高中物理曲线运动各地方试卷集合汇编及解析.docx

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1、高中物理曲线运动各地方试卷集合汇编及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．3O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m5的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球到达A点时动量

2、的大小；（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间．【答案】（1）5gR（2）m23gR（3）35R225g【解析】试题分析本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力．解析（1）设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F．由力的合成法则有F0tan①mgF2(mg)2F02②设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得v2Fm③R由①②③式和题给数据得F03mg④4v5gR⑤2（2）设小球到达A点的速度大小为v1，作CDPA，交PA于D点，由

3、几何关系得DARsin⑥CDR(1cos）⑦由动能定理有mgCDF0DA1mv21mv12⑧22由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为pmv1m23gR⑨2（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g．设小球在竖直方向的初速度为v，从C点落至水平轨道上所用时间为t．由运动学公式有vt1gt2CD⑩2vvsin由⑤⑦⑩式和题给数据得35Rtg5点睛小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新．2．如图所示，一箱子高为H．底边

4、长为L，一小球从一壁上沿口A垂直于箱壁以某一初速度向对面水平抛出，空气阻力不计。设小球与箱壁碰撞前后的速度大小不变，且速度方向与箱壁的夹角相等。（1）若小球与箱壁一次碰撞后落到箱底处离C点距离为，求小球抛出时的初速度v0；（2）若小球正好落在箱子的B点，求初速度的可能值。【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）将整个过程等效为完整的平抛运动，结合水平位移和竖直位移求解初速度；（2）若小球正好落在箱子的B点，则水平位移应该是2L的整数倍，通过平抛运动公式列式求解初速度可能值。【详解】（1）此题可以看成是无反弹的完整平抛运动，水平位移：

5、x＝＝v0t直位移：H＝gt2解得：v0＝；（2）若小球正好落在箱子的B点，小球的水平位移：x′＝2nL（n＝1.2.3⋯⋯）同理：x′＝2nL＝v′0，H＝2tgt′解得：（n＝1.2.3⋯⋯）3．如所示，半径R的四分之三周道固定在直平面内，O道的心，D道的最高点，道内壁光滑，道右的水平面BC与心等高．量m的小球从离B点高度h（3Rh3R）的A点由静止开始下落，从B点入道，2重力加速度g）．（1）小球能否到达D点？通算明；（2）求小球在最高点道的力范；（3）通算明小球从D点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．

6、【答案】（1）小球能到达D点；（2）0F3mg；（3）21Rd221R【解析】【分析】【解】（1）当小球好通最高点有：mgmvD2R由机械能守恒可得：mghRmvD22联立解得h33h3R，小球能到达D点；2R，因为h的取值范围为R2（2）设小球在D点受到的压力为F，则FmvD2mgRmghRmvD22联立并结合h的取值范围3Rh3R解得：0F3mg2据牛顿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xmin2R

7、R，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：21Rd221R4．如图所示，在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带BC．已知传送带沿顺时针方向运行的速度v=4m/s，B、C两点的距离L=6m。一质量m=0.2kg的滑块（可视为质点）从传送带上端B点的右上方比B点高h=0.45m处的A点水平抛出，恰好从B点沿BC方向滑人传送带，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，取

8、重力加速度g=10m/s2，sin37=°0.6，cos37°=0.8。求：(1)滑块水平抛出时的速度v0；(2)在滑块通过传送带的过程中，传送带和滑块克服摩擦力做的总功W.【答案】(1)v0=4m/s(2)W=8J【解