《2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)優(yōu)練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 600分沖刺 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)優(yōu)練（含解析）（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、力與物體的曲線運(yùn)動(dòng) 一、選擇題(本題共10小題，其中1～5題為單選，6～10題為多選) 1．(2019·江西南昌市模擬)在2018年亞運(yùn)會(huì)男子跳遠(yuǎn)決賽中，中國(guó)選手王嘉男破紀(jì)錄奪冠。在第一跳中，他(可看作質(zhì)點(diǎn))水平距離達(dá)8.24 m，高達(dá)2.06 m。設(shè)他離開(kāi)地面時(shí)的速度方向與水平面的夾角為α，若不計(jì)空氣阻力，則tanα等于(　B　) A．0.5　　　 B．1　　　 C．2　　　　 D．4 [解析]　從起點(diǎn)A到最高點(diǎn)B可看作平拋運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程，如圖所示： 運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度方向與水平方向夾角的正切值為：tanα＝2tanβ＝2×＝1，故選B。 2.(2019·江蘇省宿遷市

2、模擬)如圖所示，斜面上從A點(diǎn)水平拋出的小球落在B點(diǎn)，球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為v，方向與斜面夾角為α?，F(xiàn)將小球從圖中斜面上C點(diǎn)拋出，恰能水平擊中A點(diǎn)，球在C點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小為v1，方向與斜面夾角為β。則(　A　) A． β ＝α，v1＜v　　　　　 B． β ＝α，v1＝v C． β＞α，v1＞v D． β＜α，v1＜v [解析]　由逆向思維可知，從A點(diǎn)水平拋出的小球剛好落在C點(diǎn)，由物體在斜面上做平拋運(yùn)動(dòng)落在斜面上，任一時(shí)刻速度與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，所以β＝α，設(shè)小球落在斜面上速度與水平方向的夾角為θ，則小球落在斜面上，豎直方向上的速度與水平方向速度

3、的比值tanθ＝＝，解得：vy＝2v0tanθ，落在斜面上的速度為v＝＝ 由于落在C點(diǎn)的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，所以有v1＜v，故A正確。 3．(2019·浙江省紹興市模擬)為了提高一級(jí)方程式賽車的性能，在形狀設(shè)計(jì)時(shí)要求賽車上下方空氣存在一個(gè)壓力差(即氣動(dòng)壓力)，從而增大賽車對(duì)地面的正壓力。如圖所示，一輛總質(zhì)量為600 kg的賽車以288 km/h的速率經(jīng)過(guò)一個(gè)半徑為180 m的水平彎道，轉(zhuǎn)彎時(shí)賽車不發(fā)生側(cè)滑，側(cè)向附著系數(shù)(正壓力與摩擦力的比值)η＝1，則賽車轉(zhuǎn)彎時(shí)(　D　) A．向心加速度大小約為46 m/s2 B．受到的摩擦力大小約為3×105 N C．受到的支持力大小約為6 000

4、 N D．受到的氣動(dòng)壓力約為重力的2.6倍 [解析]　288 km/h＝80 m/s，根據(jù)向心加速度公式a＝≈36 m/s2，A錯(cuò)誤；因?yàn)槟Σ亮μ峁┫蛐牧?，根?jù)牛頓第二定律得：f＝m＝213 33 N，B錯(cuò)誤；因?yàn)槟Σ亮＝ηN＝η(Mg＋F)，則汽車所受支持力N＝＝21 333 N，氣動(dòng)壓力F＝N－Mg＝15 333 N，故＝＝2.6，C錯(cuò)誤，D正確。 4. (2019·廣東省深圳市模擬)如圖所示，將一小球從固定斜面頂端A以某一速度水平向右拋出，恰好落到斜面底端B。若初速度不變，對(duì)小球施加不為零的水平方向的恒力F，使小球落到AB連線之間的某點(diǎn)C。不計(jì)空氣阻力。則(　D　) A．球

5、落到B點(diǎn)與落到C點(diǎn)所用時(shí)間相等 B．球落到B點(diǎn)與落到C點(diǎn)的速度方向一定相同 C．球落到C點(diǎn)時(shí)的速度方向不可能豎直向下 D．力F越大，小球落到斜面的時(shí)間越短 [解析]　小球在兩次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，豎直方向都是只受重力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，由h＝gt2，可得第一次所用時(shí)間長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；若兩次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球落到B點(diǎn)與落到C點(diǎn)的速度方向一定相同，但對(duì)小球施加水平方向的恒力后，速度方向就不會(huì)相同，B錯(cuò)誤；落到C點(diǎn)的小球在水平方向先做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，若落到C點(diǎn)時(shí)水平分速度恰好減為0，則此時(shí)速度方向就是豎直向下，C錯(cuò)誤；設(shè)斜面傾角為α，落到斜面時(shí)間為t, tanα＝，y＝gt2，x＝vt－t2，聯(lián)立得

6、tanα＝＝，可見(jiàn)力F越大，小球落到斜面的時(shí)間越短，D正確。 5．(2019·湖北省武漢市模擬)如圖所示，用兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的繩子，將一重物懸掛在水平的天花板下，輕繩與天花板的夾角為θ，整個(gè)系統(tǒng)靜止時(shí)，每根輕繩中的拉力為F1?，F(xiàn)將其中一根輕繩剪斷，當(dāng)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)，輕繩中的拉力為F2，下列說(shuō)法正確的是(　C　) A．繩子沒(méi)有剪斷時(shí)F1＝mg B．將其中一根繩子替換為原長(zhǎng)為L(zhǎng)的彈簧，則繩子的拉力不變 C．若θ等于30°，則F2＝2F1 D．無(wú)論θ取什么角度，F(xiàn)2不可能等于F1 [解析]　繩子沒(méi)有剪斷時(shí)，有2F1sinθ＝mg，得F1＝，A錯(cuò)誤；將其中一根繩子替換為原長(zhǎng)為L(zhǎng)的彈簧，

7、則平衡之后，小球位置應(yīng)該下降，即角度θ變大，所以繩子拉力應(yīng)該變小，B錯(cuò)誤；剪斷繩子后，小球擺到最低點(diǎn)，設(shè)此時(shí)速度為v，有F2－mg＝m ，得F2＝m＋mg。剪斷繩子后，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有mv2＝mg(L－Lsinθ)，得在最低點(diǎn)時(shí)F2＝mg＋2mg(1－sinθ)。因?yàn)椋?sinθ－4sin2θ，當(dāng)sinθ＝0.5時(shí)，F(xiàn)2＝2F1，C正確；根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)＝6sinθ－4sin2θ的最大值為2.25，最小值為0，D錯(cuò)誤。 6．(2019·山東省濟(jì)寧市模擬)如圖所示，蜘蛛在兩豎直桿a、b間織網(wǎng)，先布下一根蛛絲MN，再在M點(diǎn)正下方的P點(diǎn)以水平速度v0向MN躍去，蜘蛛恰好能躍到MN上。已知

8、MN與豎直方向成角α，重力加速度為g。則下列說(shuō)法中正確的是(　CD　) A．蜘蛛躍到蛛絲上的速度為 B．蜘蛛從P點(diǎn)躍到MN上的時(shí)間為 C．蜘蛛從P點(diǎn)躍到MN上的水平距離為 D．P點(diǎn)與M點(diǎn)間的距離為 [解析]　蜘蛛恰好能躍到MN上，表示蜘蛛平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡恰好和MN相切，即蜘蛛躍到MN上時(shí)速度v的方向沿MN方向，根據(jù)幾何關(guān)系可得v＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理可得，蜘蛛躍到MN上時(shí)豎直分速度vy＝，所以蜘蛛從P點(diǎn)躍到MN上的時(shí)間t＝＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；蜘蛛從P點(diǎn)躍到MN上的水平距離x＝v0t＝，選項(xiàng)C正確；P點(diǎn)與M點(diǎn)間的距離h＝－gt2＝，選項(xiàng)D正確。 7．(2019·重慶模擬)如圖，質(zhì)量為m的

9、小球從斜軌道高h(yuǎn)處由靜止滑下，然后沿豎直圓軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。已知圓軌道的半徑為R，不計(jì)一切摩擦阻力，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是(　BC　) A．當(dāng)h＝2R時(shí)，小球恰好能到達(dá)最高點(diǎn)M B．當(dāng)h＝2R時(shí)，小球在圓心等高處P時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg C．當(dāng)h≤R時(shí)，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道 D．當(dāng)h＝R時(shí)，小球在最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg [解析]　在圓軌道的最高點(diǎn)M，由牛頓第二定律有：mg＝m，得：v0＝ 根據(jù)機(jī)械能守恒得：mgh＝mg·2R＋mv，解得：h＝2.5R，故A錯(cuò)誤；當(dāng)h＝2R時(shí)，小球在圓心等高處P時(shí)速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒得：mg·2R＝mgR＋mv2，小球在

10、P時(shí)，有：N＝m，聯(lián)立解得N＝2mg，則知小球在圓心等高處P時(shí)對(duì)軌道壓力為2mg，故B正確；當(dāng)h≤R時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒，小球在圓軌道上圓心下方軌道上來(lái)回運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道，故C正確；當(dāng)h＝R時(shí)，設(shè)小球在最低點(diǎn)N時(shí)速度為v′，則有：mgR＝mv′2在圓軌道最低點(diǎn)，有：N′－mg＝m，解得：N′＝3mg，則小球在最低點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道壓力為3mg，故D錯(cuò)誤。故選BC。 8. (2019·江西省南康區(qū)模擬)如圖所示，一段繩子跨過(guò)距地面高度為H的兩個(gè)定滑輪，一端連接小車P，另一端連接物塊Q，小車最初在左邊滑輪的正下方A點(diǎn)，以速度v從A點(diǎn)沿水平面勻速向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)了距離H到達(dá)B點(diǎn)(繩子足夠長(zhǎng))，

11、下列說(shuō)法中正確的有(　BCD　) A．物塊勻速上升 B．物塊在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài) C．車過(guò)B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度為v D．車過(guò)B點(diǎn)時(shí)，左邊繩子繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 [解析]　將小車的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向的運(yùn)動(dòng)以及垂直繩子方向的運(yùn)動(dòng)，如圖：設(shè)此時(shí)繩子與水平方向的夾角為θ，則：tanθ＝＝1，所以：θ＝45°。 由三角函數(shù)可解得：當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到繩與水平方向夾角為θ時(shí)小車的速度為v，則vcosθ＝v′，可知物塊的運(yùn)動(dòng)不是勻運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)誤；由于vcosθ＝v′，隨θ的減小，v′增大，所以物塊向上做加速運(yùn)動(dòng)；加速度的方向向上，所以物塊處于超重狀態(tài)。B正確；當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，繩與水平方向

12、夾角θ＝45°時(shí)小車的速度為v，則vcos45°＝v′，則v′＝v，C正確；小車運(yùn)動(dòng)到繩與水平方向夾角θ＝45°時(shí)，左側(cè)的繩子的長(zhǎng)度是H，由圖可知垂直于繩子方向的分速度為：v⊥＝vsin45°＝v，所以左邊繩子繞定滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：ω＝＝。D正確。 9．(2019·高考仿真模擬4)太極球是廣大市民中較流行的一種健身器材，將太極球(拍和球)簡(jiǎn)化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的A、B、C、D位置時(shí)球與板間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B、D與圓心O等高。球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則 (　BD　)

13、 A．在C處板對(duì)球施加的力比在A處大6mg B．球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒 C．球在最低點(diǎn)C的速度最小值為 D．板在B處與水平方向的傾角θ隨速度的增大而增大 [解析]　 設(shè)球運(yùn)動(dòng)的線速率為v，半徑為R，則在A處時(shí)： mg＝m ① 在C處時(shí)： F－mg＝m② 由①②式得：F＝2mg，即在C處板對(duì)球所需施加的力比A處大2mg，故A錯(cuò)誤；球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能不變，勢(shì)能時(shí)刻變化，故機(jī)械能不守恒，故B正確；球在任意時(shí)刻的速度大小相等，即球在最低點(diǎn)C的速度最小值v等于在最高點(diǎn)最小速度，根據(jù)mg＝m，得v＝，故C錯(cuò)誤；根據(jù)重力沿水平方向的分力提供向心力，即mgtanθ＝m，故v＝，故板在

14、B處與水平方向傾斜角θ隨速度的增大而增大，故D正確。 10．(2019·安徽省六安市模擬)如圖所示，一個(gè)固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓形管道，管道里有一個(gè)直徑略小于管道內(nèi)徑的小球，小球在管道內(nèi)從A點(diǎn)到B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，從B點(diǎn)脫離后做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.4 s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰。已知半圓形管道的半徑為R＝1 m，小球可看作質(zhì)點(diǎn)且其質(zhì)量為m＝1 kg，g取10 m/s2。下列判斷正確的是(　ACD　) A．小球在斜面上的碰點(diǎn)C與管道圓心O的高度差是 0.2 m B．小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離是0.8 m C．小球經(jīng)過(guò)管道內(nèi)O點(diǎn)等高點(diǎn)時(shí)，重力的瞬時(shí)功率是60 W

15、 D．小球經(jīng)過(guò)管道的A點(diǎn)時(shí)，對(duì)管道外壁壓力是66 N [解析]　小球從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝0.4 s，那么，小球在C點(diǎn)的豎直分速度為：vy＝gt＝4m/s；由小球恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰可知：小球從B點(diǎn)水平射出的速度v＝vycot45°＝4 m/s，故小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離為：s＝vt＝1.6 m；h＝gt2＝×10×0.42＝0.8 m ，hCO＝R－h(huán)＝1－0.8＝0.2 m，故A正確，B錯(cuò)誤；從管道內(nèi)O點(diǎn)等高點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：－mgR＝mv2－mv，重力的功率PG＝mgv0＝60 W，故C正確；從管道內(nèi)A點(diǎn)等高點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：－mgR＝mv2－m

16、v，在A點(diǎn)，有FN－mg＝m，解得FN＝66 N，故D正確。 二、計(jì)算題(本題共2小題，需寫出完整的解題步驟) 11．(2019·甘肅省天水市模擬)如圖是一皮帶傳輸裝載機(jī)械示意圖。井下挖掘工將礦物無(wú)初速放置于沿圖示方向運(yùn)行的傳送帶A端，被傳輸?shù)侥┒薆處，再沿一段圓形軌道到達(dá)軌道的最高點(diǎn)C處，然后水平拋到貨臺(tái)上。已知半徑為R＝0.4 m的圓形軌道與傳送帶在B點(diǎn)相切，O點(diǎn)為圓形軌道的圓心，BO、CO分別為圓形軌道的半徑。礦物可視為質(zhì)點(diǎn)，傳送帶與水平面間的夾角θ＝37°，礦物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.85，傳送帶勻速運(yùn)行的速度為v0＝6 m/s，傳送帶AB兩點(diǎn)間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝40 m。若礦物落

17、點(diǎn)D處離最高點(diǎn)C點(diǎn)的水平距離為s＝2 m，豎直距離為h＝1.25 m，礦物質(zhì)量m＝5 kg，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2，不計(jì)空氣阻力。求： (1)礦物到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??； (2)礦物到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大?。? (3)礦物由A點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中，摩擦力對(duì)礦物所做的功。 [答案]　(1)150 N　(2)6 m/s　(3)1 276 J [解析]　(1)礦物離開(kāi)C后做平拋運(yùn)動(dòng) 在水平方向：s＝vCt 在豎直方向：h＝gt2 礦物在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：mg＋N＝m 由牛頓第三定律可知，礦物對(duì)軌道的壓力：N′＝N 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：N

18、′＝150 N，方向豎直向上 (2)設(shè)礦物在AB段始終處于加速狀態(tài)，由動(dòng)能定理得： (μmgcosθ－mgsinθ)L＝mv′2 代入數(shù)據(jù)解得：v′＝8 m/s＞v0＝6 m/s 由此可知，礦物在傳送帶上先加速到與傳送帶速度相等，然后勻速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為6 m/s (3)從A到C過(guò)程，由動(dòng)能定理得： Wf－mg[Lsinθ＋R(1＋cosθ)]＝mv－0 代入數(shù)據(jù)解得：Wf＝1 276 J 12．(2019·河南安陽(yáng)模擬)如圖所示，一圓心為O半徑為R的光滑半圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，其下端和粗糙的水平軌道在A點(diǎn)相切，AB為圓弧軌道的直徑。質(zhì)量分別為m、2 m的滑塊1

19、、2用很短的細(xì)線連接，在兩滑塊之間夾有壓縮的短彈簧(彈簧與滑塊不固連)，滑塊1、2位于A點(diǎn)?，F(xiàn)剪斷兩滑塊間的細(xì)線，滑塊1恰能過(guò)B點(diǎn)，且落地點(diǎn)恰與滑塊2停止運(yùn)動(dòng)的地點(diǎn)重合?；瑝K1、2可視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮滑塊1落地后反彈，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求： (1)滑塊1過(guò)B點(diǎn)的速度大?。? (2)彈簧釋放的彈性勢(shì)能大??； (3)滑塊2與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 [答案]　(1)vB＝　(2)Ep＝mgR　(3)μ＝ [解析]　(1)滑塊1恰能過(guò)B點(diǎn)，則有 mg＝m 解得vB＝ (2)滑塊1從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有－mg·2R＝mv－mv 解得vA＝ 滑塊1、2被彈簧彈開(kāi)前后，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有 mvA＝2mv 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有 EP＝mv＋·2mv2 聯(lián)立解得Ep＝mgR (3)滑塊1過(guò)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則水平方向有x＝vBt 豎直方向有2R＝gt2 滑塊2在水平方向做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有－μ·2mg·x＝0－·2mv2 聯(lián)立解得μ＝ - 9 -