高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題講練突破一 力與運(yùn)動(dòng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練3

限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練建議用時(shí)：40分鐘1(2016河南、河北、山西三省聯(lián)考)(多選)如圖所示，水平放置的勻質(zhì)圓盤(pán)可繞通過(guò)圓心的豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)質(zhì)量均為1 kg的小木塊a和b放在圓盤(pán)上，a、b與轉(zhuǎn)軸的距離均為1 cm，a、b與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.1和0.4(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)若圓盤(pán)從靜止開(kāi)始繞OO緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用表示圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，則(取g10 m/s2)()Aa一定比b先開(kāi)始滑動(dòng)B當(dāng)5 rad/s時(shí)，b所受摩擦力的大小為1 NC當(dāng)10 rad/s時(shí)，a所受摩擦力的大小為1 ND當(dāng)20 rad/s時(shí)，繼續(xù)增大，b相對(duì)圓盤(pán)開(kāi)始滑動(dòng)解析：選ACD.由于a、b做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力是由摩擦力提供，而a的動(dòng)摩擦因數(shù)較小，隨著圓盤(pán)角速度的增大，先達(dá)到最大摩擦力，即a比b先開(kāi)始滑動(dòng)，A正確；當(dāng)木塊a、b在圓盤(pán)剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，有famaramag，fbmbrbmbg解得a10 rad/s，b20 rad/s，易知當(dāng)10 rad/s時(shí)，a所受的摩擦力大小等于其滑動(dòng)摩擦力，其大小為1 N，當(dāng)20 rad/s時(shí)，b即將滑動(dòng)，隨著圓盤(pán)的角速度繼續(xù)增大，b相對(duì)圓盤(pán)開(kāi)始滑動(dòng)，C、D正確；當(dāng)5 rad/s時(shí)，b沒(méi)有滑動(dòng)，此時(shí)b所受的摩擦力為fmbr0.25 N，B錯(cuò)誤2如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤(pán)繞垂直于盤(pán)面的固定對(duì)稱(chēng)軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤(pán)始終保持相對(duì)靜止物體與盤(pán)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，盤(pán)面與水平面的夾角為30，g取10 m/s2.則的最大值是()A. rad/sB. rad/sC1.0 rad/s D0.5 rad/s解析：選C.考查圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式當(dāng)小物體轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)為臨界點(diǎn)，由牛頓第二定律知，mgcos 30mgsin 30m2r解得1.0 rad/s故選項(xiàng)C正確3(2016山西太原二模)假設(shè)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)速度方向與水平面的夾角為，運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)?yōu)?L，騰空過(guò)程中離地面的最大高度為L(zhǎng)，若不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A運(yùn)動(dòng)員在空中的時(shí)間為B運(yùn)動(dòng)員在空中最高點(diǎn)的速度大小為C運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)的豎直分速度為D運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)速度方向與水平面的夾角的正切值為1解析：選D.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)可視為斜拋運(yùn)動(dòng)，從最高點(diǎn)的下落過(guò)程和運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面到最高點(diǎn)的過(guò)程對(duì)稱(chēng)從最高點(diǎn)的下落過(guò)程為平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)落至地面經(jīng)歷的時(shí)間為t，水平方向的速度為v0，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得2Lv0t，Lgt2，解得t ，v0.運(yùn)動(dòng)員在空中的時(shí)間為2.運(yùn)動(dòng)員在空中最高點(diǎn)的速度等于水平方向的速度v0.跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)在豎直方向上的分速度vygtg.tan 1.4(2016湖北八校三聯(lián))如圖所示，半圓形容器豎直放置，從其圓心O點(diǎn)處分別以水平初速度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，則兩小球的初速度之比為()A. Btan C. Dtan2解析：選C.由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，水平方向Rsin v1t1，Rcos v2t2，豎直方向Rcos gt，Rsin gt，聯(lián)立解得，故選項(xiàng)C正確5如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，小球擱在水平升降臺(tái)上，升降平臺(tái)以速度v勻速上升，下列說(shuō)法正確的是()A小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B當(dāng)棒與豎直方向的夾角為時(shí)，小球的速度為C棒的角速度逐漸增大D當(dāng)棒與豎直方向的夾角為時(shí)，棒的角速度為解析：選D.棒與平臺(tái)接觸點(diǎn)(即小球)的運(yùn)動(dòng)可視為豎直向上的勻速運(yùn)動(dòng)和沿平臺(tái)向左的運(yùn)動(dòng)的合成小球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)方向是垂直于棒指向左上方，如圖所示設(shè)棒的角速度為，則合速度v實(shí)L，沿豎直向上方向上的速度分量等于v，即Lsin v，所以，小球速度為v實(shí)L，由此可知棒(小球)的角速度隨棒與豎直方向的夾角的增大而減小，小球做角速度越來(lái)越小的變速圓周運(yùn)動(dòng) 6如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點(diǎn)，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為.一小球在圓軌道左側(cè)的A點(diǎn)以速度v0平拋，恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌道已知重力加速度為g，則A、B之間的水平距離為()A. B.C. D.解析：選A.設(shè)小球到B點(diǎn)時(shí)速度為v，如下圖所示，在B點(diǎn)分解其速度可知：vxv0，vyv0tan ，又知小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有vygt，聯(lián)立得：t，A、B之間的水平距離為xABv0t，所以只有A項(xiàng)正確7(多選)如圖所示，一位同學(xué)在玩飛鏢游戲圓盤(pán)最上端有一點(diǎn)P，飛鏢拋出時(shí)與P等高，且與P點(diǎn)的距離為L(zhǎng).在飛鏢以初速度v0垂直盤(pán)面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤(pán)繞經(jīng)過(guò)盤(pán)心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則()A飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為B圓盤(pán)的半徑可能為C圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為DP點(diǎn)隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小可能為解析：選AD.飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此t，A正確；飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P恰好在圓盤(pán)最低點(diǎn)，則2rgt2，解得圓盤(pán)的半徑r，B錯(cuò)誤；飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度滿足t2k(k0,1,2，)，故，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為，C錯(cuò)誤；P點(diǎn)隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小為vr，當(dāng)k2時(shí)，v，D正確8如圖所示，AB為豎直轉(zhuǎn)軸，細(xì)繩AC和BC的結(jié)點(diǎn)C處系一質(zhì)量為m的小球，兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2mg.當(dāng)AC和BC均拉直時(shí)ABC90，ACB53，BC1 mABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)小球的線速度增大時(shí)，兩繩均會(huì)被拉斷，則最先被拉斷的那根繩及另一根繩被拉斷時(shí)球的線速度分別為()AAC5 m/s BBC5 m/sCAC5.24 m/s DBC5.24 m/s解析：選B.當(dāng)小球線速度增大時(shí)，BC逐漸被拉直，小球線速度增至BC剛被拉直時(shí)，對(duì)球：FTAsin 53mg0FTAcos 53FTB由可求得AC繩中的拉力FTA.線速度再增大些，F(xiàn)TA不變而FTB增大，所以BC繩先斷當(dāng)BC繩斷之后，小球線速度繼續(xù)增大，當(dāng)拉力增大到FTA2mg時(shí)，AC恰好被拉斷設(shè)此時(shí)AC繩與豎直方向的夾角為，對(duì)球：FTAcos mg0FTAsin r，解得60，v5 m/s，故選項(xiàng)B正確9(多選)如圖所示，豎直環(huán)A半徑為r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運(yùn)動(dòng)，在環(huán)的最低點(diǎn)靜止放有一小球C，A、B、C的質(zhì)量均為m.現(xiàn)給小球一水平向右的瞬時(shí)速度v，小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，為保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn)，且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起(不計(jì)小球與環(huán)的摩擦阻力)，則瞬時(shí)速度v必須滿足()A最小值 B最小值C最大值 D最大值解析：選BD.要保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn)，在最高點(diǎn)最小速度滿足mgm，由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)由機(jī)械能守恒得mvmg2rmv，可得小球在最低點(diǎn)瞬時(shí)速度的最小值為，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；為了不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起，在最高點(diǎn)有最大速度時(shí)，球?qū)Νh(huán)的壓力為2mg，滿足3mgm，從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)由機(jī)械能守恒得：mvmg2rmv，可得小球在最低點(diǎn)瞬時(shí)速度的最大值為，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確10(多選)如圖所示，輕桿長(zhǎng)為3L，在桿的A、B兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B，桿上距球A為L(zhǎng)處的點(diǎn)O裝在光滑水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，桿和球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且桿對(duì)球A、B的最大約束力相同，則()AB球在最低點(diǎn)較A球在最低點(diǎn)更易脫離軌道B若B球在最低點(diǎn)對(duì)桿作用力為3mg，則A球在最高點(diǎn)受桿的拉力C若某一周A球在最高點(diǎn)和B球在最高點(diǎn)受桿的力大小相等，則A球受桿的支持力、B球受桿的拉力D若每一周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度都增大，則同一周B球在最高點(diǎn)受桿的力一定大于A球在最高點(diǎn)受桿的力解析：選AC.桿和球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的角速度相同，B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是A的2倍，所以B的線速度vB是A的線速度vA的2倍，vB2vA，取vAv，Lr，在最低點(diǎn)由牛頓第二定律Fmgm得Fmgm得桿對(duì)A球的作用力FAmgm，桿對(duì)B球的作用力FBmgm，在最低點(diǎn)，F(xiàn)BFA，而桿對(duì)球A、B的最大約束力相同，故B球在最低點(diǎn)較A球在最低點(diǎn)更易脫離軌道，A正確；在最高點(diǎn)，由牛頓第二定律mgFm，A球在最高點(diǎn)受桿的支持力FAmgm，B球在最高點(diǎn)受桿的支持力FBmgm，在最低點(diǎn)，桿對(duì)B球的作用力FBmgm3mg得v，所以FA0，則A球在最高點(diǎn)不受桿的拉力，所以B錯(cuò)誤；若某一周A球在最高點(diǎn)和B球在最高點(diǎn)受桿的力大小相等，所以A球受桿的支持力、B球受桿的拉力，C正確；當(dāng)v時(shí)，F(xiàn)B0，而FAFB0，所以D錯(cuò)誤11同學(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道，P為最高點(diǎn)，Q為最低點(diǎn)，Q點(diǎn)處的切線水平，距底板高為H，N板上固定有三個(gè)圓環(huán)將質(zhì)量為m的小球從P處?kù)o止釋放，小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L(zhǎng)處不考慮空氣阻力，重力加速度為g.求：(1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度；(2)小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向；(3)摩擦力對(duì)小球做的功解析：(1)設(shè)小球在Q點(diǎn)的速度為v0，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有Hgt，Lv0t1，得v0L .從Q點(diǎn)到距Q點(diǎn)水平距離為的圓環(huán)中心的豎直高度為h，則v0t2，得hgtH.該位置距底板的高度：hHhH.(2)設(shè)小球在Q點(diǎn)受的支持力為F，由牛頓第二定律Fmgm，得Fmg，由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫F，方向豎直向下(3)設(shè)摩擦力對(duì)小球做功為W，則由動(dòng)能定理得mgRWmv得Wmg.答案：(1)到底板的高度：H(2)速度的大?。篖 壓力的大小：mg方向：豎直向下(3)摩擦力對(duì)小球做的功：mg12山谷中有三塊石頭和一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)青藤，其示意圖如下圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn)，O為青藤的固定點(diǎn)，h11.8 m，h24.0 m，x14.8 m，x28.0 m開(kāi)始時(shí)，質(zhì)量分別為M10 kg和m2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí)，迅速?gòu)淖筮吺^的A點(diǎn)水平跳至中間石頭大猴抱起小猴跑到C點(diǎn)，抓住青藤下端，蕩到右邊石頭上的D點(diǎn)，此時(shí)速度恰好為零運(yùn)動(dòng)過(guò)程中猴子均可看成質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)大猴從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值；(2)猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小；(3)猴子蕩起時(shí)，青藤對(duì)猴子的拉力大小解析：(1)設(shè)猴子從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值為vmin，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有h1gt2x1vmint聯(lián)立式，得vmin8 m/s(2)猴子抓住青藤后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)蕩起時(shí)速度為vC，有(Mm)gh2(Mm)vvC m/s9 m/s(3)設(shè)拉力為FT，青藤的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，對(duì)最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得FT(Mm)g(Mm)由幾何關(guān)系(Lh2)2xL2得：L10 m綜合式并代入數(shù)據(jù)解得：FT(Mm)g(Mm)216 N.答案：(1)8 m/s(2)9 m/s(3)216 N