【導(dǎo)學(xué)案】2021年高中物理人教版必修二教師用書-5.8-《曲線運(yùn)動(dòng)》整合與評(píng)價(jià)-配套練習(xí)

一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題,每小題4分,共24分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.鉛球從運(yùn)動(dòng)員手中拋出后做軌跡為拋物線的運(yùn)動(dòng),如果在空中飛行時(shí),地球的引力突然消逝,不計(jì)空氣阻力,那么鉛球此后將()。A.馬上停止B.漸漸停下來(lái)C.仍做曲線運(yùn)動(dòng) D.做勻速直線運(yùn)動(dòng)【解析】拋在空中的鉛球只受重力作用,假如地球引力消逝,則鉛球不受任何力作用,符合牛頓第肯定律的狀況。由于鉛球在地球引力突然消逝之前是運(yùn)動(dòng)的,所以應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),選項(xiàng)D正確?！敬鸢浮緿2.如圖所示,船在人的牽引下靠岸,為使船能勻速靠岸,則此人牽引繩的速度應(yīng)()。A.大小不變B.漸漸減小C.漸漸增大D.先減小后增大【解析】設(shè)船的速度大小為v0,人牽繩子的速度大小為v,拉船的繩與水平面的夾角為θ,v與v0的關(guān)系為v=v0cosθ,由于θ越來(lái)越大,故cosθ越來(lái)越小,所以v變小,B正確?！敬鸢浮緽3.如圖所示,小球P從A點(diǎn)由靜止開(kāi)頭沿光滑的斜面AB運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間為t1;將小球在A點(diǎn)以肯定的初速度水平向右拋出,恰好落在B點(diǎn)所用時(shí)間為t2;將小球在A點(diǎn)以較大的初速度水平向右拋出,落在水平面BC上所用時(shí)間為t3。則t1、t2和t3的大小關(guān)系正確的是()。A.t1>t2=t3B.t1<t2=t3C.t1>t2>t3 D.t1<t2<t3【解析】設(shè)斜面傾角為θ,A點(diǎn)到BC面的高度為h,則=gsinθ;平拋后落到B點(diǎn)時(shí),h=g;以較大的速度平拋,落到BC面上時(shí),h=g.可得出:t1=>=t2=t3,故A正確?！敬鸢浮緼4.在離心澆鑄裝置中,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng),管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示,鐵水注入之后,由于離心作用,鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上,從而可得到密實(shí)的鑄件,澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過(guò)低,否則,鐵水會(huì)脫離模型內(nèi)壁,產(chǎn)生次品。已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R,則管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度ω為()。A.B.C.D.2【解析】以管狀模型內(nèi)最高點(diǎn)處的鐵水為爭(zhēng)辯對(duì)象,轉(zhuǎn)速最低時(shí),重力等于向心力mg=mω2R,得ω=?！敬鸢浮緼5.在一個(gè)光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為1kg的物體原來(lái)靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0),從t=0時(shí)刻起受到如圖所示的隨時(shí)間變化的外力作用,Fx表示沿x軸方向的外力,Fy表示沿y軸方向的外力,下列說(shuō)法中正確的是()。A.0~4s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線B.0~4s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線C.前2s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后2s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.前2s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后2s內(nèi)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解析】前2s受到x軸方向的恒定外力,做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),從t=2s時(shí)刻起,受到沿y軸方向的恒定外力,開(kāi)頭做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮緾6.在一個(gè)豎直的支架上固定著兩個(gè)水平的彈簧槍A和B,彈簧槍A、B在同一豎直平面內(nèi),如圖所示。A比B高h(yuǎn),彈簧槍B的出口距水平面高,彈簧槍A、B射出的子彈的水平射程之比xA∶xB=1∶2。設(shè)彈簧槍A、B的高度差h不變,且射出子彈的初速度不變,要使兩個(gè)彈簧槍射出的子彈落到水平面上的同一點(diǎn),則()。A.豎直支架向上移動(dòng),移動(dòng)的距離為hB.豎直支架向下移動(dòng),移動(dòng)的距離為hC.豎直支架向下移動(dòng),移動(dòng)的距離為hD.豎直支架向上移動(dòng),移動(dòng)的距離為h【解析】x=v0t,t=,故t∝==,v0===×=,v0B=4v0若xA'=xB',由于v0∝,那么tA'=4tB'又t∝,t2∝H則=()2=()2=又由于hA'=h+hB',所以=得hB'=,即豎直支架向下移動(dòng)向下移動(dòng)的距離為-=h?！敬鸢浮緽二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題,每小題6分,共24分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有兩個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)7.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線,則()。A.兩物體均沿切線方向滑動(dòng)B.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)所受摩擦力減小C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤圓心越來(lái)越遠(yuǎn)【解析】依據(jù)題意,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好要發(fā)生但還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí),A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力供應(yīng)向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以燒斷細(xì)線后,A所受最大靜摩擦力不足以供應(yīng)其做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力,A要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),但是B仍保持相對(duì)圓盤靜止?fàn)顟B(tài),所以A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確;由于沒(méi)有了細(xì)線的拉力,B所受靜摩擦力將減小,B選項(xiàng)正確。【答案】BD8.長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸上,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于小球在最高點(diǎn)的速度v,下列說(shuō)法中正確的是()。A.v的最小值為B.v由零漸漸增大,向心力也增大C.當(dāng)v由漸漸增大時(shí),桿對(duì)小球的彈力漸漸增大D.當(dāng)v由漸漸減小時(shí),桿對(duì)小球的彈力漸漸增大【解析】由于是輕桿,即使小球在最高點(diǎn)速度為零,小球也不會(huì)掉下來(lái),因此它的最小值是零,A錯(cuò);v由零漸漸增大,由F向=m可知,F向也增大,B對(duì);當(dāng)v=時(shí),F向=m=mg,此時(shí)桿恰對(duì)小球無(wú)作用力,向心力只由其自身重力來(lái)供應(yīng),當(dāng)v由漸漸增大時(shí),m=mg+F,得F=m-mg,桿對(duì)球的力為拉力,且漸漸增大;當(dāng)v由漸漸減小時(shí),桿對(duì)球的力為支持力,此時(shí)mg-F=m,得F=mg-m,支持力F漸漸增大,桿對(duì)球的拉力、支持力都為彈力,所以C、D也對(duì)?！敬鸢浮緽CD9.甲、乙、丙三個(gè)小球分別位于如圖所示的豎直平面內(nèi),甲、乙在同一條豎直線上,甲、丙在同一條水平線上,水平面上的P點(diǎn)在丙的正下方,在同一時(shí)刻甲、乙、丙開(kāi)頭運(yùn)動(dòng),甲以水平速度v0做平拋運(yùn)動(dòng),乙以水平速度v0沿水平面對(duì)右做勻速直線運(yùn)動(dòng),丙做自由落體運(yùn)動(dòng)。則()。A.若甲、乙、丙三球同時(shí)相遇,則肯定發(fā)生在P點(diǎn)B.若甲、丙二球在空中相遇,此時(shí)乙球肯定在P點(diǎn)C.若只有甲、乙二球在水平面上相遇,此時(shí)丙球還未著地D.無(wú)論初速度v0大小如何,甲、乙、丙三球肯定會(huì)同時(shí)在P點(diǎn)相遇【解析】由于甲和乙在水平方向上是同步的,甲和丙在豎直方向均為自由落體,故三球若同時(shí)相遇,肯定在P點(diǎn),A正確;甲和丙在空中相遇,乙球應(yīng)始終在甲的正下方,故B正確;若只有甲、乙在水平面相遇,則甲、丙應(yīng)同時(shí)著地,故C錯(cuò)誤;只有當(dāng)乙到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間恰好等于丙著地的時(shí)間時(shí),三球才能同時(shí)在P點(diǎn)相遇?！敬鸢浮緼B10.在2010年廣州亞運(yùn)會(huì)上一位運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行射擊競(jìng)賽時(shí),子彈水平射出后擊中目標(biāo)。當(dāng)子彈在飛行過(guò)程中速度平行于拋出點(diǎn)與目標(biāo)的連線時(shí),速度大小為v,不考慮空氣阻力,已知連線與水平面的夾角為θ,則子彈()。A.初速度v0=vcosθB.飛行時(shí)間t=C.飛行的水平距離x=D.飛行的豎直距離y=【解析】如圖所示,初速度v0=vcosθ,A正確;tanθ=,則t=,所以B錯(cuò)誤;飛行的水平距離x=,C正確;飛行的豎直距離y=,D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C三、填空與試驗(yàn)題(本大題共2小題,共16分)11.(8分)如圖所示,在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的酷熱的電熱絲P,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷,從而使小球做平拋運(yùn)動(dòng);MN為水平木板,已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng),懸點(diǎn)到木板的距離OO'=h(h>L)。(1)電熱絲P必需放在懸點(diǎn)正下方的理由是。(2)將小球向左拉起后自由釋放,最終小球落到木板上的C點(diǎn),O'C=s,則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=?！窘馕觥?1)小球要做平拋運(yùn)動(dòng),拋出的速度必需水平,只有電熱絲P放在懸點(diǎn)正下方,懸線斷時(shí)小球的速度才水平,小球才能水平拋出。(2)懸線斷后,小球做平拋運(yùn)動(dòng),有h-L=gt2,s=v0t,解得v0=s。【答案】(1)保證小球沿水平方向拋出(2)s12.(8分)圖示是利用閃光照相爭(zhēng)辯平拋運(yùn)動(dòng)的示意圖。小球A由斜槽滾下,從桌子邊緣水平拋出,當(dāng)它恰好離開(kāi)桌子邊緣時(shí),小球B也同時(shí)下落,由閃光頻率為10Hz的閃光器拍攝的照片中B球有四個(gè)像,像間距離已在圖中標(biāo)出,兩球恰在位置4相碰。則A球從離開(kāi)桌面到和B球碰撞時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間為s,A球離開(kāi)桌面的速度為m/s。(g=10m/s2)【解析】由于h=gt2,所以t==0.3s,v0==1m/s?！敬鸢浮?.31四、計(jì)算題(本大題共3小題,共36分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最終答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(10分)如圖所示,一個(gè)人用一根長(zhǎng)1m、只能承受74N拉力的繩子,拴著一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),已知圓心O離地面的高度h=6m。轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷了。(取g=10m/s2)(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的線速度多大?(2)繩斷后,小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少?【解析】(1)設(shè)繩斷時(shí)角速度為ω,則有F-mg=mω2代入數(shù)據(jù)解得ω=8rad/sv=ωl=8m/s。(2)在平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中h-l=gt2得t=1s水平距離s=vt=8m?！敬鸢浮?1)8m/s(2)8m14.(12分)一細(xì)繩穿過(guò)一光滑的、不動(dòng)的細(xì)管,兩端分別拴著質(zhì)量為m和M的小球A、B。當(dāng)小球A繞管子的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A球擺開(kāi)某一角度,此時(shí)A球到上管口的繩長(zhǎng)為L(zhǎng),如圖所示。細(xì)管的半徑可以忽視。試求:(1)小球A的速度和它所受的向心力。(2)小球A轉(zhuǎn)動(dòng)的周期?！窘馕觥?1)設(shè)繩子的拉力為T,繩子與豎直方向的夾角為θ對(duì)于小球A:Tcosθ=mg,Tsinθ=mω2Lsinθ對(duì)于小球B:T=Mg解得ω=則小球A的速度v=ωLsinθ=sinθ小球A所受的向心力就是張力T在水平方向的分力F=Tsinθ=Mgsinθ解得cosθ=,于是sinθ=所以v=,F=Mg。(2)小球A轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T==2π。【答案】(1)Mg(2)2π15.(14分)如圖所示,游樂(lè)場(chǎng)翻滾過(guò)山車上的乘客經(jīng)常會(huì)在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時(shí)嚇得魂飛魄散,但這種車的設(shè)計(jì)有足夠的平安系數(shù),離心現(xiàn)象使乘客在回旋時(shí)穩(wěn)坐在座椅上,還有平安棒緊緊壓在乘客胸前,在過(guò)山車未達(dá)終點(diǎn)以前,誰(shuí)也無(wú)法將它們打開(kāi)。設(shè)想如下數(shù)據(jù),軌道最高處離地面32m,最低處幾乎貼地,圓環(huán)直徑為15m,過(guò)山車經(jīng)過(guò)圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)的速度約25m/s,經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)的速度約18m/s。試?yán)门ｎD其次定律和圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)問(wèn),探究這樣的狀況下能否保證乘客的平安?！窘馕觥渴紫任覀兎治鲆幌庐?dāng)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)到環(huán)底和環(huán)頂時(shí)車中的人的受力狀況:重力mg、FN下和FN上。FN下、FN上分別為過(guò)山車在底部和頂部時(shí)對(duì)人的支持力(為使問(wèn)題簡(jiǎn)化,可不考慮摩擦及空氣阻力)。我們知道,過(guò)山車沿圓環(huán)滑動(dòng),人也在做圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)人做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由mg和FN供應(yīng)。用v下表示人在圓環(huán)底部的速度,v上表示人在圓環(huán)頂部的速度,R表示環(huán)的半徑,則在底