高考物理曲线运动试题经典含解析.docx

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1、高考物理曲线运动试题经典含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图所示，质量为M4kg的平板车P的上表面离地面高h0.2m，质量为m1kg的小物块Q（大小不计，可视为质点）位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上，一不可伸长的轻质细绳长为R0.9m，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计，可视为质点）。今将小球拉至悬线与竖直方向成60o角由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无机械能损失。已知Q离开平板车时速度大小v11m/s，Q与P之间的动摩擦因数0.2，重力加速度g10m/s2，计算：(1)

2、小球与Q碰撞前瞬间，细绳拉力T的大小；(2)平板车P的长度L；(3)小物块Q落地时与小车的水平距离s。【答案】(1)20N；(2)1.75m；(3)0.1m。【解析】【详解】(1)设小球与Q碰前瞬间的速度为v0，小球在下摆过程中，由动能定理有：mgR(1cos60)1mv022在最低点有：Tmgm解得：v02Rv0=gR=3m/s、T＝20N(2)小球与Q碰撞后，设小球与Q的速度分别为v′和v，在碰撞过程中由动量守恒和能量0Q守恒有：mv0mv0mvQ1mv021mv021mvQ2222解得：vQ＝3m/s设Q离开平板车时P的速度为v2，

3、Q与P组成的系统动量守恒和能量守恒有：mvQ＝mv1＋Mv21mvQ21mv121Mv22mgL222解得：v2＝0.5m/s、L＝1.75m(3)Q脱离P后做平抛运动，设做平抛运动的时间为t，则：h1gt22解得：t＝0.2sQ落地时二者相距：s＝(v1－v2)t＝0.1m2．如图所示，半径为R的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内，O为圆轨道的圆心，D为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高．质量为m的小球从离B点高度为h处（3R2h3R）的A点由静止开始下落，从B点进入圆轨道，重力加速度为

4、g）．（1）小球能否到达D点？试通过计算说明；（2）求小球在最高点对轨道的压力范围；（3）通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上，若能，求落点与B点水平距离d的范围．【答案】（1）小球能到达D点；（2）0F3mg；（3）21Rd221R【解析】【分析】【详解】（1）当小球刚好通过最高点时应有：mvD2mgR由机械能守恒可得：mghRmvD22联立解得h3R，因为h的取值范围为3Rh3R，小球能到达D点；22（2）设小球在D点受到的压力为F，则mvD2FmgRmvD2mghR2联立并结合h的取值范围3Rh3R解得：0F3mg2据牛顿

5、第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：0F3mg（3）由（1）知在最高点D速度至少为vDmingR此时小球飞离D后平抛，有：R1gt22xminvDmint联立解得xmin2RR，故能落在水平面BC上，当小球在最高点对轨道的压力为3mg时，有：mg3mgmvD2maxR解得vDmax2gR小球飞离D后平抛R1gt2，2xmaxvDmaxt联立解得xmax22R故落点与B点水平距离d的范围为：21Rd221R3．如图所示，在光滑的圆锥体顶部用长为的细线悬挂一质量为的小球，因锥体固定在水平面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，物体

6、绕轴线在水平面内做匀速圆周运动，小球静止时细线与母线给好平行，已知，重力加速度g取若北小球运动的角速度，求此时细线对小球的拉力大小。【答案】【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出支持力为零时，小球的线速度的大小，从而确定小球有无离开圆锥体的斜面，若离开锥面，根据竖直方向上合力为零，水平方向合力提供向心力求出线对小球的拉力大小。【详解】若小球刚好离开圆锥面，则小球所受重力与细线拉力的合力提供向心力，有：此时小球做圆周运动的半径为：解得小球运动的角速度大小为：代入数据得：若小球运动的角速度为：小球对圆锥体有压力，设此时细线的拉力大小为F，小球受圆

7、锥面的支持力为，则水平方向上有：竖直方向上有：联立方程求得：【点睛】解决本题的关键知道小球圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，根据牛顿第二定律求出临界速度是解决本题的关键。4．如图所示，水平实验台A端固定，B端左右可调，将弹簧左端与实验平台固定，右端有一可视为质点，质量为2kg的滑块紧靠弹簧（未与弹黄连接)，弹簧压缩量不同时，将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4的粗糙水平地面相切D点，AB段最长时，BC两点水平距离xBC=0.9m,实验平台距地面髙度h=0.53m，圆弧半径R=0.4m，θ=37，

8、°已知sin37=0°.6,cos37=0.°8.完成下列问題：（1）轨道末端AB段不缩短，压缩弹黄后将滑块弹出，滑块经过点速度vB=3m/s，求落到C点时速度与水平方向夹角；（