高考物理二轮专题突破 专题三 力与物体的曲线运动（1）力学中的曲线运动检测题-人教版高三全册物理试题.doc

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1、 专题三 力与物体的曲线运动第1讲：力学中的曲线运动一、夯实基础1.如图1所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物()图1A.帆船朝正东方向航行，速度大小为vB.帆船朝正西方向航行，速度大小为vC.帆船朝南偏东45方向航行，速度大小为vD.帆船朝北偏东45方向航行，速度大小为v2.如图2所示，某轮渡站两岸的码头A和B正对，轮渡沿直线往返于两码头之间，已知水流速度恒定且小于船速.下列说法正确的是()图2A.往返所用的时间不相等B.往返时船头均应垂直河岸航行C.往返时船头均应适当偏向上游D.从A驶往B，船头应适当偏向上游，返回时船头应适当偏向下游3.如图

2、3所示，在斜面顶端A以速度v水平抛出一小球，经过时间t1恰好落在斜面的中点P；若在A点以速度2v水平抛出小球，经过时间t2完成平抛运动.不计空气阻力，则()图3A.t22t1 B.t22t1 C.t22t1 D.落在B点4.从A点斜向上抛出一个小球，曲线ABCD是小球运动的一段轨迹.建立如图4所示的正交坐标系xOy，x轴沿水平方向，轨迹上三个点的坐标分别为A(L,0)、C(L,0)，D(2L,3L)，小球受到的空气阻力忽略不计，轨迹与y轴的交点B的坐标为()图4A.(0，) B.(0，L)C.(0，) D.(0，2L)二、能力提升5.如图5所示，正方体空心框架ABCDA1B1C1D1下表面在水

3、平地面上，将可视为质点的小球从顶点A在BAD所在范围内(包括边界)沿不同的水平方向分别抛出，落点都在B1C1D1平面内(包括边界).不计空气阻力，以地面为重力势能参考平面.则下列说法正确的是()图5A.小球初速度的最小值与最大值之比是1B.落在C1点的小球，运动时间最长C.落在B1D1线段上的小球，落地时机械能的最小值与最大值之比是12D.轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向都相同6.(多选)如图6所示，倾角为37的光滑斜面顶端有甲、乙两个小球，甲以初速度v0水平抛出，乙以初速度v0沿斜面运动，甲、乙落地时，末速度方向相互垂直，重力加速度为g，则()图6A.斜面的高度为B.甲球落地时

4、间为C.乙球落地时间为D.乙球落地速度大小为7.如图7所示，“伦敦眼”(TheLondonEye)是世界上最大的观景摩天轮，仅次于南昌之星与新加坡观景轮.它总高度135米(443英尺)，屹立于伦敦泰晤士河南畔的兰贝斯区.现假设摩天轮正绕中间的固定轴做匀速圆周运动，则对于坐在轮椅上观光的游客来说，正确的说法是()图7A.因为摩天轮做匀速转动，所以游客受力平衡B.当摩天轮转到最高点时，游客处于失重状态C.因为摩天轮做匀速转动，所以游客的机械能守恒D.当摩天轮转到最低点时，座椅对游客的支持力小于所受的重力8.如图8所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固定在A、B两点间的直的金

5、属棒，在直棒上和半圆环的BC部分分别套着两个相同的小圆环M、N，现让半圆环绕对称轴以角速度做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m，金属棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g，小圆环可视为质点，则M、N两圆环做圆周运动的线速度之比为()图8A.B.C.D.三、课外拓展9.如图9所示，有一陀螺其下部是截面为等腰直角三角形的圆锥体、上部是高为h的圆柱体，其上表面半径为r，转动角速度为.现让旋转的陀螺以某水平速度从距水平地面高为H的光滑桌面上水平飞出后恰不与桌子边缘发生碰撞，陀螺从桌面水平飞出时，陀螺上各点中相对桌面的最大速度值为(已知运动中其转动轴一直保持竖直，空气阻力不计)()图9A.B.

6、C.rD.rr10.如图10所示，竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道与水平光滑轨道相切于D点.a、b、c三个相同的物体由水平部分分别向半圆形轨道滑去，最后重新落回到水平面上时的落点到切点D的距离依次为AD2R.设三个物体离开半圆形轨道在空中飞行时间依次为ta、tb、tc，三个物体到达水平面的动能分别为Ea、Eb、Ec，则下面判断正确的是()图10A.EaEbB.EcEbC.tbtcD.tatb11.一长l0.8m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m0.1kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H1m.开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图11所示.让小球从静止释放，当小球运动到B点

7、时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂.不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g10m/s2.图11(1)求当小球运动到B点时的速度大小；(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；(3)若xOP0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力.12如图12所示，半径R2.5m的光滑半圆轨道ABC与倾角37的粗糙斜面轨道DC相切于C点，半圆轨道的直径AC与斜面垂直质量m1kg的小球从A点左上方距A点高h0.45m的P点以某一速度v0水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出

8、点等高的D点已知当地的重力加速度g10m/s2，sin370.6，cos370.8，不计空气阻力，求：图12(1)小球从P点抛出时的速度大小v0；(2)小球从C点运动到D点过程中摩擦力做的功W；(3)小球从D点返回经过轨道最低点B的压力大小四、高考链接13(2015新课标全国18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图13所示水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最

9、大取值范围是()图13A.vL1B.vC.vD.v14(多选)(2015浙江理综19)如图14所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r.一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达AB线，有如图所示的、三条路线，其中路线是以O为圆心的半圆，OOr.赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax.选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大)，则()图14A选择路线，赛车经过的路程最短B选择路线，赛车的速率最小C选择路线，赛车所用时间最短D、三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等15(2015海南单科1

10、4)如图15所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点已知h2m，sm取重力加速度大小g10m/s2.图15(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小参考答案1.答案D解析以帆板为参照物，即把帆板看做静止，则帆船相对于帆板有向东的速度v及向北的速度v；由矢量合成可知，二者的合速度v合v，方向北偏东45.2.答案C解析根据矢量的合成法则，及各自速度恒定，那么它们的合速度也确定，则它们所用的时间也相等

11、，故A错误；从A到B，合速度方向垂直于河岸，水流速度水平向右，根据平行四边形定则，则船头的方向偏向上游一侧.从B到A，合速度的方向仍然垂直于河岸，水流速度水平向右，船头的方向仍然偏向上游一侧.故C正确，B、D错误.3.答案C解析在斜面顶端A以速度v水平抛出一小球，经过时间t1恰好落在斜面的中点P，有tan，解得t1，水平位移xvt1，初速度变为原来的2倍，若还落在斜面上，水平位移应该变为原来的4倍，可知在A点以速度2v水平抛出小球，小球将落在水平面上.可知两球下降的高度之比为12，根据t知，t1t21，则t22t1.4.答案B解析由函数图象可知，轨迹为二次函数，过点(L,0)和(L,0)，设函

12、数解析式ya(xL)(xL)将(2L,3L)代入方程，解得ay(xL)(xL)，将x0代入得yL.5.答案D解析由hgt2得t，下落高度相同，平抛运动的时间相等，故B错误；小球落在A1C1线段中点时水平位移最小，落在C1时水平位移最大，水平位移的最小值与最大值之比是12，由xv0t，t相等得小球初速度的最小值与最大值之比是12，故A错误；落在B1D1线段中点的小球，落地时机械能最小，落在B1D1线段上D1或B1的小球，落地时机械能最大.设落在B1D1线段中点的小球初速度为v1，水平位移为x1.落在B1D1线段上D1或B1的小球初速度为v2，水平位移为x2.由几何关系有x1x21，由xv0t，得

13、：v1v21，落地时机械能等于抛出时的机械能，分别为：E1mghmv，E2mghmv，可知落地时机械能的最小值与最大值之比不等于12.故C错误.设AC1的倾角为，轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向与水平方向的夹角为.则有tan，tan，则tan2tan，可知一定，则轨迹与AC1线段相交的小球，在交点处的速度方向都相同，故D正确.6.答案AC解析甲、乙落地时，末速度方向相互垂直，则甲的速度方向与水平方向的夹角为53，则vyv0tan53v0，斜面的高度h，故A正确；甲球落地的时间t甲，故B错误；乙球下滑的加速度agsin37g，下滑的距离x，根据xat，联立解得t乙，乙球落地的速度v

14、at乙，故C正确，D错误.7.答案B解析摩天轮做匀速转动，不是平衡状态.故A错误；当摩天轮转到最高点时，游客受到的重力与支持力的合力的方向向下，指向圆心，所以游客处于失重状态.故B正确；摩天轮做匀速转动，所以游客的动能不变而重力势能是变化的，所以机械能不守恒，故C错误；游客随摩天轮做匀速圆周运动，当摩天轮转到最低点时，游客受到的重力与支持力的合力的方向向上，指向圆心，所以座椅对游客的支持力大于所受的重力.故D错误.8.答案A解析M环做匀速圆周运动，则mgtan45mvM，N环做匀速圆周运动，则mgtanmvN，mgtanmr2，rRsin，vNr，因此，A项正确.9.答案C解析陀螺下部分高为h

15、r，下落h所用时间为t，则hgt2.陀螺水平飞出的速度为v，则rvt，解得v陀螺自转的线速度为vr，陀螺上的点当转动的线速度与陀螺的水平分速度的方向相同时，对应的速度最大，所以最大速度vr，故C正确，A、B、D错误.10.答案C解析物体若从半圆形轨道最高点离开在空中做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，有：2Rgt2，则得：t2物体恰好到达半圆形轨道最高点时，有：mgm，则通过半圆形轨道最高点时的最小速度为：v所以物体从半圆形轨道最高点离开后平抛运动的水平位移最小值为：xvt2R由题知：AD2R，说明b、c通过最高点做平抛运动，a没有到达最高点，则知tbtc2，tatbtc.对于a、b两球，通

16、过D点时，a的速度比b的小，由机械能守恒可得：EaEb.11.答案(1)4m/s(2)0.8m(3)9N解析(1)设小球运动到B点时的速度大小为vB，由机械能守恒定律得mvmgl解得小球运动到B点时的速度大小vB4m/s(2)小球从B点做平抛运动，由运动学规律得xvBtyHlgt2解得C点与B点之间的水平距离xvB0.8m(3)若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由圆周运动规律得FmmgmrlxOP由以上各式解得Fm9N.12.答案 (1)4m/s(2)8J(3)56N解析(1)在A点有：v2ghtan 由式解得：v04 m/s(2)整个运动过程中，重力做功为零，根据动能定理得知：小

17、球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能：Wmv8 J(3)从D到B有：mg(hRcos R)mv2mv在B点：FNmgm由式解得：FN56 N则小球在B点对轨道的压力大小：FNFN56 N13.答案D解析 发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都做平抛运动当速度v最小时，球沿中线恰好过网，有：3hhv1t1联立得v1当速度最大时，球斜向右侧台面两个角发射，有v2t23hgt联立得v2所以使乒乓球落到球网右侧台面上，v的最大取值范围为v，选项D正确14.答案 ACD解析 赛车经过路线的路程s1r2r(2)r，路线的路程s22r2r(22)r，路线的路程s32r，A正确；根据F

18、max，可知R越小，其不打滑的最大速率越小，所以路线的最大速率最小，B错误；三种路线对应的最大速率v2v3v1，则选择路线所用时间t1，路线所用时间t2，路线所用时间t3，t3最小，C正确；由Fmaxma，可知三条路线对应的a相等，D正确15.答案 (1)0.25m(2)m/s解析(1)小环在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点时的速度水平，使小环做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有svbthgt2在ab滑落过程中，根据动能定理可得mgRmv联立三式可得R0.25m(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mghmv因为小环滑到c点时速度与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角，设为，则根据平抛运动规律可知sin根据运动的合成与分解可得sin联立可得v水平m/s.