最新高考物理曲線運動試題經(jīng)典

1、最新高考物理曲線運動試題經(jīng)典一、高中物理精講專題測試曲線運動1 .如圖所示，一位宇航員站一斜坡上 A點，沿水平方向以初速度 vo拋出一個小球，測得 小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點 B,斜坡傾角為“，已知該星球的半徑為 R,引力常量為 G,求：廿.(1)該星球表面的重力加速度(2)該星球的密度g;2Vo tan3Vo tan整理得:2HRtG2 RtG【解析】試題分析：平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù) 平拋運動的規(guī)律求出星球表面的重力加速度.根據(jù)萬有引力等于重力求出星球的質(zhì)量，結(jié) 合密度的公式求出星球的密度.(1)小球做平拋運動，落在斜面上時有：tan a工=2

2、一呈v0所以星球表面的重力加速度為：g='"t皿-.t(2)在星球表面上，根據(jù)萬有引力等于重力，得： mg=解得星球的質(zhì)量為為：M=星球的體積為：V=兀13.則星球的密度為：P等 點晴：解決本題關(guān)鍵為利用斜面上的平拋運動規(guī)律：往往利用斜面傾解的正切值進行求得，一 一 巫一 M一，一星球表面的重力加速度，再利用mg=G z和P.求星球的留度.2 . 一宇航員登上某星球表面，在高為 2m處，以水平初速度 5m/s拋出一物體，物體水平射程為5m,且物體只受該星球引力作用 求：(1)該星球表面重力加速度(2)已知該星球的半徑為為地球半徑的一半，那么該星球質(zhì)量為地球質(zhì)量的多少倍.1【答

3、案】(1) 4m/s2； (2) ；10【解析】(1 )根據(jù)平拋運動的規(guī)律：X= V0tx 5得 t= 一 = -s= 1sVo 5區(qū) 12由 h= gt得：g= 22-= 2 22 m /s2= 4m/ s2 t212(2)根據(jù)星球表面物體重力等于萬有引力:mg=GM星mGM卅m地球表面物體重力等于萬有引力：mg =2一廉M 星 _ gR| _ 4,1、212()M 地 gR210210點睛：此題是平拋運動與萬有引力定律的綜合題，重力加速度是聯(lián)系這兩個問題的橋梁; 知道平拋運動的研究方法和星球表面的物體的重力等于萬有引力.3.光滑水平面AB與一光滑半圓形軌道在 B點相連，軌道位于豎直面內(nèi)，其

4、半徑為R, 一個質(zhì)量為m的物塊靜止在水平面上，現(xiàn)向左推物塊使其壓緊彈簧，然后放手，物塊在彈力作用下獲得一速度，當它經(jīng) B點進入半圓形軌道瞬間，對軌道的壓力為其重力的9倍，之后向上運動經(jīng)C點再落回到水平面，重力加速度為g.求：彈簧彈力對物塊做的功；(2)物塊離開C點后，再落回到水平面上時距B點的距離；(3)再次左推物塊壓緊彈簧，要使物塊在半圓軌道上運動時不脫離軌道，則彈簧彈性勢能的 取值范圍為多少？【答案】4mM (2) 4R (3)/或EpEmgR【解析】【詳解】(1)由動能定理得 W=在B點由牛頓第二定律得：9mg mg = m "解得w=4mgR(2)設(shè)物塊經(jīng)C點落回到水平面上時

5、距 B點的距離為S,用日為t,由平拋規(guī)律知S=vct12R= gt2從B到C由動能定理得1 . 1-泮比-嚴僚聯(lián)立知，S= 4 R(3)假設(shè)彈簧彈性勢能為E p,要使物塊在半圓軌道上運動時不脫離軌道，則物塊可能在圓軌道的上升高度不超過半圓軌道的中點，則由機械能守恒定律知E pmgR若物塊剛好通過 C點，則物塊從B到C由動能定理得1 . 1 ,-= ntP? - -m 廿&呂物塊在C點時mg=m"1 ,Ep >則 上13聯(lián)立知：E p#mgR.綜上所述，要使物塊在半圓軌道上運動時不脫離軌道，則彈簧彈性勢能的取值范圍為15E p<mgR 或 E pXmgR.4 .如圖

6、所示，一軌道由半徑R 2m的四分之一豎直圓弧軌道 AB和水平直軌道 BC在B點R平滑連接而成.現(xiàn)有一質(zhì)量為m 1Kg的小球從A點正上方”處的O點由靜止釋放，小2球經(jīng)過圓弧上的B點時，軌道對小球的支持力大小FN 18N ,最后從C點水平飛離軌道，落到水平地面上的 P點.已知B點與地面間的高度 h 3.2m,小球與BC段軌道間的動摩擦因數(shù)0.2 ,小球運動過程中可視為質(zhì)點.(不計空氣阻力，g 取 10 m/s2).求：（2）小球在圓弧軌道 AB上運動過程中克服摩擦力所做的功Wf（3）水平軌道BC的長度L多大時，小球落點 P與B點的水平距最大.【答案】（1） vB= 4?m/s（2） Wf = 22

7、?J （3） L 3.36m【解析】試題分析：（1）小球在B點受到的重力與支持力的合力提供向心力，由此即可求出 B點的速度；（2）根據(jù)動能定理即可求出小球在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功；（3）結(jié)合BC段的長度.平拋運動的公式，即可求出為使小球落點P與B點的水平距離最大時（1）小球在B點受到的重力與支持力的合力提供向心力，則有:FnmgvB mR解得:vB 4m/ s(2)從。到B的過程中重力和阻力做功，由動能定理可得:mg解得:Wf 22J由B到C的過程中，由動能定理得:mgLBc122mvC-mvB 2c R 12 cR Wf mvB 022解得:從C點到落地的時間:2hB到P的水平距離:t

8、0 g22vbvc0.8svct0代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立并整理可得：L45 vC由數(shù)學(xué)知識可知，當 Vc 1.6m/s時,P到B的水平距離最大，為:L=3.36m22vbvLBC 八2 g【點睛】該題結(jié)合機械能守恒考查平拋運動以及豎直平面內(nèi)的圓周運動，解題的關(guān)鍵就是對每一個過程進行受力分析，根據(jù)運動性質(zhì)確定運動的方程，再根據(jù)幾何關(guān)系求出最大值.1 ,5 .如圖所不，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的一光滑圓弧軌道 AB與水平地面相切于 B4點?，F(xiàn)將AB鎖定，讓質(zhì)量為 m的小滑塊P (視為質(zhì)點)從 A點由靜止釋放沿軌道 AB滑下，最終停在地面上的 C點，C B兩點間的距離為2R已知軌道 AB的質(zhì)量為2nl P與

9、B點右側(cè)地面間的動摩擦因數(shù)恒定，B點左側(cè)地面光滑，重力加速度大小為g,空氣阻力不N以及P與B點右側(cè)地面間的動摩擦因數(shù)科；(2)若將AB解鎖，讓P從A點正上方某處 Q由靜止釋放，P從A點豎直向下落入軌道， 最后恰好停在 C點，求：當P剛滑到地面時，軌道 AB的位移大小X1；Q與A點的高度差h以及P離開軌道AB后到達C點所用的時間t?！敬鸢浮?1) P剛滑到圓弧軌道的底端 B點時所受軌道的支持力大小N為3mg, P與B點右側(cè)地面間的動摩擦因數(shù)科為0.5; (2)若將AB解鎖，讓P從A點正上方某處 Q由靜止釋放，P從A點豎直向下落入軌道，最后恰好停在C點，當P剛滑到地面時，軌道 AB的位移大小X1為

10、R ;Q與A點的高度差h為R, P離開軌道AB后到達C點所用的時間【詳解】12mgR= mvB ,2(1)滑塊從A到B過程機械能守恒，應(yīng)用機械能守恒定律得:2在B點，由牛頓第二定律得：N-mg=mv ,R解得：vb= j2gR , N=3mg,12滑塊在BC上滑行過程，由動能定理得：-mg?2R=0-mvB ,2代入數(shù)據(jù)解得：科=0.5(2)滑塊與軌道組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律 得：mv1-2mv2=0 mR-2m%=0,t t一 R解得：%二一；3滑塊P離開軌道AB時的速度大小為 Vb, P與軌道AB組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒,以向右為正方向，由動量守恒定

11、律得：mvB-2mv=0,1 919由機械能寸恒te律得：mg (R+h) = mvB 2mv ,2 2一 R解得：h= ；2XiP向右運動運動的時間：t1=,VbP減速運動的時間為t2,對滑片，由動量定理得：-pmgt2=0-mvB,運動時間：t=ti+t2,6.如圖所示，輕繩繞過定滑輪，一端連接物塊A,另一端連接在滑環(huán) C上，物塊A的下端用彈簧與放在地面上的物塊 B連接，A、B兩物塊的質(zhì)量均為 m,滑環(huán)C的質(zhì)量為M,開 始時繩連接滑環(huán) C部分處于水平，繩剛好拉直且無彈力，滑輪到桿的距離為L,控制滑塊C,使其沿桿緩慢下滑，當 C下毛t4L時，釋放滑環(huán) C,結(jié)果滑環(huán)C剛好處于靜止，此時 B3剛

12、好要離開地面，不計一切摩擦，重力加速度為g.(1)求彈簧的勁度系數(shù)；(2)若由靜止釋放滑環(huán) C,求當物塊B剛好要離開地面時，滑環(huán) C的速度大小.【答案】(1)駟(2) 1oJ(2M-m)gL L. 48m 75M【解析】【詳解】(1)設(shè)開始時彈簧的壓縮量為 x,則kx=mg設(shè)B物塊剛好要離開地面，彈簧的伸長量為X,，則kx' =mg因此 x'= x= mg由幾何關(guān)系得2x=Jl2 16 L22LL= 3求得x= L 3得 k=3mg L(2)彈簧的勁度系數(shù)為k,開始時彈簧的壓縮量為xi=mg k當B剛好要離開地面時，彈簧的伸長量X2= mgk一 ，一，2L因此A上升的距離為h=

13、xi+x2= 3C下滑的距離HJ(L h)2-t 4LL =3根據(jù)機械能守恒1 2-Mv221 / vH、2MgH-mgh= 2m（雨2 F）求得v 10喘甯7.如圖所示，P為彈射器，PA、BC為光滑水平面分別與傳送帶 AB水平相連，CD為光滑 半圓軌道，其半徑 R=2m,傳送帶AB長為L=6m,并沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動.現(xiàn)有一質(zhì)量 m=1kg的物體(可視為質(zhì)點)由彈射器P彈出后滑向傳送帶經(jīng) BC緊貼圓弧面到達 D點，已知彈射器的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為物體的動能，物體與傳送帶的動摩擦因數(shù)為=0.2,取g=10m/s2,現(xiàn)要使物體剛好能經(jīng)過D點，求：(1)物體到達D點速度大??；(2)則彈射器初始時具有

14、的彈性勢能至少為多少.0 -【答案】(1) 2，5m/s； (2) 62J【解析】【分析】【詳解】(1)由題知，物體剛好能經(jīng)過D點，則有:mg m -解得：VdgR 2J5 m/s(2)物體從彈射到 D點，由動能定理得:12 cW mgL 2mgR - mvD 0W Ep解得：Ep 62J2m的平板8.如圖所示，一質(zhì)量為 m的小球C用輕繩懸掛在 。點，小球下方有一質(zhì)量為車B靜止在光滑水平地面上，小球的位置比車板略高，一質(zhì)量為m的物塊A以大小為V0的初速度向左滑上平板車，此時A、C間的距離為d, 一段時間后，物塊 A與小球C發(fā)生碰撞，碰撞時兩者的速度互換，且碰撞時間極短，已知物塊與平板車間的動摩

15、擦因數(shù)為科，重力加速度為g,若A碰C之前物塊與平板車已達共同速度，求：(1) A、C間的距離d與v。之間滿足的關(guān)系式;l應(yīng)滿足什么條件?(2)要使碰后小球 C能繞。點做完整的圓周運動，輕繩的長度A的位移是x,由動量守恒定C以速度v開始做完整的圓周【解析】(1) A碰C前與平板車速度達到相等，設(shè)整個過程律得,mvo =(血 + 2m)v1- v2由動能定理得：/4面解得4v8滿足的條件是(2)物塊A與小球C發(fā)生碰撞，碰撞時兩者的速度互換,1 1 ,2mv2 = mg x 2/ + -mv運動，由機械能守恒定律得 ""'-2 mv mg < j小球經(jīng)過最高點時，有

16、vi.口 > 'Tr解得 事啕【名師點睛】A碰C前與平板車速度達到相等，由動量守恒定律列出等式；A減速的最大距離為 d,由動能定理列出等式，聯(lián)立求解。A碰C后交換速度，C開始做完整的圓周運動，由機械能守恒定律和C通過最高點時的最小向心力為mg聯(lián)立求解。9. 一輕質(zhì)細繩一端系一質(zhì)量為m =0.05吻的小球兒另一端掛在光滑水平軸。上，O到小球 的距離為L= 0.1m,小球跟水平面接觸，但無相互作用，在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個光滑的斜面和一個擋板，如圖所示水平距離s=2m,動摩擦因數(shù)為 斤0.25.現(xiàn)有一滑塊B,質(zhì)量也為m=0.05kg,從斜面上高度h=5m處滑下，與小球發(fā)生彈性正

17、碰，與擋板碰撞時不損失機械能.若不計空氣阻力，并將滑塊和小球都視為質(zhì)點，( g取10m/s2,結(jié)果用根號表示)，試問:(1)求滑塊B與小球第一次碰前的速度以及碰后的速度(2)求滑塊B與小球第一次碰后瞬間繩子對小球的拉力(3)滑塊B與小球碰撞后，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，求小球做完整圓周運動的次0; ( 2)滑塊B【答案】(1)滑塊B與小球第一次碰前的速度為J95m/s,碰后的速度為與小球第一次碰后瞬間繩子對小球的拉力48N; ( 3)小球做完整圓周運動的次數(shù)為10次?！窘馕觥俊驹斀狻?1)滑塊將要與小球發(fā)生碰撞時速度為V1 ,碰撞后速度為V1'，小球速度為V2根據(jù)能量守恒定律，得：1

18、2smgh = - mv1mg22解得：v1=95 m/sA、B發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒，得到 ：mv1=mv1 1 mv2由能量守恒定律，得到：121212mv1-mv1-mv2222解得:vi' = 0 v2 = ,95m/s即滑塊B與小球第一次碰前的速度為 糜m/s,碰后的速度為0 (2)碰后瞬間，有：2TV2T-mg=m L解得:T=48N即滑塊B與小球第一次碰后瞬間繩子對小球的拉力48N。(3)小球剛能完成一次完整的圓周運動，它到最高點的速度為2V0mg=m L小球從最低點到最高點的過程機械能守恒，設(shè)小球在最低點速度為有：v。,則有:V,根據(jù)機械能守恒1 2一mv22mgL

19、-mv2 2解得:v= 5 m/s滑塊和小球最后一次碰撞時速度至少為v=J5m/s,滑塊通過的路程為s',根據(jù)能量守恒有12mgh= mv mgs解得：s' =19m小球做完整圓周圓周運動的次數(shù)：ssn=2 i= 1。次s即小球做完整圓周運動的次數(shù)為10次。10.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一“”管道裝置，它是由兩個完全相同的圓弧管道和兩直管道組成。直管道和圓弧管道分別相切于A1、B1、B2, D1、D2分別是兩圓弧管道的最高點，C1、C2分別是兩圓弧管道的最低點，C1、C2固定在同一水平地面上。兩直管道略微錯開，其中圓弧管道光滑，直管道粗糙，管道的粗細可忽略。圓弧管道的半徑均為R,BO1D1AO1C1B2O2D2A2O2C2。一質(zhì)量為m的小物塊以水平向左的速度v0從C1點出發(fā)沿管道運動，小物塊與直管道間的動摩擦因數(shù)為。設(shè)v0 12m/s, m=1kg, R=1.5m,0.5 ,37 (sin37 =0.