高考物理曲线运动解题技巧及练习题含解析.docx

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1、高考物理曲线运动解题技巧及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,水平屋顶高H=5m,围墙高h=3.2m,围墙到房子的水平距离L=3m,围墙外空地宽x=10m,为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上,g取10m/s2.求:(1)小球离开屋顶时的速度v0的大小范围;(2)小球落在空地上的最小速度.【答案】(1)5m/s≤v0≤13m/s;(2)55m/s;【解析】【分析】【详解】(1)若v太大,小球落在空地外边,因此,球落在空地上,v的最大值vmax为球落在空地最右侧时的平抛初速度,如图所示,小球做平抛运动

2、,设运动时间为t1.则小球的水平位移:L+x=vmax1t,小球的竖直位移:H=gt12解以上两式得vmax=(L+x)=(10+3)×=13m/s.若v太小,小球被墙挡住,因此,球不能落在空地上,v的最小值vmin为球恰好越过围墙的最高点P落在空地上时的平抛初速度,设小球运动到P点所需时间为t2,则此过程中小球的水平位移:L=vmint2小球的竖直方向位移:H﹣h=gt22解以上两式得vmin=L=3×=5m/s因此v0的范围是vmin≤v0≤vmax,即5m/s≤v≤13m/s.0(2)根据机械能守恒定律得:mgH+=解

3、得小球落在空地上的最小速度:vmin′===5m/s2.如图所示,水平长直轨道AB与半径为R=0.8m的光滑1竖直圆轨道BC相切于B,BC4与半径为r=0.4m的光滑1竖直圆轨道CD相切于C,质量m=1kg的小球静止在A点,现用4F=18N的水平恒力向右拉小球,在到达AB中点时撤去拉力,小球恰能通过D点.已知小球与水平面的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.求:(1)小球在D点的速度vD大小;(2)小球在B点对圆轨道的压力NB大小;(3)A、B两点间的距离x.【答案】(1)vD2m/s(2)45N(3)2m【解析】【分

4、析】【详解】(1)小球恰好过最高点D,有:2mgmvDr解得:vD2m/s(2)从B到D,由动能定理:mg(Rr)1mvD21mvB222设小球在B点受到轨道支持力为N,由牛顿定律有:NmgmNB=Nv2BR联解③④⑤得:N=45N(3)小球从A到B,由动能定理:Fxmgx1mvB222解得:x2m故本题答案是:(1)vD2m/s(2)45N(3)2m【点睛】利用牛顿第二定律求出速度,在利用动能定理求出加速阶段的位移,3.如图所示,一轨道由半径R2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和水平直轨道BC在B点平滑连接而成.现有

5、一质量为m1Kg的小球从A点正上方R处的O点由静止释放,小2球经过圆弧上的B点时,轨道对小球的支持力大小FN道,落到水平地面上的P点.已知B点与地面间的高度h18N,最后从C点水平飞离轨3.2m,小球与BC段轨道间的动摩擦因数0.2,小球运动过程中可视为质点.(不计空气阻力,g取10m/s2).求:(1)小球运动至B点时的速度大小vB(2)小球在圆弧轨道AB上运动过程中克服摩擦力所做的功Wf(3)水平轨道BC的长度L多大时,小球落点P与B点的水平距最大.【答案】(1)vB=4?m/s(2)Wf=22?J(3

6、)L3.36m【解析】试题分析:(1)小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力,由此即可求出B点的速度;(2)根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功;(3)结合平抛运动的公式,即可求出为使小球落点P与B点的水平距离最大时BC段的长度.(1)小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力,则有:FNmgmvB2R解得:vB4m/s(2)从O到B的过程中重力和阻力做功,由动能定理可得:mgRRWf1mvB2022解得:Wf22J(3)由B到C的过程中,由动能定理得:mgLBC1mvC21mvB222v2v2解得

7、:LBCBC2g从C点到落地的时间:t02h0.8sgvB2vC2B到P的水平距离:LvCt02g代入数据,联立并整理可得:124L44vC5vC由数学知识可知,当vC1.6m/s时,P到B的水平距离最大,为:L=3.36m【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动,解题的关键就是对每一个过程进行受力分析,根据运动性质确定运动的方程,再根据几何关系求出最大值.4.如图所示,光滑的水平地面上停有一质量端紧靠一个平台,平台与平板车的高度均为,长度,一质量的平板车,平板车左的滑块以水平速度从平板车的左端滑上

8、平板车,并从右端滑离,滑块落地时与平板车的右端的水平距离。不计空气阻力,重力加速度求:滑块刚滑离平板车时,车和滑块的速度大小;滑块与平板车间的动摩擦因数。【答案】(1),(2)【解析】【详解】设滑块刚滑到平板车右端时,滑块的速度大小为由动量守恒可知:,平板车的速度大小为,滑块滑离平

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