球

4、2落在斜面上轨迹如图虚线所示,则(A) A.球1在空中经历的时间为B.球1在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为2tan C.球2落回斜面时的速度大小是D.球2从开始抛出运动时间,离开斜面的距离最大解析:球1落在斜面上速度合成如图(甲)所示,则tan =,所以t=,选项A正确;对球1:=,选项B错误;将球2落回斜面的速度分解,水平与竖直位移为x、y,时间为t,如图(乙)所示. 则x=v0t,y=gt2,tan =,解得t=,竖直分速度vy=gt=2v0tan ,球落到斜面时速度大小v=,故选项C错误;设t2时刻球2离斜面的距离最大,则该时刻速度的方向与斜面平行,如图(乙)所示.则ta

5、n =,得t2=,选项D错误.4.(2013四川新津中学二模)2012年初,我国宣布北斗导航系统正式商业运行.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示).若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力.则以下判断中正确的是(A) A.这两颗卫星的加速度大小相等,均为B.卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为C.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2D.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功解析:由=ma,=mg,可

6、得a=,选项A正确;由=m()2r和=mg,可得T=,卫星1由位置A运动至位置B所需时间t=,选项B错误;卫星1向后喷气后速度增大将做离心运动,不可能在同一轨道追上卫星2,选项C错误;由于万有引力与线速度方向垂直,不做功,选项D错误.5.如图所示为火车在转弯处的截面示意图,轨道的外轨高于内轨.某转弯处按规定行驶的速度为v,当火车通过此弯道时,下列判断正确的是(BC) A.若速度大于v,则火车轮缘挤压内轨B.若速度大于v,则火车轮缘挤压外轨C.若速度小于v,则火车轮缘挤压内轨D.若速度小于v,则火车轮缘挤压外轨解析:火车在某转弯处按规定速度行驶时,对内轨、外轨都无挤压.若速度大于v,由向心力公式

7、Fn=m可知,需要的向心力增加,火车会出现离心现象,火车轮缘挤压外轨,故选项A错误,B正确;若速度小于v,需要的向心力减小,火车轮缘挤压内轨,故选项C正确,D错误.6.(2013郑州二模)我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星.中轨道卫星轨道高度约为2.15104 km,静止轨道卫星的高度约为3.60104 km.下列说法正确的是(C)A.中轨道卫星的线速度大于7.9 km/sB.5颗静止轨道卫星的轨道平面和赤道平面的夹角各不相同C.静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期D.静止轨道卫星的向心加

8、速度大于中轨道卫星的向心加速度解析:7.9 km/s是第一宇宙速度,所有地球卫星的速度都小于第一宇宙速度,选项A错误;同步卫星轨道平面与赤道平面重合,选项B错误;由于静止卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径,根据=k,所以静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期,选项C正确;根据向心加速度a=,所以静止轨道卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度,选项D错误.7.(2013北京市石景山模拟)如图所示,某点O处固定一点电荷+Q,一电荷量为-q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动,另一电荷量为-q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动,两轨道相切于P点.两个运动电荷的质量相等,它们之间的静电引

9、力和万有引力均忽略不计,且q1q2.当-q1、-q2经过P点时速度大小分别为v1、v2,加速度大小分别为a1、a2,下列关系式正确的是(D) A.a1=a2B.a1v2解析:在P点时,两电荷受力均为库仑力,分别为F1=k,F2=k,因为q1q2,所以F1F2.由牛顿第二定律F=ma,因为m相同,所以a1a2,所以选项A、B均错误;在P点有=F1F2,而F2=,所以v1v2,选项C错误,D正确.8.(2013武汉市4月调研)在2012年伦敦奥运会上有一个体操技术动作“单臂大回环”.运动员用一只手握住单杠绕杠转一周,一个质量为m的运动员要完成单臂大回环,他的一个胳膊至少要承受的作用力约为(忽略空气

10、阻力)(A)A.5mgB.4mgC.6mgD.3mg解析:在最高点速度越大,在最低点胳膊所承受的力越大,所以在最高点速度为零时,在最低点胳膊承受的力最小.设运动员重心到杠的距离为R,最低点速度为v,从最高点到最低点,由机械能守恒定律有mg(2R)=mv2,在最低点:F-mg=,得F=5mg,故选项A正确.9.(2013四川成都七中二模)如图所示,作用于轻绳端点A竖直向下的拉力通过跨在光滑小滑轮的轻绳拉一处在较远处的物体(初始位置绳与水平方向的夹角很小),使物体沿水平面向右匀速滑动,在此过程中(AD) A.绳端A的速度逐渐减小B.绳端A的速度逐渐增大C.绳端拉力F逐渐增大D.绳端拉力F的功率逐渐

11、减小解析:将物体的速度分解如图所示,由此知拉绳的速度v1=vcos ,物体运动过程中逐渐变大,则v1逐渐变小,选项A正确,B错误;由于减速拉绳,则拉力F逐渐变小,而拉力的功率P=Fv,则逐渐变小,选项C错误,D正确. 10.(2013四川资阳市二模)据报道,目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器,假设其发射过程为:先让运载火箭将其送入太空,以第一宇宙速度环绕地球飞行,再调整速度进入地火转移轨道,最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行.若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体,已知地球和火星的半径之比为21,密度之比为75,则v大约为(B)A.6.9 km/sB.3.3 km/sC.4

12、.7 km/sD.18.9 km/s解析:探测器环绕星球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,=m,则v1=m,则v=,又=,所以=,v=v1=7.9 km/s3.3 km/s,故选项B正确.11.(2013四川广元市二模)如图所示,半径R=0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10 kg的小球,以初速度v0=7.0 m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动,运动4.0 m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10 m/s2).解析:小球在匀减速运动过程中,由运动学公式有-=

13、-2as解得vA=5.0 m/s假设小球能到达圆环的最高点B,由机械能守恒定律有m=2mgR+m解得vB=3 m/s若小球恰好能到达圆环最高点B,则应满足:mg=解得vB1=2 m/s因为vBvB1,所以小球能通过最高点B,前面的假设成立.小球从B点离开时做平抛运动,有竖直方向2R=gt2水平方向xAC=vBt解得xAC=1.2 m.答案:1.2 m12.(2013宁波市二模)如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切.现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点开始行驶,经

14、过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高.已知小车运动过程中所受阻力为车重的倍,ED之间的距离为x0,斜面的倾角为30,重力加速度为g.求: (1)小车到达C点时的速度大小为多少?(2)在A点小车对轨道的压力是多少,方向如何?(3)小车的恒定功率是多少?解析:(1)把C点的速度v分解为水平方向的速度vA和竖直方向的速度vy,有:=tan 30,vy=gt3R=gt2v=解得:v=2.(2)从A到C由动能定理有:mg3R=mv2-m,小车在A点的速度大小vA=因为vA=,对外轨有压力,轨道对小车的作用力向下mg+N=m解得N=mg根据牛顿第三定律,小车对轨道的压力N=mg,方向竖直向上.(3)从D到A的过程中,机械能守恒,则m=mg4R+m小车从E到D的过程中,Pt-mgx0=m解得P=.答案:(1)2(2)mg竖直向上(3)8