物理曲线运动提高训练.docx

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1、物理曲线运动提高训练一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图所示，在竖直平面内有一绝缘“”型杆放在水平向右的匀强电场中，其中AB、CD水平且足够长，光滑半圆半径为R，质量为m、电量为+q的带电小球穿在杆上，从距B点x=5.75R处以某初速v0开始向左运动．已知小球运动中电量不变，小球与AB、CD间动摩擦因数分别为μ，电场力Eq=3mg/4，重力加速度为1=0.25、μ2=0.80g，sin37=0°.6，cos37°=0.8．求：（1）若小球初速度v0=4gR，则小球运动到半圆上B点时受到的支持力为多大；（

2、2）小球初速度v0满足什么条件可以运动过C点；（3）若小球初速度v=4gR，初始位置变为x=4R，则小球在杆上静止时通过的路程为多大．【答案】（1）5.5mg（2）v04gR（3）44R【解析】【分析】【详解】（1）加速到B点：-1mgxqEx1mv21mv0222在B点：Nmgmv2R解得N=5.5mg（2）在物理最高点qEF：tanmg解得α=370；过F点的临界条件：vF=0从开始到F点：-1mgxqE(xRsin)mg(RRcos)01mv022解得v04gR可见要过C点的条件为：v04gR（3）由

3、于x=4R<5.75R，从开始到F点克服摩擦力、克服电场力做功均小于（2）问，到F点时速度不为零，假设过C点后前进x1速度变为零，在CD杆上由于电场力小于摩擦力，小球速度减为零后不会返回，则：-1mgx2mgx1-qE(x-x1)mg2R01mv022sxRx1解得：s(44)R2．如图所示，一位宇航员站一斜坡上A点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点B，斜坡倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度．【答案】（1）

4、2v0tan（2）3v0tant2RtG【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合密度的公式求出星球的密度．（1）小球做平抛运动，落在斜面上时有：tanα===所以星球表面的重力加速度为：g=．（2）在星球表面上，根据万有引力等于重力，得：mg=G解得星球的质量为为：M=3星球的体积为：V=πR．则星球的密度为：ρ=整理得：ρ=点晴：解决本题关键为利用斜面上的平抛运动规律：往往利用斜面

5、倾解的正切值进行求得星球表面的重力加速度，再利用mg=G和ρ=求星球的密度.3．一位网球运动员用网球拍击球，使网球沿水平方向飞出．如图所示，第一个球从O点水平飞出时的初速度为v1，落在自己一方场地上的B点后，弹跳起来，刚好过网上的C点，落在对方场地上的A点；第二个球从O点水平飞出时的初速度为V2，也刚好过网上的C点，落在A点，设球与地面碰撞时没有能量损失，且不计空气阻力，求：（1）两个网球飞出时的初速度之比v1：v2；（2）运动员击球点的高度H与网高h之比H：h【答案】（1）两个网球飞出时的初速度之比v1：

6、v2为1：3；（2）运动员击球点的高度H与网高h之比H：h为4：3．【解析】【详解】（1）两球被击出后都做平抛运动，由平抛运动的规律可知，两球分别被击出至各自第一次落地的时间是相等的，设第一个球第一次落地时的水平位移为x1，第二个球落地时的水平位移为x2由题意知，球与地面碰撞时没有能量损失，故第一个球在B点反弹瞬间，其水平方向的分速度不变，竖直方向的分速度以原速率反向，根据运动的对称性可知两球第一次落地时的水平位移之比x1：x2=1：3，故两球做平抛运动的初速度之比v1：v2=1：3（2）设第一个球从水平方

7、向飞出到落地点B所用时间为t1，第2个球从水平方向飞出到C点所用时间为t2，则有H=1gt12，H-h=1gt2222又：x1=v1t1O、C之间的水平距离：x'1=v2t2第一个球第一次到达与C点等高的点时，其水平位移x'2=v1t2，由运动的可逆性和运动的对称性可知球1运动到和C等高点可看作球1落地弹起后的最高点反向运动到C点；故2x=x'+x'211可得：t1=2t2，H=4（H-h）得：H：h=4：34．如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD光滑，内圆的上半部分B′C′粗

8、D糙′，下半部分B′A′光D′．一质量滑m=0.2kg的小球从轨道的最低点A处以初速度v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径R=0.2m，取g=10m/s2．（1）若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？（2）若v0C=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力F=2N，则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少？（3）若v0=3.1m/s，经过足够长的时