高考物理二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)素能提升113力與曲線運(yùn)動(dòng)含解析新人教.doc

【優(yōu)化探究】2015高考物理二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí) 素能提升 1-1-3 力與曲線運(yùn)動(dòng)（含解析）新人教版1(2014年高考四川卷)有一條兩岸平直、河水均勻流動(dòng)、流速恒為v的大河小明駕著小船渡河，去程時(shí)船頭指向始終與河岸垂直，回程時(shí)行駛路線與河岸垂直去程與回程所用時(shí)間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小為()A. B.C. D.解析：設(shè)河岸寬為d，船速為u，則根據(jù)渡河時(shí)間關(guān)系得k，解得u，所以B選項(xiàng)正確答案：B2(2014年高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))，從大環(huán)的最高處由靜止滑下重力加速度大小為g.當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為()AMg5mg BMgmgCMg5mg DMg10mg解析：設(shè)大環(huán)半徑為R，質(zhì)量為m的小環(huán)滑下過(guò)程中遵守機(jī)械能守恒定律，所以mv2mg2R.小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)的速度為v2，根據(jù)牛頓第二定律得FNmg，所以在最低點(diǎn)時(shí)大環(huán)對(duì)小環(huán)的支持力FNmg5mg.根據(jù)牛頓第三定律知，小環(huán)對(duì)大環(huán)的壓力FNFN5mg，方向向下對(duì)大環(huán)，據(jù)平衡條件，輕桿對(duì)大環(huán)的拉力TMgFNMg5mg.根據(jù)牛頓第三定律，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為T(mén)TMg5mg，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤答案：C3(2014年高考浙江卷)如圖所示，裝甲車(chē)在水平地面上以速度v020 m/s沿直線前進(jìn)，車(chē)上機(jī)槍的槍管水平，距地面高為h1.8 m在車(chē)正前方豎直立一塊高為兩米的長(zhǎng)方形靶，其底邊與地面接觸槍口與靶距離為L(zhǎng)時(shí)，機(jī)槍手正對(duì)靶射出第一發(fā)子彈，子彈相對(duì)于槍口的初速度v800 m/s.在子彈射出的同時(shí)，裝甲車(chē)開(kāi)始勻減速運(yùn)動(dòng)，行進(jìn)s90 m后停下裝甲車(chē)停下后，機(jī)槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈(不計(jì)空氣阻力，子彈看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10 m/s2)(1)求裝甲車(chē)勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。?2)當(dāng)L410 m時(shí)，求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度，并計(jì)算靶上兩個(gè)彈孔之間的距離；(3)若靶上只有一個(gè)彈孔，求L的范圍解析：(1)裝甲車(chē)的加速度a m/s2.(2)第一發(fā)子彈飛行時(shí)間t10.5 s，彈孔離地高度h1hgt0.55 m.第二個(gè)彈孔離地的高度h2hg()21.0 m，兩彈孔之間的距離hh2h10.45 m.(3)第一發(fā)子彈打到靶的下沿時(shí)，裝甲車(chē)離靶的距離為L(zhǎng)1，L1(v0v) 492 m.第二發(fā)子彈打到靶的下沿時(shí)，裝甲車(chē)離靶的距離為L(zhǎng)2，L2v s570 m.L的范圍 492 mL570 m.答案：(1) m/s2(2)0.55 m0.45 m(3)492 mL570 m4(多選)如圖所示，物體A、B經(jīng)無(wú)摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起，A物體受水平向右的力F的作用，此時(shí)B勻速下降，A水平向左運(yùn)動(dòng)，可知()A物體A做勻速運(yùn)動(dòng)B物體A做加速運(yùn)動(dòng)C物體A所受摩擦力逐漸增大D物體A所受摩擦力逐漸減小解析：把A向左的速度v沿細(xì)線方向和垂直細(xì)線方向分解，沿細(xì)線方向的分速度為vcos ，為連接A物體的細(xì)線與水平方向的夾角，B勻速下降，vcos 不變，而角增大，cos 減小，則v增大，所以A做加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；由于A對(duì)地面的壓力逐漸減小，所以物體A所受摩擦力逐漸減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤答案：BD5如圖所示，在豎直放置的半圓形容器的中心O點(diǎn)分別以水平初速度v1、v2拋出兩個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，最終它們分別落在圓弧上的A點(diǎn)和B點(diǎn)，已知OA與OB互相垂直，且OA與豎直方向成角，則兩小球初速度之比為()Atan Bsin Ctan Dcos 解析：兩小球被拋出后都做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)半圓形容器的半徑為R，兩小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2，對(duì)A球：Rsin v1t1，Rcos gt.對(duì)B球：Rcos v2t2，Rsin gt.聯(lián)立解得兩小球初速度之比為tan ，選項(xiàng)C正確答案：C6如圖所示，P是水平放置的足夠大的圓盤(pán)，繞經(jīng)過(guò)圓心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤(pán)上方固定的水平鋼架上，吊有盛水小桶的滑輪帶動(dòng)小桶一起以v0.2 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，小桶底部與圓盤(pán)上表面的高度差為h5 mt0時(shí)，小桶運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正上方且滴出第一滴水，以后每當(dāng)一滴水剛好落在圓盤(pán)上時(shí)桶中恰好再滴出一滴水，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，若要使水滴都落在圓盤(pán)上的同一條直徑上，圓盤(pán)角速度的最小值為，第二、三滴水落點(diǎn)的最大距離為d，則()A rad/s，d1.0 m B2 rad/s，d0.8 mC rad/s，d0.8 m D2 rad/s，d1.0 m解析：從小桶滴出的水滴做平拋運(yùn)動(dòng)，圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要使水滴都落在圓盤(pán)的同一條直徑上，則水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半個(gè)周期的整數(shù)倍，要滿足題目條件則每相鄰兩滴水落下的時(shí)間間隔應(yīng)為圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半個(gè)周期，而且相鄰落下的水滴分布在同一直徑不同的半徑上，由以上分析可知hgt2，則t1 s由于t1 s，所以 rad/s；第2滴的落點(diǎn)距軸0.4 m，圓盤(pán)轉(zhuǎn)半周后第3滴落在同一條直徑上，距軸0.6 m，所以d1.0 m.答案：A課時(shí)跟蹤訓(xùn)練一、選擇題1(多選)(2014年高考江蘇卷)為了驗(yàn)證做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)小錘打擊彈性金屬片，A球水平拋出，同時(shí)B球被松開(kāi)，自由下落關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的有()A兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B兩球應(yīng)同時(shí)落地C應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn)D該實(shí)驗(yàn)也能說(shuō)明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：由牛頓第二定律可知，只在重力作用下的小球運(yùn)動(dòng)的加速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；為了說(shuō)明做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，應(yīng)改變裝置的高度，多次實(shí)驗(yàn)，且兩球應(yīng)總能同時(shí)落地，故B、C正確；該實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，而不能說(shuō)明小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤答案：BC2(多選)河水的流速隨離河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，若要使船以最短時(shí)間渡河，則()A船渡河的最短時(shí)間是60 sB船在行駛過(guò)程中，船頭始終與河岸垂直C船在河水中航行的軌跡是一條直線D船在河水中的最大速度是5 m/s解析：要使船以最短時(shí)間過(guò)河，船頭應(yīng)始終與河岸垂直，tmin100 s，A錯(cuò)誤，B正確；船的軌跡由合速度確定，因v船v水，v水發(fā)生變化，則合速度的大小和方向均發(fā)生變化，軌跡是曲線，C錯(cuò)誤；由速度的合成知識(shí)可知D正確答案：BD3(多選)圖示為某一皮帶傳動(dòng)裝置主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑下列說(shuō)法正確的是()A從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n D從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n解析：因?yàn)槠Р淮蚧?，兩輪緣上各點(diǎn)的線速度等大，各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)槠У倪\(yùn)動(dòng)方向，則從動(dòng)輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式vr，2n得，所以從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n.答案：BC4如圖所示，傾角30的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎直擋板，質(zhì)量為m的小球從斜面上高為R/2處?kù)o止釋放，到達(dá)水平面恰能貼著擋板內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)不計(jì)小球體積，不計(jì)摩擦和機(jī)械能損失則小球沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)擋板的力是()A0.5mg BmgC1.5mg D2mg解析：小球從R/2處釋放到水平面，由機(jī)械能守恒定律，有mgmv2，貼著擋板內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)Nm，則FNmg，故正確答案為B.答案：B5(多選)(2014年河南鄭州質(zhì)檢)某人向放在水平地面的正前方的小桶水平拋球，結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖所示)不計(jì)空氣阻力，為了能把小球拋進(jìn)小桶中，則下次再水平拋球時(shí)，他可能作出的調(diào)整為()A減小初速度，拋出點(diǎn)高度不變 B增大初速度，拋出點(diǎn)高度不變C初速度大小不變，降低拋出點(diǎn)高度D初速度大小不變，提高拋出點(diǎn)高度解析：小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向hgt2，水平方向xv0tv0，欲使小球落入小桶中，需減小x，有兩種途徑，減小h或減小v0，B、D錯(cuò)，A、C對(duì)答案：AC6如圖所示，一個(gè)菱形框架繞著過(guò)對(duì)角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩條邊上各有一個(gè)質(zhì)量相等的小球套在上面，整個(gè)過(guò)程小球相對(duì)框架沒(méi)有發(fā)生滑動(dòng)，A與B到軸的距離相等，則下列說(shuō)法中不正確的是()A框架對(duì)A的彈力方向只能垂直于框架向下 B框架對(duì)B的彈力方向只能垂直于框架向上CA與框架間可能沒(méi)有摩擦力DA、B兩球所受的合力大小相等解析：A、B兩球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的合力提供向心力，因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量、做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和半徑均相等，所以它們的向心力大小相等，合力大小相等，選項(xiàng)D正確；框架對(duì)兩球的彈力方向只能垂直于框架，考慮到它們的合力均垂直于豎直方向指向?qū)蔷€，可知框架對(duì)A、B兩球的彈力方向分別垂直于框架向下和向上，所以選項(xiàng)A、B正確；假設(shè)A與框架沒(méi)有摩擦力，那么A球只受到豎直向下的重力和垂直于框架向下的彈力作用，它們的合力不可能垂直于豎直軸，所以假設(shè)不成立，即A與框架間一定存在摩擦力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案：C7如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間的彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其Fv2圖象如乙圖所示則()A小球的質(zhì)量為B當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃v2c時(shí)，小球?qū)U的彈力方向向上Dv22b時(shí)，小球受到的彈力與重力大小不相等解析：對(duì)小球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析當(dāng)速度為零時(shí)，F(xiàn)mg0，結(jié)合圖象可知amg0；當(dāng)F0時(shí)，由向心力公式可得mg，結(jié)合圖象可知mg，可知g，m，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤當(dāng)v2c時(shí)，由向心力公式可得mgF，又由圖象可知b0，小球?qū)U產(chǎn)生向下的壓力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，當(dāng)v22b時(shí)，由向心力公式可得mgFm，解得Fmg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A8(多選)如圖，在滅火搶險(xiǎn)的過(guò)程中，消防隊(duì)員有時(shí)要借助消防車(chē)上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)為了節(jié)省救援時(shí)間，在消防車(chē)向前前進(jìn)的過(guò)程中，人同時(shí)相對(duì)梯子勻速向上運(yùn)動(dòng)在地面上看消防隊(duì)員的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)消防車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B當(dāng)消防車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)C當(dāng)消防車(chē)勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D當(dāng)消防車(chē)勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)消防車(chē)勻速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)消防車(chē)勻加速前進(jìn)時(shí)，消防隊(duì)員一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤答案：BC二、計(jì)算題9如圖所示，豎直平面內(nèi)有一圓弧形光滑軌道，圓弧半徑為R.AD為水平面，A端與圓心O等高，B點(diǎn)在圓心的正上方，一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，自A點(diǎn)以豎直向下的初速度進(jìn)入圓弧軌道，經(jīng)過(guò)圓弧上的B點(diǎn)飛出后落到C點(diǎn)已知ACR，重力加速度為g.求：(1)小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；(2)小球在A點(diǎn)的初速度大??；(3)若圓弧軌道不光滑，小球在A點(diǎn)仍以相同的初速度進(jìn)入圓弧軌道，恰能通過(guò)B點(diǎn)，則小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做了多少功？解析：(1)由B到C小球做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球在B點(diǎn)處的速度為vB，平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，在B點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的支持力為FN，則水平方向2RvBt，豎直方向Rgt2.在B點(diǎn)由牛頓第二定律得FNmgm，解得FNmg.由牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫Υ笮閙g.(2)小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能守恒，設(shè)小球在A點(diǎn)的速度為vA，由機(jī)械能守恒定律得mvmvmgR，解得vA2.(3)小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)B，設(shè)小球在B點(diǎn)的速度為v，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球克服摩擦力做的功為WFf，由牛頓第二定律得mgm，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，由動(dòng)能定理得mgRWFfmv2mv，解得WFfmgR.答案：(1)mg(2)2(3)mgR10(2014年山西省晉商四校聯(lián)考)如圖所示，一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R10 cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開(kāi)圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C、D兩點(diǎn)的豎直高度h0.8 m，水平距離s1.2 m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)11 m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)23 m，小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，重力加速度g取10 m/s2.(1)若小球恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度？(2)若小球既能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)的初速度的范圍是多少？解析：(1)設(shè)小球恰能通過(guò)