專題04曲線運動(解析版)

1、高考物理精選考點專項突破題集專題四曲線運動、單項選擇題：（在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1、如圖所示，兩物塊 A、B套在水平粗糙的 CD桿上，并用不可伸長的輕繩連接，整個裝置能繞過CD中點的軸001轉動。已知兩物塊質量相等，桿CD對物塊A、B的最大靜摩擦力大小相等，開始時繩子處于自然長度（繩子恰好伸直但無彈力），物塊B到001軸的距離為物塊 A到001軸距離的兩倍，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉動，使轉速逐漸增大，在繩子從處于自然長度到兩物塊A、B即將滑動的過程中，下列說法正確的是（）IIcf4=dA ；扭|A、B受到的靜摩擦力一直增大B、B受到的靜摩擦力是先增大，后保持不變C、A受

2、到的靜摩擦力是先增大后減小D、A受到的合外力先增大后減小【答案】B。【解析】因為同一轉軸，所以A、B的角速度相同，由rA他03【答案】D?！窘馕觥咳扬w刀做斜拋運動，由于垂直打在木板上，因此逆過程是平拋運動。豎直方向自由落體運動,1廠豎直位移hM=3h, hN=2h, hP=h，聯(lián)立h= - gt2知tM : tN: tp =J3 : J2 ： 1,因此B錯誤。水平方向勻速直線運動，由圖知水平位移x相同，由X=V0t和tM : tN : tp= J3 :（2 : 1知垂直打木板時的速度大小VMVNrB 知 VAVB，因此A錯誤。由 且=m3 2r知3ATb,因此C錯誤。由sinmgB仝知支持力

3、大小方向都相同，因此D錯誤。故本題選 B。Fn【考點】勻速圓周運動；函數(shù)式法B、三個小球落地點的間隔距離C、三個小球落地點的間隔距離LiL 2【難度】中等7、在水平路面上做勻速直線運動的小車上有一固定的豎直桿，其上的三個水平支架上有三個完全相同的小球A、B、C,它們離地的高度分別為3h、2h和h。當小車遇到障礙物P時，立即停下來，三個小球同時從支架上水平拋出，先后落到水平路面上，如圖所示。則下列正確的是Li= L2【答案】【解析】三個小球都做平拋運動,水平初速度相同，由H= - gt2知落地時間只取決于高度，比例是自然數(shù)平2方根比，因此A錯誤。由x=vot知，水平位移之比是平方根比。 設P C

4、=L ,則Li=BC=(V2 1)L, L2=&3Q2)L,因此D正確。故本題選D?！究键c】平拋運動，函數(shù)式法【難度】中等8、如圖甲所示，輕桿一端固定在 0點，另一端固定一小球， 現(xiàn)讓小球在豎直平面內做半徑為 R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為Fn，小球在最高點的速度大小為V,其Fn v2圖象如圖乙所示。則()A、小球的質量為aRbB、當?shù)氐闹亓铀俣却笮镃、v2=c時，在最高點桿對小球的彈力方向向上D、v2=2b時，在最高點桿對小球的彈力大小為2a【答案】A。【解析】對桿球模型，要分類討論。當 V2=0時a mg=0,當V2=b時，mg=m，聯(lián)立解得口二碁和g=,RDR

5、c因此A正確B錯誤。V2=c時mg+FN=m ,此時小球受的彈力方向向下， 因此C錯誤。當v2=2b時mg+ FnR2bb一=mR，聯(lián)立mg=mR可知FN=a，方向豎直向下，因此D錯誤。故本題選A?！究键c】變速圓周運動；臨界問題【難度】中等POQ水平。一質量為 m的質9、如圖，一半徑為 R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從 P點進入軌道。質點滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力為4mg ,g為重力加速度的大小。用W表示質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功， 則(A、WB、WC、WD、W【答案】C。Vn21mgR，質點恰好可以到達 Q

6、點21mgR，質點不能到達 Q點21-mgR，質點到達Q后，繼續(xù)上升一段距離21-mgR，質點到達 Q后，繼續(xù)上升一段距離2【解析】從出發(fā)點到 P點，由動能定理知 mgR=Ekp，在N點由牛頓第二定律知 4mg-mg=m 知EkN =R3mgR,從P到N由動能定理知 mgR-W= mgR，因此 W=設PN上某點與OP的夾角為 02 2 2由變速圓周運動知 Fn mgsin 0 =*?，根據(jù)左右對稱，在同一高度，由于摩擦力做負功導致右側對稱點速率小，軌道的支持力小，滑動摩擦力小，因此W克W。從N到Q,由動能定理知 一mgR-W克=EkQ- 3mgR2Co因此EkQ = 22克0,質點繼續(xù)上升一段

7、距離。故本題選【考點】變速圓周運動；動能定理【難度】較難10、一條船要在最短時間內渡過寬為100m的河，已知河水的流速 Vi與船離河岸的距離 x變化的關系如圖甲所示，船在靜水中的速度V2與時間t的關系如圖乙所示，則以下判斷中正確的是（）530 ICO 我m)甲時rnX可A、船渡河的最短時間20sB、船運動的軌跡可能是直線C、船在河水中航行的加速度大小為a=0.4 m/s2D、船在河水中的最大速度是5m/s【答案】C o【解析】當船頭垂直河岸時渡河時間最短tmin=-d = 150=20s,因此A正確。船在垂直河岸方向上勻速, v25在沿河岸方向上變速，因此軌跡一定是曲線，因此B錯誤。船垂直河岸

8、的位移50m所用時間t=50 =l0s，5a=T10o/s2。因此C正確。船在河水中的最大速度是曲/52J41m/S,因此 D錯誤。故本題選 Co【考點】運動的合成和分解；臨界問題【難度】中等二、多項選擇題：（在每小題給出的四個答案之中，有多個選項正確）11、測量分子速率分布的裝置示意圖：圓筒繞其中心勻速轉動，側面開有狹縫N,內側貼有記錄薄膜，M在圓筒轉動半個周期的NP, PQ間距相等。則（）為正對狹縫的位置。從原子爐R中射出的銀原子蒸汽穿過屏上S縫后進入狹縫N，時間內相繼到達并沉積在薄膜上。展開的薄膜如右圖所示,JiM附近的銀原子速率較大到達到達Q附近的銀原子速率較大位于PQ區(qū)間的分子百分率

9、大于位于NP區(qū)間的分子百分率位于PQ區(qū)間的分子百分率小于位于NP區(qū)間的分子百分率【答案】AC?！窘馕觥繌脑訝t R中射出的銀原子向右做勻速直線運動，同時圓筒勻速轉動，在轉動半圈的過程中，銀原子依次全部到達最右端并打到記錄薄膜上，形成了薄膜圖象。從圖象可以看出，打在薄膜上M點附近的銀原子先到達最右端，所以速率較大，故A正確B錯誤。從薄膜圖的疏密程度可以看出，打到薄膜上PQ區(qū)間的分子百分率大于位于 NP區(qū)間的分子百分率，故 C正確D錯誤。注意分子速率分布規(guī)律的中間多,兩頭少”特征。故本題選AC。【考點】勻速圓周運動；勻速直線運動【難度】中等12、一架飛機水平地勻速飛行，從飛機上每隔1s釋放一個鐵球

10、，先后共放 4個，若不計空氣阻力,球（）A、任何時刻總是排成拋物線B、飛機上的人看來鐵球在空中做自由落體運動C、在空中任何時刻總在飛機下方排成豎直的直線，它們的落地點是等間距的D、在空中相鄰兩個球的間距是保持不變的【答案】BC?！窘馕觥棵總€小球都做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，所以釋放的小球都在飛機的正下方，即在飛機的正下方排成豎直的直線。因此A錯誤。飛機上的人是以飛機為參考系，鐵球相對飛機在空中做自由落體運動，因此 B正確。高度一定，每個小球落地的時間相等，因為每隔1s釋放一個，在水平方向上兩小球的間隔為x=v At，是等間距的，因此 C正確。以速度小的小球為參考系，速度大的球做勻速

11、運動，因此在空中相鄰兩個球的間距越來越大，因此D錯誤。故本題選 BC?！究键c】平拋運動；相對運動【難度】中等13、由光滑細管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧， 軌道固定在豎直平面內。一質量為 m的小球，從距離水平地面高為H的管口 D處靜止釋放，最后能夠從 A端水平拋出落到地面上。下列正確的是( )A、小球落到地面時相對于A點的水平位移值為B、小球落到地面時相對于 A點的水平位移值為2%4R2C、小球能從細管 A端水平拋出的條件是 H2RD、小球能從細管A端水平拋出的最小高度Hmin = 5R【答案】BC。d【解析】從D到A由動能定理mg （ H 2R）= - mv

12、2知v=4gR，從A點拋出后做平拋運動，由2R= - gt2和x=vt知x=24R2，因此A錯誤B正確。小球能從細管 A端水平拋出的臨界條件是速度大于零，由v=J2gH4gR 0知H 2R,因此C正確D錯誤。故本題選 BCO【考點】變速圓周運動；平拋運動【難度】中等14、如圖A、B、C三個物塊放在水平的圓盤上，它們的質量關系是mA=2mB=2mc，它們與轉軸的距離的關卩，且它們與圓盤間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力系是2rA=2rB=rc，三個物塊與圓盤表面的動摩擦因數(shù)都為相等，當圓盤轉動時，A、B、C都不滑動，則（）A、C的向心加速度最大B、B的摩擦力最小C、當圓盤轉速增大時，B比A先滑動D、當

13、圓盤轉速增大時， C比B先滑動【答案】ABD。A正確?！窘馕觥客S轉動角速度3相等，由a=32r和C的半徑最大知C的向心加速度最大，因此三者的向心力都由靜摩擦力提供Ff=m3 2r, B與A相比，r相同，m 小; B與C相比，m相同，r小，所以B由卩mg=mb 2r知3 =的摩擦力最小，因此B正確。當圓盤轉速增大到物塊將要滑動時摩擦力是最大靜摩擦力,由于2rA=2rB=rc, B與A同時開始滑動，C比B和A先滑動，故C錯誤D正確。故本題選 ABD?！究键c】勻速圓周運動；臨界問題【難度】中等Vc時，汽車15、公路急轉彎處通常是交通事故多發(fā)地帶。某公路急轉彎處是一圓弧，當汽車行駛的速率為恰好沒有向

14、公路內外兩側滑動的趨勢，則在該彎道處A、路面外側高內側低B、車速只要低于 Vc，車輛便會向內側滑動C、車速雖然高于VC,但只要不超出某一限度，車輛便不會向外側滑動D .當路面結冰時，與未結冰時相比，Vc的值變小【答案】AC。【解析】路面應建成外高內低，此時重力和支持力的合力指向內側，提供圓周運動向心力，因此A正確。當車速低于Vc，所需的向心力減小，此時車有向內側滑動的超勢，靜摩擦力可以指向外側，減小提供的力,車輛不會向內側滑動， 因此B錯誤。當速度高于Vc時，摩擦力指向內側，只要摩擦力不超過最大靜摩擦力,即速度不超出最高限度，車輛就不會側滑，因此C正確。當路面結冰時，與未結冰時相比，由于支持力

15、和重力不變，則 Vc的值不變，因此 D錯誤。故本題選 AC?！究键c】勻速圓周運動；臨界問題【難度】中等16、如圖所示，在水平圓盤上放有質量分別為m、m、2m的可視為質點的三個物體 A、B、C,圓盤可繞垂直圓盤的中心軸 00轉動。三個物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。三個物體與軸0共線且OA=OB=BC=r，現(xiàn)將三個物體用輕質細線相連，保持細線伸直且恰無張力。當圓盤從靜止開始轉動，角速度極其緩慢地增大，則對于這個過程，下列正確的是fXAfiA、A、B兩個物體同時達到最大靜摩擦力B、B、C兩個物體的靜摩擦力先增大后不變,A物體所受的靜摩擦力先增大后減小再增大C、當4 時整體

16、會發(fā)生滑動D、當ug罟時，在3增大的過程中B、C間的拉力不斷增大【答案】C?！窘馕觥慨攬A盤轉速增大時靜摩擦力提供向心力,三者同軸轉動角速度相等，由Umg=m 32R 知 3=帶，因此C最先達到轉折點，最先達到最大靜摩擦力，此時31=淫。然后BC細線開始提供拉力，B的摩擦V2rA的摩擦力將減小到零然力增大，B達到最大靜摩擦力后， AB之間繩開始有力的作用，隨著角速度最大,后反向增大。當 A與B的摩擦力也達到最大時，且 BC的拉力大于AB整體的摩擦力時物體將會出現(xiàn)相對滑動，此時A與B還受到繩的拉力，對 C: T+u ?2mg=2m?2322，對AB整體：T=2卩mg解得：32=4里V r當32*曲

17、時，整體會發(fā)生滑動，故 A錯誤BC正確。當（學時，C的摩擦力沿著半徑向里，且沒有出現(xiàn)滑動，故在3增大的過程中，由于向心力Fn=T+f不斷增大，故BC間的拉力不斷增大，因此確。故本題選 BCD?！究键c】勻速圓周運動；臨界問題【難度】較難17、隨著人們生活水平的提高，高爾夫球將逐漸成為普通人的休閑娛樂。如圖所示，某人從高出水平地面的坡上水平擊出一個質量為 m的高爾夫球。由于恒定的水平風力的作用，高爾夫球豎直地落入距擊球點水平距離為L的A穴。則下列正確的是（）r*-LA、球被擊出后做平拋運動B、該球從被擊出到落入 A穴所用的時間為 FC、球被擊出時的初速度大小為屮半D、球被擊出后受到的水平風力的大小

18、為mgL/h【答案】BCD?！窘馕觥啃∏驌舫龊螅苤亓退斤L力兩個力，不是平拋運動，因此A錯誤。球在豎直方向上做自由落體運動，由h= - gt2知t= 2h，因此B正確。球在水平方向上做勻減速直線運動，由2 V g知 V0=2Lt，因此C正確。水平方向由 F=ma和O=V0-at知F=mgL/h，因此D正確。故本題選BCD?！究键c】運動當合成和分解；勻變速直線運動【難度】中等18、一快艇要從岸邊某處到達河中離岸100m遠的浮標處，已知快艇在靜水中的速度圖象如圖所示,流水的假設行駛中快艇在靜水中航行的分速度方向選定后就不再改變，則3r*臥伽.0）3O6他U1 0*速度圖象如圖所示,A、快艇的運

19、動軌跡可能是直線B、快艇的運動軌跡只可能是曲線C、最快到達浮標處通過的位移為100 mD、最快到達浮標處所用時間為20 s【答案】BD ?！窘馕觥靠焱У膬蓚€分運動一個是勻速直線另一個是勻加速直線，合初速度方向與合加速度的方向不共線,快艇做曲線運動。因此故 A錯誤B正確?？焱У拇^與河岸垂直時渡河時間最短，由d=- at2 和2V a=t知t=20s,因此D正確。最快到達時沿河岸方向位移x=v水t=60m，實際位移 S匕d 100m。因此C錯誤。故本題選 BD?！究键c】運動的合成和分解；臨界問題【難度】中等 三、計算題：（解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟）19、如圖所示，排球場總長為 18m，設球網(wǎng)高度為2m,運動員站在網(wǎng)前3m處正對球網(wǎng)跳起將球水平擊出。當擊球點的高度為何值時,（1）若擊球高度為2.5m，為使球既不觸網(wǎng)又不出界，求水平擊球的速度范圍;無論水平擊球的速度多大，球不是觸網(wǎng)