2019高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 力與運(yùn)動(dòng) 專(zhuān)題能力訓(xùn)練3 萬(wàn)有引力與航天.doc

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專(zhuān)題能力訓(xùn)練3　力與物體的曲線運(yùn)動(dòng) (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~4題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,5~7題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得8分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分) 1. 如圖所示,小船過(guò)河時(shí),船頭偏向上游與水流方向成α角,船相對(duì)于靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸?，F(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,下列措施可行的是(　　) A.減小α角,增大船速v B.增大α角,增大船速v C.減小α角,保持船速v不變 D.增大α角,保持船速v不變 2. 如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=g(R+r) B.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=gR C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力 D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力 3.(2018天津卷)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài)。某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中,由于摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.所受合外力始終為零 B.所受摩擦力大小不變 C.合外力做功一定為零 D.機(jī)械能始終保持不變 4. 如圖所示,在足夠長(zhǎng)的斜面上A點(diǎn),以水平速度v0拋出一個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力,它落到斜面上的水平距離為x1。若將此球改用2v0水平速度拋出,落到斜面上的水平距離為x2,則x1∶x2為 (　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 5.(2018福建仙游模擬)如圖所示,用通過(guò)定滑輪的細(xì)繩拉動(dòng)穿在光滑固定豎直桿上的滑塊P,使滑塊向上做勻速運(yùn)動(dòng),此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.拉細(xì)繩的力越來(lái)越大 B.拉細(xì)繩的速度越來(lái)越大 C.拉細(xì)繩的力做的功大于克服滑塊重力做的功 D.拉細(xì)繩的力的功率等于克服滑塊重力做功的功率 6. 右圖是一固定的半圓形豎直軌道,AB為水平直徑,O為圓心,同時(shí)從A點(diǎn)水平拋出甲、乙兩個(gè)小球,速度分別為v1、v2,分別落在C、D兩點(diǎn),OC、OD與豎直方向的夾角均為37,(sin 37=0.6,cos 37=0.8)則(　　) A.甲、乙兩球下落到軌道的時(shí)間相等 B.甲、乙兩球下落到軌道的速度變化量不相等 C.v1∶v2=1∶3 D.v1∶v2=1∶4 7. 如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)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(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤(pán)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(pán)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(pán)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(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體A發(fā)生滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn) 二、非選擇題(本題共3小題,共44分) 8. (13分)如圖所示,在水平地面上固定一傾角θ=37、表面光滑的斜面,物體A以初速度v1沿斜面上滑,同時(shí)在物體A的正上方,有一物體B以初速度v2=2.4 m/s水平拋出。如果當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)恰好被B物體擊中。A、B均可看作質(zhì)點(diǎn),sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2。求: (1)物體A上滑時(shí)的初速度v1; (2)物體A、B間初始位置的高度差h。 9.(14分)某電視臺(tái)策劃的娛樂(lè)節(jié)目的場(chǎng)地設(shè)施如圖所示,AB為水平直軌道,上面安裝有電動(dòng)懸掛器,可以載人運(yùn)動(dòng),下方水面上漂浮著一個(gè)半徑為R,鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤(pán),AB向下的投影通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)的中心,轉(zhuǎn)盤(pán)軸心離平臺(tái)的水平距離為l,平臺(tái)邊緣與轉(zhuǎn)盤(pán)平面的高度差為h。選手抓住懸掛器后,按動(dòng)開(kāi)關(guān),在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下從A點(diǎn)沿軌道做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。起動(dòng)后2 s懸掛器脫落。設(shè)人的質(zhì)量為m(看作質(zhì)點(diǎn)),人與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力為μmg,重力加速度為g。 (1)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤(pán)上瞬間相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)速度立即變?yōu)榱?為保證他落在任何位置都不會(huì)被甩下轉(zhuǎn)盤(pán),轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍? (2)已知h=3.2 m,R=0.9 m,g取10 m/s2,當(dāng)a=2 m/s2時(shí)選手恰好落到轉(zhuǎn)盤(pán)的圓心上,求l。 10.(17分) 如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道,其中AB是長(zhǎng)為R的水平直軌道,BCD是圓心為O、半徑為R的圓弧軌道,兩軌道相切于B點(diǎn)。在外力作用下,一小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C,重力加速度大小為g。求: (1)小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大小; (2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間。 答案： 1.B　解析 由題圖可知,水流速度稍有增大,為保持航線不變,可增大α角;要求準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,可增大船速v,選項(xiàng)B正確。 2.C　解析 小球在最高點(diǎn),由于外管或內(nèi)管都可以產(chǎn)生彈力作用,當(dāng)小球的速度等于0時(shí),內(nèi)管對(duì)小球產(chǎn)生彈力,大小為mg,故最小速度為0,A、B錯(cuò)誤。小球在水平線ab以下管道運(yùn)動(dòng),由于沿半徑方向的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,所以外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力,而內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力,故C正確。小球在水平線ab以上管道運(yùn)動(dòng),由于沿半徑方向的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,當(dāng)速度非常大時(shí),內(nèi)側(cè)管壁可以沒(méi)有作用力,此時(shí)外側(cè)管壁有作用力,當(dāng)速度比較小時(shí),內(nèi)側(cè)管壁有作用力,故D錯(cuò)誤。 3.C　解析 運(yùn)動(dòng)員從滑道A點(diǎn)滑行到B點(diǎn)過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合外力提供向心力,合外力不等于零且方向始終指向圓心,故合外力不做功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;由于運(yùn)動(dòng)員從滑道A點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故切向合力為零,摩擦力等于重力沿切向的分力,大小不斷變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過(guò)程要克服摩擦力做功,故機(jī)械能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4.D　解析 設(shè)斜面傾角為θ,則tan θ=yx=12gt2v0t=gt2v0,故t=2v0tanθg,水平位移x=v0t=2v02tanθg∝v02,故當(dāng)水平初速度由v0變?yōu)?v0后,水平位移變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,D項(xiàng)正確。 5.AD　解析 設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ,滑塊向上做勻速運(yùn)動(dòng),細(xì)繩拉力沿豎直向上的分力等于重力,Fcos θ=mg,θ增大,拉力F增大,選項(xiàng)A正確;滑塊向上的速度v沿繩子和垂直繩子分解,沿繩子方向的分速度為vcos θ,θ增大,拉細(xì)繩的速度越來(lái)越小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)榛瑝K勻速運(yùn)動(dòng),合外力做功為零,拉細(xì)繩的力做的功等于克服滑塊重力做的功,拉細(xì)繩的力的功率等于克服滑塊重力做功的功率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 6.AD　解析 由題圖可知,兩個(gè)物體下落的高度是相等的,根據(jù)h=12gt2可知,甲、乙兩球下落到軌道的時(shí)間相等,速度變化量Δv=gt相同,故A正確,B錯(cuò)誤;設(shè)圓形軌道的半徑為R,則A到C的水平位移分別為x1=R-Rsin 37=0.4R,x2=R+Rsin 37=1.6R,則x2=4x1;由v=xt可知,v2=4v1,故C錯(cuò)誤,D正確。 7.BD　解析 當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動(dòng)時(shí),A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤(pán)的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B靠指向圓心的靜摩擦力和拉力的合力提供向心力,所以燒斷細(xì)線后,A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力,A要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),離圓盤(pán)圓心越來(lái)越遠(yuǎn),但是A所需要的向心力小于B的最大靜摩擦力,所以B仍保持相對(duì)圓盤(pán)靜止?fàn)顟B(tài),做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且靜摩擦力比繩子燒斷前減小,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。故選B、D。 8.答案 (1)6 m/s　(2)6.8 m 解析 (1)物體A上滑過(guò)程中,由牛頓第二定律得mgsin θ=ma ① 設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式0=v1-at ② 物體B做平拋運(yùn)動(dòng),如圖所示,由幾何關(guān)系可得 水平位移x=12v1tcos 37③ 其水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則 x=v2t ④ 聯(lián)立可得v1=6 m/s。 ⑤ (2)物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),則hB=12gt2 ⑥ 物體A在豎直方向 hA=12v1sin 37⑦ 如圖所示,由幾何關(guān)系可得 h=hA+hB ⑧ 聯(lián)立得h=6.8 m。 ⑨ 9.答案 (1)ω≤μgR　(2)7.2 m 解析 (1)設(shè)人落在圓盤(pán)邊緣處不致被甩下,臨界情況下,最大靜摩擦力提供向心力,則有μmg=mω2R 解得ω=μgR 故ω限制的范圍為ω≤μgR。 (2)勻加速過(guò)程 x1=12at2=12222 m=4 m vC=at=4 m/s 平拋過(guò)程h=12gt22得 t2=0.8 s x2=vCt2=40.8 m=3.2 m 故l=x1+x2=7.2 m。 10.答案 (1)52g　(2)(5-3)Rg 解析 (1)小球在BCD段運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力mg、軌道的正壓力FN的作用,如圖所示。 根據(jù)題意,FN≥0,且小球在最高點(diǎn)C點(diǎn)所受壓力為零,即FNC=0 ① 設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vC,根據(jù)牛頓第二定律,有 mg=mvC2R ② 設(shè)在B點(diǎn)的速度大小為vB,小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),機(jī)械能守恒,有 12mvB2=12mvC2+2mgR ③ 小球在AB段做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,有vB2=2aR ④ 由②③④式得a=52g。 ⑤ (2)設(shè)小球在D點(diǎn)速度為vD,下落到A點(diǎn)速度為v,由機(jī)械能守恒,有 12mvB2=12mvD2+mgR ⑥ 12mvB2=12mv2 ⑦ 設(shè)由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 gt=v-vD ⑧ 由④⑤⑥⑦⑧式得 t=(5-3)Rg。