高三一輪復(fù)習(xí)物理典型例題分類精講曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力

1、曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力一、選擇題 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)是正確的，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)的得0分。1一個(gè)物體以初速度v0從A點(diǎn)開(kāi)始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，一個(gè)水平力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的實(shí)線所示，圖中B為軌跡上的一點(diǎn)，虛線是過(guò)A、B兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，虛線和實(shí)線將水平面劃分5個(gè)區(qū)域，則關(guān)于施力物體的位置，下面說(shuō)法正確的是（ ）A如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在區(qū)域B如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在區(qū)域C如果這個(gè)力是斥力，則施力物體可能在區(qū)域D如果這個(gè)力是斥力，則施力物體一定在區(qū)域2以速度v0水平拋出一小球，如果從拋出到某時(shí)刻小

2、球的豎直分位移與水平分位移大小相等，以下判斷正確的是（ ）A此時(shí)小球的豎直分速度大小等于水平分速度大小B此時(shí)小球的速度大小為 v0C小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 v0/gD此時(shí)小球速度的方向與位移的方向相同3一個(gè)小球在豎直環(huán)內(nèi)至少做N次圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它第（N2）次經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，速度是7 m/s；第（N1）次經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，速度是5 m/s，則小球在第N次經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)的速度一定滿足（ ）Av>1m/s Bv=1m/s Cv<1m/s Dv=3m/s4如圖，從光滑的1/4圓弧槽的最高點(diǎn)滑下的小物塊，滑出槽口時(shí)速度為水平方向，槽口與一個(gè)半球頂點(diǎn)相切，半球底面為水平，若要使小物塊滑出槽口后不

3、沿半球面下滑，已知圓弧軌道的半徑為R1，半球的半徑為R2，則R1與R2的關(guān)系為（ ）AR1R2 BR1R2 CR1R2/2 DR1R2/25如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由 轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)小球的作用力可能是（ ）Aa處為拉力，b處為拉力 Ba處為拉力，b處為推力Ca處為推力，b處為拉力 Da處為推力，b處為推力62003年10月15日，我國(guó)成功地發(fā)射了“神舟五號(hào)”載人飛船，經(jīng)過(guò)21 h的太空飛行，返回艙于次日安全著陸。已知飛船在太空中運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)是地球的球心，如圖所示，飛

4、船在飛行中是無(wú)動(dòng)力飛行，只受到地球的萬(wàn)有引力作用，在飛船從軌道的A點(diǎn)沿箭頭方向運(yùn)行到B點(diǎn)的過(guò)程中，有以下說(shuō)法：飛船的速度逐漸增大 飛船的速度逐漸減小 飛船的機(jī)械能守恒 飛船的機(jī)械能逐漸增大。上述說(shuō)法中正確的是（ ） A B C D7在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每到太陽(yáng)活動(dòng)期，由于受太陽(yáng)的影響，地球大氣層的厚度開(kāi)始增加，而使得部分垃圾進(jìn)入大氣層，開(kāi)始做靠近地球的向心運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是（ ）A由于太空垃圾受到地球引力減小而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)B由于太空垃圾受到地球引力增大而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)C地球的引力提供了太空垃圾做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以產(chǎn)生向心運(yùn)動(dòng)的結(jié)果與空氣阻力無(wú)

5、關(guān)D由于太空垃圾受到空氣阻力而導(dǎo)致的向心運(yùn)動(dòng)8. 為訓(xùn)練宇航員習(xí)慣失重，需要?jiǎng)?chuàng)造失重環(huán)境.在地球表面附近，可以在飛行器的座艙內(nèi)短時(shí)間地完成失重.設(shè)某一飛機(jī)可作多種模擬飛行，令飛機(jī)于速率500 m/s時(shí)進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)，而速率為1 000 m/s時(shí)退出試驗(yàn)，則可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)?zāi)康那矣行в?xùn)練時(shí)間最長(zhǎng)的飛行是( )A飛機(jī)在水平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)，速度由500m/s增加到1000 m/sB飛機(jī)在堅(jiān)直面內(nèi)沿圓孤俯沖，速度由500 m/s增加到1000 m/s( 在最低點(diǎn))C飛機(jī)以500 m/s作豎直上拋運(yùn)動(dòng)（關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)）,當(dāng)它豎直下落速度增加到1000 m/s時(shí)，開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)退出實(shí)驗(yàn)狀態(tài)D飛機(jī)以500 m/s沿某

6、一方向作斜拋或平拋運(yùn)動(dòng)（關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)）,當(dāng)速度達(dá)到1000 m/s時(shí)開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)退出實(shí)驗(yàn)狀態(tài)9小河寬為d，河水中各點(diǎn)水流速大小與各點(diǎn)到較近河岸邊的距離成正比，v水=kx，k=4v0/d，x是各點(diǎn)到近岸的距離，小船船頭垂直河岸渡河，小船劃水速度為v0，則下列說(shuō)法中正確的是A小船渡河的軌跡為曲線B.小船到達(dá)離河岸d/2處，船渡河的速度為v0C小船渡河時(shí)的軌跡為直線D小船到達(dá)離河岸3d/4處，船的渡河速度為v010早在19世紀(jì)，匈牙利物理學(xué)家厄缶就明確指出：“沿水平地面向東運(yùn)動(dòng)的物體，其重量（即：列車的視重或列車對(duì)水平軌道的壓力）一定要減輕?！焙髞?lái)，人們常把這類物理現(xiàn)象稱為“厄缶效應(yīng)”。如圖所示：我們?cè)O(shè)

7、想，在地球赤道附近的地平線上，有一列質(zhì)量是M的列車，正在以速率v，沿水平軌道勻速向東行駛。已知：（1）地球的半徑R；（2）地球的自轉(zhuǎn)周期T。今天我們象厄缶一樣，如果僅考慮地球自轉(zhuǎn)的影響（火車隨地球做線速度為R/T的圓周運(yùn)動(dòng)）時(shí)，火車對(duì)軌道的壓力為N；在此基礎(chǔ)上，又考慮到這列火車勻速相對(duì)地面又附加了一個(gè)線速度v做更快的圓周運(yùn)動(dòng)，并設(shè)此時(shí)火車對(duì)軌道的壓力為N/，那么單純地由于該火車向東行駛而引起火車對(duì)軌道壓力減輕的數(shù)量（NN/）為（ ）AMv2/RBMv2/R+2(/T)vCM(/T)v DMv2/R+ (/T)v選做題1. 飛機(jī)以320 km/h的速度在地球表面附近飛行，下列哪種情況，飛機(jī)上的乘

8、客可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)看見(jiàn)太陽(yáng)不動(dòng)地停在空中(已知地球半徑R=6400 km,cos11°=0.98，cos79°=0.19)A.在北緯79°由東向西飛行 B.在北緯79°由西向東飛行abc0C.在北緯11°由東向西飛行 D.在北緯11°由西向東飛行選做題2. 如圖所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造衛(wèi)星， a、b質(zhì)量相同,且小于c的質(zhì)量下列判斷正確的是：A.b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度B.b、c的周期相等，且小于a的周期 C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D.b所需的向心力最小二、實(shí)驗(yàn)題

9、把答案填在題中的橫線上或按題目要求答題。11如圖甲所示是一個(gè)研究向心力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，其中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓柱體的質(zhì)量為m，放置在未畫(huà)出的圓盤(pán)上。圓周軌道的半徑為r，力電傳感器測(cè)定的是向心力，光電傳感器測(cè)定的是圓柱體的線速度，以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的Fv2，F(xiàn)v， Fv3三個(gè)圖像：（1）數(shù)據(jù)表和圖乙的三個(gè)圖像，是在用實(shí)驗(yàn)探究向心力F和圓柱體線速度v的關(guān)系時(shí)，并保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑r=0.1m的條件下得到的。研究圖像后，可得出向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系是 。（2）為了研究F與r成反比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持物理量 不變。（3）根據(jù)你已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的向

10、心力公式以及上面的圖線可以推算出，本實(shí)驗(yàn)中圓柱體的質(zhì)量為 。b12. 如圖a所示是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。（1）圖b是正確實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)m/s。（2）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，方格邊長(zhǎng)L=5 cm，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖c所示，則該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)m/s；B點(diǎn)的豎直分速度為_(kāi)m/s。三、計(jì)算題 解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后的答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。13. 質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

11、，小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為多少？14.在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h。汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6倍。如果汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？如果高速路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車能夠安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？（取g=10m/s2）15.如圖所示，水平臺(tái)AB距地面CD高h(yuǎn)=0.8m。有一小滑塊從A點(diǎn)以6.0m/

12、s的初速度在平臺(tái)上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并從平臺(tái)邊緣的B點(diǎn)水平飛出，最后落在地面上的D點(diǎn)。已知AB=2.20 m，落地點(diǎn)到平臺(tái)的水平距離為2.00 m。（不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2）求滑塊從A到D所用的時(shí)間和滑塊與平臺(tái)的動(dòng)摩擦因數(shù)。16.我們每個(gè)同學(xué)都記得小學(xué)課本中有一篇月球之謎，內(nèi)配有一張1969年人類首次登月的照片，至今印象深刻。而“嫦娥奔月”、“廣寒宮”等古老的傳說(shuō)都表明中國(guó)人自古就對(duì)月球充滿了深厚的感情，那么月球上到底有沒(méi)有人類居住，這些至今是個(gè)迷，于是探測(cè)月球成為許多人的夢(mèng)想?？上驳氖?，2004年，現(xiàn)代版“嫦娥奔月”將正式開(kāi)演。如圖9所示，登月飛船以速度v0繞月做圓周運(yùn)動(dòng)，已知飛船質(zhì)

13、量為m=1.2×104 kg，離月球表面的高度為h=100 km，飛船在A點(diǎn)突然向前做短時(shí)間噴氣，噴氣的相對(duì)速度為u=1.0×104m/s，噴氣后飛船在A點(diǎn)速度減為vA，于是飛船將沿新的橢圓軌道運(yùn)行。為使飛船能在圖中B點(diǎn)著陸（A、B連線通過(guò)月球中心，即A、B點(diǎn)分別是橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)和近月點(diǎn)），求噴氣時(shí)需要消耗多少燃料？已知月球的半徑為R=1700 km，月球表面的重力加速度為g=1.7m/s2（選無(wú)限遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)，物體的重力勢(shì)能大小為Ep=GMm/R）選做題 有一空間探測(cè)器對(duì)一球狀行星進(jìn)行探測(cè)，發(fā)現(xiàn)該行星上無(wú)生命存在，在其表面上，卻覆蓋著一層厚厚的凍結(jié)的二氧化碳（干冰）。

14、有人建議利用化學(xué)方法把二氧化碳分解為碳和氧氣而在行星上面產(chǎn)生大氣。由于行星對(duì)大氣的引力作用，行星的表面就存在一定的大氣壓強(qiáng)。如果1 s分解可得到106 kg氧氣，需使行星表面得到的壓強(qiáng)至少為P=2×104 Pa，那么請(qǐng)你估算一下，至少需多少年才完成？已知行星表面的溫度較低，在此情況下，二氧化碳的蒸發(fā)不計(jì)，探測(cè)器靠近行星表面運(yùn)動(dòng)的周期為2 h，行星的半徑r=1750 km，大氣層的厚度與行星的半徑相比很小，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。參考答案題號(hào)12345678910選做題1選做題2答案ACCADABCDCABBD11（1）F=0.88v2 （2）線速度 （3）0.088kg12(1) 1.

15、6 ， （2）1.5 、 213. 在最低點(diǎn),拉力和重力的合力作向心力,有T-mg=m得v1=在最高點(diǎn),因?yàn)榍『眠^(guò)最高點(diǎn),所以重力作向心力mg=mv2=從最低點(diǎn)到最高點(diǎn),利用動(dòng)能定理得:-Wf -mg2r=mv22-mv12得:Wf = 14解：汽車在水平路面上拐彎，或視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力是車與路面間的最大靜摩擦力，有 由速度v=30m/s，得彎道半徑 r>150m；汽車過(guò)拱橋，看作在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，有為了保證安全，車對(duì)路面的壓力N必須大于零。有 則R>90m。15解：設(shè)小滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為t1，位移為s1，加速度為a；從B點(diǎn)飛

16、出的速度為vB，從B點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平位移為s2，飛行時(shí)間為t2。小滑塊在AB之間做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 根據(jù)牛頓第二定律列出在BD間做平拋運(yùn)動(dòng) 從A到D所用時(shí)間聯(lián)立求解，得s 16解：飛船向前噴氣后，其速度從v0減為vA，其軌道從圓周改為橢圓，A點(diǎn)為橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)，B點(diǎn)為橢圓的近月點(diǎn)，根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，其面積速度為恒量及機(jī)械能守恒定律可求vA。于是可得出由于噴氣造成的速度改變量v=v0vA，再由動(dòng)量守恒定律，可求得所需燃料的質(zhì)量。當(dāng)飛船以v0繞月做半徑為rA=R+h的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，GMm/(R+h)2=mv02/(R+h)，所以v02=R2g/(R+h)其中M為月球的質(zhì)量，R 為月球的半徑，g為月球表面的重力加速度，所以代入數(shù)據(jù)，求得v0=1652m/s根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，飛船在A、B兩處的面積速度相等，有rAvA=rBvB，由機(jī)械能守恒得，mvA2/2GMm/(R+h)=mvB2/2 GMm/R聯(lián)立解得，vA=1628m/s所以登月所需速度的改變量為v=24m/s飛船在A點(diǎn)噴氣前后動(dòng)量守恒，設(shè)噴氣