《2020衡水名师物理专题卷：专题四《曲线运动》 Word版含答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020衡水名师物理专题卷：专题四《曲线运动》 Word版含答案.doc（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2020衡水名师原创物理专题卷专题四 曲线运动考点10 曲线运动 运动的合成与分解考点11 平抛运动的规律及应用考点12 圆周运动的规律及应用1、 选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1、一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一颗钉子,如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间()A.小球线速度大小没有变化B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
2、D.悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍2、如图所示，在长约100cm一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时，使玻璃管紧贴黑板面水平向右先匀加速后匀减速移动，你正对黑板面将看到红蜡块在减速阶段相对于黑板面的移动轨迹可能是下面的()A. B. C. D.3、如图,“旋转秋千”装置中的两个座椅质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在“秋千”的不同位置。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )A.A的角速度比B的大B.A的线速度比B的大C.A与B
3、的向心加速度大小相等D.悬挂的缆绳与竖直方向的夹角相等4、如图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为时，下列关于物体A说法正确的是（ ）A. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力B. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力C. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力D. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力5、有一条两岸平直、河水均匀流动,流速恒为v的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小船在静水中的速度大小
4、为2v,去程与回程所用时间之比为()A.3:2B.2:1C.3:1D. 6、光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴正方向成角(如图所示),与此同时对质点施加沿x轴正方向的恒力和沿y轴正方向的恒力F,则( )A.因为有,质点一定做曲线运动B.如果,质点向y轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动D.如果,质点向x轴一侧做曲线运动7、如图所示，在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C，它们离地面的高度分别为3h、2h和h,当小车遇到障碍物P时，立即停下来，三 个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上.则下列说法正确的是(
5、 )A.三个小球落地时间差与车速有关B.三个小球落地点的间隔距离C.三个小球落地点的间隔距离D.三个小球落地点的间隔距离8、如图所示,一网球运动员将球在边界正上方某处水平向右击出,球的初速度垂直于球网平面,且刚好过网落在对方界内。相关数据如图,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A.击球点高度与球网高度之间的关系为B.若保持击球高度不变,球的初速度只要不大于,一定落在对方界内C.任意降低击球高度(仍大于),只要球的初速度合适,球一定能落在对方界内D.任意增加击球高度,只要球的初速度合适,球一定能落在对方界内9、如图甲所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动
6、.小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为v,图象如图乙所示.下列说法正确的是( )A.当地的重力加速度大小为B.小球的质量为C.当时,杆对小球弹力方向向上D.若,则杆对小球弹力大小为2a10、如图所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点的上方 (点)处固定细绳的一端,细绳的另一端栓接一质量为的小球,绳长大于,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度逐渐增大时,下列说法正确的是()A.小球始终受三个力的作用B.细绳上的拉力始终保持不变C.要使球不离开水平面角速度的最大值为D.若小球飞离了水平面则角速度为11、如图所示,一固定斜面倾角为,将小球从斜面顶端以速率
7、水平向右拋出,击中了斜面上的点;将小球从空中某点以相同速率水平向左拋出,恰好垂直斜面击中点。不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )A.A .若小球在击中点时速度方向与水平方向所夹锐角为,则B. 若小球在击中点时速度方向与水平方向所夹锐角为,则C. 小球、在空中运动的时间比为D. 小球、在空中运动的时间比为12、如图所示,水平地面上不同位置的三个小球斜上抛,沿三条不同的路径运动最终落在同一点,三条路径的最高点是等高的,若忽略空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.沿路径1抛出的小球落地的速率最大B.沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长C.三个小球抛出的初速度竖直分量相等D.三个小球抛
8、出的初速度水平分量相等13、如图所示,为在竖直平面内的金属半圆环,连线水平,为固定在两点间的直金属棒,在直棒上和圆环的部分分别套着两个相同的小环、,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,小环的质量均为,棒和半圆环均光滑,已知重力加速度为,小环可视为质点,则、两环做圆周运动的线速度之比为( )A.B.C.D.14、如图所示,将一可视为质点的小球从地面上方的O点(O点未画出)以一定的初速度水平向右抛出,当将竖直挡板分别置于地面上的点时,小球分别击中挡板上的三点,已知,两点间的高度差为h, 两点间的高度差为2h,重力加速度为g,不计空气阻力。则( )A.小球从A点运动到B点所用的时间
9、为B.小球的初速度大小为C.O、A两点的高度差为备D.O点距地面的高度为15、如图所示,从同一竖直线上不同高度处的两点,分别以速率同向水平抛出两小球,它们恰好在P点相遇。不计空气阻力,空间足够大,下列说法正确的是( )A.B.两球在P点一定具有相同的速率C.若同时抛出,两球不可能在P点相遇D.若同时抛出,落地前两球在竖直方向上的距离逐渐变大16、为了研究空气动力学问题,如图所示,某人将质量为m的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出,在距抛出点水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,上管口距地面的高度为。小球在水平方向上受恒定风力作用,且小球恰能无碰撞地通过管子,则下列说法正确的是(
10、 )A.小球的初速度大小为B.风力的大小为C.小球落地时的速度大小为D.小球落地时的速度大小为17、如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的轻质细绳将物块连接在转轴上,细绳与竖直转轴的夹角=60o,此时绳绷直但无张力,物块与转台间动摩擦因数为=0.5.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,角速度为,重力加速度为g。则( )A. 当,物块转台间的摩擦力为零B.当时,细线中张力为零C.当,细线的张力为3mgD.当时,物块与转台间的摩擦力为零二、计算题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有
11、数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18、2018年11月23日,北京国际雪联单板滑雪大跳台世界杯在国家体育场举办。如图1,运动员经过一段加速滑行后从A点以水平速度v0飞出,落到斜坡上的B点,已知AB两点距离s=75m,斜坡与水平面的夹角=37,不计空气阻力(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)。求1.运动员在空中飞行的时间2.运动员在A点水平速度v0的大小3.若运动员从A点以不同的水平速度v0飞出落到斜坡上,请写出AB两点距离s和水平速度v0的关系式,并在图2 中定性画出s-v0的图像19、如图所示,光滑圆弧轨道AB是在竖直平面内的1/4圆周,半径为r,在B点轨
12、道的切线是水平的.在圆弧轨道的下面有一半径为R的水平圆盘,绕垂直于盘面的中心轴BO2匀速转动,一小球(可看成质点)从A处无初速下滑,到达B点后飞出(此时速度方向恰与O2C平行).求:1.小球到达B点时对轨道压力大小.2.要使球刚好落在C点,BO2间的距离h应为多少?3.要使球刚好落在C点,圆板转动的角速度至少为多少?20、如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,转台以一定角速度匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,小物块和O点的连线与之间的夹角为45.已知重力加速度大小为g,小
13、物块与罐壁之间的最大静摩擦力的大小为.1.若小物块受到的静摩擦力恰好为零,求此时的角速度;2.若小物块一直相对罐壁静止,求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值.答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：在小球通过最低点的瞬间,水平方向上不受外力作用,沿切线方向小球的加速度等于零,因而小球的线速度不会发生变化,故A正确;在线速度不变的情况下,小球的半径突然减小到原来的一半,由v=r可知角速度增大为原来的2倍,故B正确;由a=v2/r,可知向心加速度突然增大到原来的2倍,故C正确;在最低点,F-mg=ma,可以看出D不正确. 2答案及解析：答案：C解析：蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀
14、减速直线运动，合力的方向，水平向左，而轨迹的弯曲大致指向合力的方向. 3答案及解析：答案：B解析：两个座椅具有相同的角速度根据公式,A的运动半径小,A的速度就小,故A错误,B正确;根据公式:,A的运动半径小,A的向心加速度就小,故C错误;对任一座椅,受力如图所示:由绳子的拉力与重力的合力提供向心力,则得:,则得,A的半径r较小,相等,可知A与竖直方向夹角较小,故D错误。所以B正确,ACD错误。 4答案及解析：答案：B解析：小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则，物体A的速度vA=vcos；小车匀速向右运动时，减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方
15、向向上，根据牛顿第二定律有：T-GA=mAa知拉力大于重力。故B正确，ACD错误。 5答案及解析：答案：D解析：小船在静水中的速度大小为,当船头指向始终与河岸垂直,则有:;当回程时行驶路线与河岸垂直,则有:;而回程时船的合速度为:;则,因此去程与回程所用时间之比为,故D正确,ABC错误. 6答案及解析：答案：D解析：若,则和的合力F与v在同一条直线上,此时质点做直线运动,A、C错误.若,则的合力F与x轴正方向的夹角,则质点向x轴一侧做曲线运动,D正确.若,则质点向y轴一侧做曲线运动,B错误. 7答案及解析：答案：C解析：由平抛运动规律得.三小球下落时间分别为,三小球落地的时间差,故三小球落地的
16、时间差与车速无关，选项A错误：由平抛运动规律知.小球在水平方向上做匀速直线运动，则，因为C，所以，选项C正确，选项BD错误. 8答案及解析：答案：AD解析：由题意可知球通过水平位移s和,所用的时间之比为2:3,则在竖直方向上,根据,可得,解得,故A正确。竖直方向上,根据,可得时间,若保持击球高度不变,球恰不越界时,运动时间,故可得球的最大初速度;球恰好过网时,运动时间,故可得球的最小初速度,故球初速度的取值范围是,选项B错误。任意降低击球高度(仍大于),存在一个临界高度,这个临界高度值满足,联立得该临界高度,球的初速度,低于这一高度击球,球不能落在对方界内,故选项C错误。增加击球高度,只要球的
17、初速度合适,球一定能落到对方界内,故D正确。 9答案及解析：答案：B解析：由题图乙知，当v2=0时，F=a，故有F=mg=a，当v2=b时，F=0,杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有，得，故A错误;小球的质量，故B正确；由题图乙可知，当v2=c时，有0Fa=mg，杆对小球弹力方向向下，故C错误；由题图乙可知，当v2=2b时，由，故有,得F=mg,故D错误。 10答案及解析：答案：C解析：A、B项,随着转动的加速度逐渐增大时,小球做圆周运动所需的向心力增大,故细绳上的拉力增大;角速度增大到一定时,小球离开水平面,离开水平面后,小球只受两个力作用,故A、B项错误。C、D项,当小
18、球对水平面的压力为零时,有: ,解得在水平面上最大角速度为: ;若小球飞离了水平面,则角速度大于,故C项正确,D项错误。 11答案及解析：答案：BC解析：由题图可知,斜面的倾角等于小球落在斜面上时的位移与水平方向的夹角,由,可知: ,选项A错误,B正确;设小球在空中运动的时间为,小球在空中运动的时间为,则由平抛运动的规律可得,则,选项C正确,D错误 12答案及解析：答案：AC解析：根据运动的合成与分解,将初速度分解为竖直方向和水平方向的分速度,三个小球上升高度相同,根据可知三个小球沿竖直方向的分速度相同,故C正确;由及对称性可知,三个小球在空中运动的时间相等,所以B错误;由于沿路径1抛出的小球
19、水平位移最大,而运动时间相等,可知沿路径1抛出的小球水平分速度最大,根据平行四边形定则可知沿路径1抛出的小球落地的速率最大,故A正确,D错误。 13答案及解析：答案：A解析：小环M受到重力和棒的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以,小环N受到重力和半圆环的支持力,在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为,则有,所以,又，联立解得:,所以:,A正确。 14答案及解析：答案：BC解析：由匀变速直线运动的规律可知,小球在竖直方向上有,其中T为小球从A点运动到B点的时间,解得,A错误;小球的初速度大小,B正确;设小球到达A点时竖直方向的速度大
20、小为,则到达B点时竖直方向的速度大小为,由,解得,设两点的高度差为,则有,解得,C正确;由于无法确定A点(B点或C点)离地面的高度,所以无法确定O点离地面的高度,D错误。 15答案及解析：答案：AC解析：两球在竖直方向上做自由落体运动,到相遇点P时下降高度,根据,飞行时间,即两球不同时抛出;两球在水平方向上做匀速运动,有,水平位移x相同,故初速度,选项A正确;因球到达P点时的竖直分速度,故,又球在P点速率,而水平分速度,故不能确定两球在P点速度的大小关系,所以B错误;若同时抛出,因A球到达P点所需时间较长,故两球不可能在P点相遇,选项C正确;若同时抛出,两球在竖直方向上的相对初速度和相对加速度
21、均为零,即在竖直方向上两球相对静止,故落地前两球在竖直方向上的距离等于初始距离,保持不变,选项D错误。 16答案及解析：答案：BD解析：小球在竖直方向上做自由落体运动,故从抛出点到上管口的运动过程中,有,小球在水平方向上做匀减速运动,因恰能无碰撞地通过管子,故小球到管口时水平速度刚好减为零,设小球的初速度为,有,联立以上两式解得,故A错误;设风力大小为F,根据牛顿第二定律有,小球在水平方向上的加速度大小,依题设有,即,将初速度代入得,选项B正确;小球到达上管口时,水平速度减为零,进入管中后其不再受风力作用,只有竖直方向的运动,从抛出到落地全程,小球在竖直方向上做自由落体运动,所以有,则小球落地
22、时的速度大小为,故选项D正确,C错误。 17答案及解析：答案：BCD解析：A、当转台的角速度比较小时,物块只受重力、支持力和摩擦力,当细绳恰好要产生拉力时:解得:当转台的角速度比较大时,物块即将离开转台,此时支持力为零,物块受重力和绳子的拉力,此时有:解得:由于所以当,物块转台间的摩擦力不为零,故A错;B.由于,所以当时,细线中张力为零,故B对;C.由于,所以小球离开转台,设此时绳子的拉力为T,与竖直方向的夹角为,则在水平方向上:解得:故C对D. 当时,物块刚要离开转台,所以物块与转台间的摩擦力为零,故D对;故本题选BCD 18答案及解析：答案：1.将运动员位移分解为水平位移x =scos37
23、=60m,竖直位移y=ssin37=45m运动员在竖直方向做自由落体运动, ,t=3s2.运动员在水平方向做匀速直线运动x=v0tv0=20m/s3.运动员的始末位置都在斜面上,位移方向沿斜面向下,因而运动员运动的位移偏向角为37。将其运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。运动员在空中飞行的时间为运动员的水平位移运动员的位移s-v0关系是二次函数关系,是一条抛物线解析： 19答案及解析：答案：1.在B点受到的支持力为FN，对小球从A到B由机械能守恒定律由牛顿第二定律得.2.开B后做平抛运动，从B到C水平方向竖直方向由得得.3.球落在C点，t时间内圆盘转过整数周（n=1,2,
24、3）由得由以上得当n=1时，最小.解析： 20答案及解析：答案：1.小物块在水平面内做匀速圆周运动,当小物块受到的静摩擦力恰好等于零时,小物块所受支持力和重力的合力提供向心力,分析可得代入数据解得.2.当时,小物块所受重力和支持力的合力不足以提供小物块做圆周运动所需的向心力,此时,小物块受到沿罐壁切线向下的静摩擦力,当小物块刚好不滑动时,角速度最大,此时静摩擦力沿罐壁切线向下达到最大值,设最大角速度为,当角速度达到最大时,小物块的受力情况如图所示有牛顿第二定律得由题知,联立上式解得当时,重力和支持力的合力大于小物块做圆周运动所需的向心力,此时小物块所受的静摩擦力方向沿罐壁切线向上,当小物块刚好不滑动时,角速度最小,此时小物块所受的静摩擦力沿罐壁切线向上达到最大值,设最小角速度为,由牛顿第二定律得联立解得.解析：