2020(人教版)高考物理復(fù)習(xí)計(jì)算題專練曲線運(yùn)動(dòng)(含答案解析)

1、2020(人教版)高考物理復(fù)習(xí) 計(jì)算題專練曲線運(yùn)動(dòng)1. 一物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，它在x軸方向和y軸方向上的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象如圖所示.3020100 -10 -20 判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；(2)計(jì)算物體的初速度大??； 計(jì)算物體在前3 s內(nèi)和前6 s內(nèi)的位移大小.2. 如圖所示,內(nèi)壁光滑的彎曲鋼管固定在天花板上，一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩穿過鋼管，兩端分別拴著小球A和B。小球A和B的質(zhì)量之比 。當(dāng)小球A在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),小球A到管口的繩長為I,此時(shí)小球B恰好處于平衡狀態(tài)。管子的內(nèi)徑粗細(xì)不計(jì)，重力加速度為g。試求：(1) 拴著小球A的細(xì)繩與豎直方向的夾角0 ；(2) 小球A轉(zhuǎn)動(dòng)的周期。3.

2、如圖所示，半徑為 R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個(gè)質(zhì)量均為 m的小球A、B以不同 的速度進(jìn)入管內(nèi).A通過最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁上部壓力為 3mg, B通過最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁 下部壓力為0.75mg，求A B兩球落地點(diǎn)間的距離.B4. 如圖所示，一光滑的圓弧體固定在地面上，光滑地面上兩個(gè)小車A、B緊靠在一起與圓弧體接觸，車的上表面與圓弧體的右端上表面在同一水平面上，車的質(zhì)量均為m=1kg, 物塊從圓弧面上離車上表面高 h=0.2m處由靜止下滑，物塊的質(zhì)量也為m=1kg,物塊與車的上表面間2的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 卩=0.2，車長均為L=0.5m, g=10m/s，求：A車最終的速度；A車對(duì)B車做的功

3、。5. 如圖所示,在豎直平面的xOy坐標(biāo)系中，0y豎直向上，0x水平。設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力。一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出，初速度為vo=4 m/s,不計(jì)空氣阻力2到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示,(坐標(biāo)格為正方形,g取10 m/s )求： 小球在M點(diǎn)的速度大小 vi； 在圖中定性畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N; 小球到達(dá)N點(diǎn)的速度V2的大小。6. 如圖所示，小球由靜止開始沿光滑軌道滑下，并沿水平方向拋出，小球拋出后落在斜面上， 已知斜面的傾角為 0 =30,斜面上端與小球拋出點(diǎn)在同一水平面上，下端與拋出點(diǎn)在同一豎直線上，斜面長度為 L,斜面上M N兩點(diǎn)將斜

4、面長度等分為 3段，小球可以看做質(zhì)點(diǎn)， 空氣阻力不計(jì)，為使小球能落在M點(diǎn)上，求：(1)小球拋出的速度多大；h. 釋放小球的位置相對(duì)于拋出點(diǎn)的高度7. 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R=10 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)間的豎直高度 h=0.8 m水平距離s=1.2 m水平軌道AB長為Li=1 m, BC長為L2=3 m,小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2，重力2加速度g取10 m/s .(1) 若小球恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度.

5、 若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)的初速度的范圍.8. 如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的光滑軌道固定在水平桌面上，已知半圓形 APB的半徑R=1.0 m,BC段長1=1.5 m 。彈射裝置將一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以V0=5 m/s的水平初速度從 A點(diǎn)彈入軌道，小球從C點(diǎn)離開軌道隨即水平拋出，桌子的高度h=1.25 m,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s小球在半圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力大小及從A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間; 小球落地瞬間速度與水平方向的夾角。, n取3.14,求：9. 如圖所示，圓筒的內(nèi)壁光

6、滑，一端B固定在豎直轉(zhuǎn)軸 00上，圓筒可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，它與水平面的夾角始終為30,在筒內(nèi)有一個(gè)用輕質(zhì)彈簧連接的小球A（小球直徑略小于圓筒內(nèi)徑），A3的質(zhì)量為m,彈簧的另一端固定在圓筒的B端，彈簧原長為2L，當(dāng)圓筒靜止時(shí) A B之間的距離為L（L遠(yuǎn)大于小球直徑）現(xiàn)讓圓筒開始轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度從0開始緩慢增大，當(dāng)角速度增大到某一值時(shí)保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)小球A、B之間的距離為2L,重力加速度大小為 g,求圓筒保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度3 0.10. 如圖所示，BC為半徑等于2,2m豎直放置的光滑細(xì)圓管，O為細(xì)圓管的圓心，在圓管的末端C連接傾斜角為45、動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩=0.6的足夠長粗糙斜面，一質(zhì)量為m=0.5

7、kg的小球從O點(diǎn)正上方某處 A點(diǎn)以速度V0水平拋出，恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入圓管，OB與豎直方向的夾角為45,小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的F=5 N的力的作用，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓管的末端 C時(shí)作用力F立即消失，小球能平滑地沖上粗糙斜面.（g取10 m/s2）求: 小球從O點(diǎn)的正上方某處 A點(diǎn)水平拋出的初速度 V0為多少？ OA的距離為多少?小球在圓管中運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)圓管的壓力是多少？（3）小球在CD斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？11. 如圖為“快樂大沖關(guān)”節(jié)目中某個(gè)環(huán)節(jié)的示意圖.參與游戲的選手會(huì)遇到一個(gè)人造山谷OAB0A是高h(yuǎn)=3 m的豎直峭壁，AB是以0點(diǎn)為圓心的弧形坡，/ AOB=0, B點(diǎn)右

8、側(cè)是一段水 平跑道.選手可以自0點(diǎn)借助繩索降到 A點(diǎn)后再爬上跑道，但身體素質(zhì)好的選手會(huì)選擇自0點(diǎn)直接躍上跑道.選手可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度g取10 m/s 2.、R(1) 若選手以速度V0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求V0的最小值.(2) 若選手以速度V1=4 m/s水平跳出，求該選手在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.12. 如圖所示，傾角為37的斜面長1=1.9 m,在斜面底端正上方的0點(diǎn)將一小球以vo=3 m/s的速度水平拋出，與此同時(shí)靜止釋放頂端的滑塊，經(jīng)過一段時(shí)間后小球恰好能夠以垂直斜面的方向擊中滑塊。(小球和滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度 g取10 m/s 2,sin 37 =0.6,c

9、os37 =0.8)求：(1)拋出點(diǎn)O離斜面底端的高度；滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩。13. 某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾角為0的斜面軌道AB和圓弧軌道BCD組成，將質(zhì)量m=0.1 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，F(xiàn),改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的用壓力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過圓弧最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示.g=10 m/s 2.求:(1)圓軌道的半徑R;若小球從D點(diǎn)水平飛出后又落到斜面上，其中最低的位置與圓心O等高，求0直14. 如圖所示，臺(tái)階的高度 H=1.45 m,在臺(tái)階的水平臺(tái)面邊緣靜止一質(zhì)量為m的小球A,在緊靠A的左側(cè)

10、用細(xì)線豎直懸掛一同樣大小的小球B,兩球心連線水平.在平臺(tái)下面的地面上有一. 5傾角為0 =37的傳送帶，傳送帶下端有一個(gè)和傳送帶垂直的擋板P,傳送帶的長度L=3 m,傳送帶以v=5 m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).把小球B拉到離平臺(tái)h=0.8 m高處由靜止釋放，與. 、.一 1 小球A正碰后B球能上升到離平臺(tái)-h咼處，小球A恰好沿平行于傳送帶的方向從傳送帶上端飛上傳送帶并沿傳送帶運(yùn)動(dòng)，和擋板P碰撞后以大小不變的速率被反向彈回.已知小球A重力加速度2g=10 m/s3與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)豈,8(1) 求傳送帶上端距臺(tái)階的距離s;(2) 求小球B的質(zhì)量RB； 小球A被P反彈后能否再回到平臺(tái)上？若能，請(qǐng)

11、說明理由；若不能，請(qǐng)計(jì)算小球A到達(dá)的最高點(diǎn)距平臺(tái)的高度.15.一小船渡河，河寬d=180 m,水流速度vi=2.5 m/s 。(1) 若船在靜水中的速度為 長時(shí)間 ?位移是多少 ?(2) 若船在靜水中的速度為v2=5 m/s, 欲使船在最短的時(shí)間內(nèi)渡河 , 船頭應(yīng)朝什么方向 ?用多v2=5 m/s, 欲使船渡河的航程最短 , 船頭應(yīng)朝什么方向 ?用多長時(shí)間 ?位移是多少 ?(3) 若船在靜水中的速度為 時(shí)間 ?位移是多少 ?v3=i.5 m/s, 欲使船渡河的航程最短, 船頭應(yīng)朝什么方向 ?用多長答案解析1. 解：(1) 由題圖可知，物體在 x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在y軸方向做勻變速運(yùn)動(dòng)，先減

12、速再反向加速，所以物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(2) v xo=3O m/s , Vyo= 40 m/s vo= v：+ v：o=5O m/s.(3) x 3=Vxt=90 mVyo|y 3|= t=60 m貝U l 1= x；+ y3=3O 13 m.X6=vxt =180 my6= v yt40 40x 6 m=0則 l 2=X6=180 m.2. 解:(1)設(shè)細(xì)繩的拉力為 F,小球B處于平衡狀態(tài)有 F=mg, 在豎直方向上，小球A處于平衡狀態(tài)，有Feos 0 =mg,解得eos 0 =所以拴著小球A的細(xì)繩與豎直方向的夾角0 =60。(2)對(duì)于小球A,細(xì)繩拉力的水平分量提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有 F

13、sin 0 =m由r=lsin 0解得小球A的線速度為v=又T=二則小球A轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=nvV3. 解:A球通過最高點(diǎn)時(shí)，由已知FNA=3mg可求得B球通過最高點(diǎn)時(shí)，由vA FNA+ mg=rtR,va=2 Rg.2Vb mg- FNB=mR.已知FNB=0.75mg,可求得v平拋落地歷時(shí)t=24. 解：1 2物塊滑上A車前，機(jī)械能守恒則 mghmvo解得vo=2m/s 物塊在A車上滑動(dòng)的過程中，物塊及 A、B兩車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)物塊剛要滑離 A車時(shí)的速度為vi，兩車的速度為 va,則mv)=mv + 2mv1 2 1 2 1 2 1mgL=jmo mv 2mv 解得 VA=1m/s(舍

14、去),VAm/s1物塊滑上B車后，兩車分離，因此 A車最終的速度為-m/s。1(2)根據(jù)動(dòng)能定理，A車對(duì)B車做的功等于B車速度為3m/s時(shí)的動(dòng)能，即WjX 1 X 訃召。5. 解:、，一川(1) 設(shè)正方形的邊長為 so。豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),v o=gt 1,2s o= 11,解得so=O.4m。U、，一巴水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，3s o= 11,解得V1=6m/s。2(2) 由豎直方向的對(duì)稱性可知，小球再經(jīng)過11到x軸,水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn) 動(dòng)，2由X1 : X2=1 : 2可知，小球回到x軸時(shí)落到x=12處，位置N的坐標(biāo)為(12,0)。0246&1012 I 到N點(diǎn)時(shí)豎直

15、分速度大小為vo=4m/s,水平分速度 Vx=a 水平 t N=2v1=12m/s,6. 解:(1)設(shè)小球沿軌道滑至最低點(diǎn)的速度為vo,小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng):2 1 2 13Lsin e =2gt , 3Lcos e =vt解得:Vo=cos 30(2)由動(dòng)能定理得:/ 3gL _兩!.sin 30 = 41 2mgh=2mo,解得h=.7. 解:設(shè)小球恰能通過圓形軌道最高點(diǎn)的速度為V,由牛頓第二定律得 mg=rrR,由B到最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得1 2 1 2 1 2 1 2 mv=2mgRb-mv，由 A至U B, 卩 mgLmvB mA,解得小球在A點(diǎn)的速度為va=3 m/s.1

16、2 若小球剛好停在 C處，則有mg(L1 +1_2)=0 -mA1，解得va1=4 m/s.若小球停在 BC段，貝U 3 m/s WvaW 4 m/s.亠 1 2若小球能通過C點(diǎn)，并恰好越過壕溝，則有h=2gt , s=vct ,1 2 1 2i mg(L+ L2)= mvC qmv, 則有 va2=5 m/s ,所以小球在 A點(diǎn)的初速度范圍為 3 m/s v a5 m/s.8. 解:(1)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力大小F=m_=25N小球從 A到B的時(shí)間t1=0.2 n s=0.628s從B到C的時(shí)間t2=0.3s則小球從 A運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間t=t 1+t2=(0.628+0.3)s=0.92

17、8sII 一T小球做平拋運(yùn)動(dòng) h= 一解得vy=5m/s設(shè)小球落地瞬間速度與水平方向的夾角為0 ,則tan 0 = 一=1故0 =45。9. 解：當(dāng)圓筒靜止時(shí) A B之間的距離為L,可知彈簧的形變量 x=L,根據(jù)平衡有 mgs in 30 =k 2.當(dāng)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)，AB間距離為2L時(shí)，受力如圖，在豎直方向上，L有 Ncos 30 =k，sin 30 + mg+ Nsi n 30=m- 2Lsin 602CO 0 ,10. 解： 小球從A運(yùn)動(dòng)到B為平拋運(yùn)動(dòng)，有rsin 45 =vot在 B 點(diǎn)，有 tan 45 =gVo解以上兩式得 vo=2 m/s , t=0.2 s一 一 1 2貝U AB豎直方

18、向的距離為 h=2gt =0.2 mOB豎直方向的距離為 h =rcos 45 =0.4 m貝U OA=hh =(0.2 + 0.4)m=0.6 m.V0L(2)在B點(diǎn)據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的速度規(guī)律有vb=2 2 m/sCOS 4 5小球在管中重力與外加的力F平衡，故小球所受的合力僅為管的外軌對(duì)它的壓力,VB rr=5,2 N=ma得小球在管中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得圓管對(duì)小球的作用力為Fn=根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)A管的壓力為Fn =Fn=5 2N.在CD上滑行到最高點(diǎn)過程，根據(jù)牛頓第二定律得mgs in 45 +卩mgcos 45解得 a=gsin 45 + gcos 45 =8 . 2m

19、/s2vB x/2根據(jù)速度位移關(guān)系公式，有x=2a=m.11. 解：(1)若選手以速度v0水平跳出后，能跳在水平跑道上，則hsin 60 2 m/s. 若選手以速度V1=4 m/s水平跳出，因V1V V。，人將落在弧形坡上. 1 2下降高度y=2gt水平前進(jìn)距離x=V1t 且x2 + y2=h2解得t =0.6 s.12. 解：吊(1)設(shè)小球擊中滑塊時(shí)的速度為v,豎直速度為Vy,由幾何關(guān)系得一=tan37設(shè)小球下落的時(shí)間為t,豎直位移為y,水平位移為x.由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得 Vy=gt,y=_gt 2,x=v ot2設(shè)拋出點(diǎn)到斜面最低點(diǎn)的距離為h,由幾何關(guān)系得h=y+xtan37由以上各式得 h=1

20、.7m。(2)在時(shí)間t內(nèi),滑塊的位移為x,由幾何關(guān)系得x=l-COSJJ1 2設(shè)滑塊的加速度為a,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得x=-at22對(duì)滑塊由牛頓第二定律得mgsin37 -卩mgcos37 =ma由以上各式得卩=0.125。13.解:(1)小球經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)，滿足豎直方向的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力即:2V F+ mg=HR從A到D的過程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理有:2聯(lián)立解得：F=nR mg哋一輿mg(H 2R)=*m&1 5mg由題圖乙中給出的 F H圖象知斜率 k= 5 0_ N/m=10 N/m即2mg=10 N/m1.0 0.5R所以可得R=0.2 m.(2)小球離開D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系

21、知，小球落地點(diǎn)越低平拋的射程越小, 即題設(shè)中小球落地點(diǎn)位置最低對(duì)應(yīng)小球離開D點(diǎn)時(shí)的速度最小.根據(jù)臨界條件知，小球能通過D點(diǎn)時(shí)的最小速度為 v= gR小球落地點(diǎn)在斜面上與圓心等高，故可知小球平拋時(shí)下落的距離為R所以小球平拋的射程由幾何關(guān)系可知，角14.解：(1) 設(shè)小球A離開平臺(tái)的速度為VA,到達(dá)傳送帶上端的速度為VQ,豎直分速度為v,貝V Vy=VAtan 02Vy=2g(H Lsin 0 )VyVQ=sin 0Vy=gts=VAt代入數(shù)據(jù)解得 va=4 m/s ; vq=5 m/s ; s=1.2 m(2) 設(shè)B球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與A球碰撞前的速度為 V0,碰撞后的速度大小為Vb,則有 mighmwO12 h2mwB=nmgX 4若B球碰撞后向右運(yùn)動(dòng)，則 nmvo=mwB+ mA代入數(shù)據(jù)解得B球的質(zhì)量mi=2m1此條件下系統(tǒng)的機(jī)械能損失 Emgh，因碰撞過程機(jī)械能不可能增加，結(jié)論合理.若B球碰撞后向左運(yùn)動(dòng)，則 mvo=mv，故向上滑一段，摩擦力沿傳送帶向下，有mgs in 0 + 卩 mgcos 0 =ma小球A減速到v經(jīng)過的位移為 L1,貝U v2 v2= 2a2L15代入數(shù)據(jù)解得L1=ma1,則小球A從速度為v時(shí)運(yùn)動(dòng)到傳送帶上端期間，摩擦力沿傳送帶向上，加速度為vt2 v2= 2a1(L L代