2012届高三物理第二轮专题练习之曲线运动新人教高中物理练习试题

-1-曲线运动1.如图，以sm/8.9的初速度水平抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间为（）A.s33B.s332C.s3D.s2v0θ2.放在赤道上的物体I和放在北纬60°处的物体II，由于地球的自转，它们的A.角速度之比为1:2:IIIB.线速度之比为1:2:IIIvvC.向心加速度之比为1:2:IIIaaD.向心加速度之比为1:4:IIIaa3.如图所示，已知CBAmmm32，它们距轴的关系是BCArrr21，三物体与转盘表面的动摩擦因数相同，当转盘的转速逐渐增加时A.物体A先滑动B.物体B先滑动C.物体C先滑动D.B与C同时开始滑动BAC4.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高出h。将甲、乙两球以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（）A.同时抛出，且21vvB.甲迟抛出，且21vvC.甲早抛出，且21vvD.甲早抛出，且21vv-2-hv1v2甲乙5.甲乙两人在一幢楼的三楼窗口比赛掷垒球，他们都尽力水平掷出同样的垒球，不计空气阻力，甲掷的水平距离正好是乙的两倍，若乙要想水平掷出相当于甲在三楼窗口掷出的距离，则乙应（不计一楼窗口离地高度）A.在5楼窗口水平掷出B.在6楼窗口水平掷出C.在9楼窗口水平掷出D.在12楼窗口水平掷出6.甲、乙两名滑冰运动员，kgM80甲，kgM40乙，面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演，如图所示，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，下列判断中正确的是A.两人的线速度相同，约为40m/sB.两人的角速度相同，为6rad/sC.两人的运动半径相同，都是0.45mD.两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m甲乙7.一小球质量为m，用长为L的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方L/2处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间A．小球线速度没有变化B．小球的角速度突然增大到原来的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍8.如图所示，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列说法正确的是A．ta＞tb，va＜vbB．ta＞tb，va＞vbC．ta＜tb，va＜vbD．ta＜tb，va＞vbOLvavb14-3-9.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（）A．水平方向的分运动是匀速直线运动。B．水平方向的分运动是匀加速直线运动。C．竖直方向的分运动是自由落体运动。D．竖直方向的分运动是匀速直线运动。10.如图所示．一足够长的固定斜面与水平面的夹角为370，物体A以初速度V1从斜面顶端水平抛出，物体B在斜面上距顶端L＝15m处同时以速度V2沿斜面向下匀速运动，经历时间t物体A和物体B在斜面上相遇，则下列各组速度和时间中满足条件的是（sin37O＝0．6，cos370＝0．8，g＝10m/s2）A.V1＝16m/s，V2＝15m/s，t＝3s．B.V1＝16m/s，V2＝16m/s，t＝2s．C.V1＝20m/s，V2＝20m/s，t＝3s．D.V1＝20m/s，V2＝16m/s，t＝2s．11.在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地。若不计空气阻力，则A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B．垒球落地时的瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C．垒球在空中运动的水平位置仅由初速度决定D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定12.倾斜雪道的长为25m，顶端高为15m，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0＝8m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g＝10m/s2）-4-13.抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动。现讨论乒乓球发球问题．设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力(设重力加速度为g)(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出，落在球台的P1点(如图实线所示)，求P1点距O点的距离x.；(2)若球在O点正上方以速度v2水平发出后．恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点（如图虚线所示）．求v2的大小.；(3)若球在O点正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3处，求发球点距O点的高度h3.。14．如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1．25m，现将一质量m=0．2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(g取10m／s2)．求：（1）小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功；（2）小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小；（3）小滑块着地时的速度大小和方向．-5-15．如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，它以gRv30的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R，并滑上光滑的半径为R的41圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C点后P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？-6-答案及解析1.【答案】C【解析】根据本题所给的信息，显然无法利用位移求解，但我们可以从速度入手，将物体撞击在斜面上的速度分解，如图所示，由几何关系可得：00330cotvvvy竖直方向做自由落体运动，由gtvy可得sgvty3v0θv0vvy2.【答案】BC【解析】物体I和物体II都在地球上，角速度III都等于地球自转角速度。由于物体II的转动半径地Rr212，物体I的转动半径地Rr1，即212rr。因rv，2ra则1:2::21rrvvIII1:2::21rraaIII00330cotvvvy竖直方向做自由落体运动，由gtvy可得sgvty33.【答案】B【解析】三物体绕圆盘转动，是静摩擦力提供向心力。物体滑动的条件是物体受到的最大静摩擦力不足以提供做圆周运动所需要的向心力，即rmmg2，即rg2。说明三个物体哪个先滑动跟物体的质量无关，只跟半径有关，半径较大的先滑动。4.【答案】D【解析】如图，乙击中甲球的条件，水平位移相等，甲的竖直位移等于乙的竖直位移加上h。即2211tvtv①22212121gthgt②-7-由②得21tt再结合①得21vv5.【答案】C【解析】设乙在n楼窗口与甲在三楼窗口掷出的距离相等，一层楼高为h，则三楼高为2h，n楼高为hn)1(，有ghvghnv22)1(2甲乙①又甲、乙同在三楼时，甲掷的水平距离正好是乙的二倍，有ghvghv22222乙甲②联立①②解得9n6.【答案】D【解析】甲、乙两人做圆周运动的角速度相同，向心力大小都是弹簧的弹力，则有乙乙甲甲rMrM22即乙乙甲甲rMrM且mrr9.0乙甲，kgM80甲，kgM40乙解得mr3.0甲，mr6.0乙由于甲甲rMF2所以)/(62.03.0802.9sradrMF甲甲而rv，r不同，v不同。所以答案选D。7.【答案】ABC【解析】在小球通过最低点的瞬间，水平方向上不受外力作用，沿切线方向小球的加速度等于零，因而小球的线速度不会发生变化，故A正确；在线速度不变的情况下，小球的半径突然减小到原来的一半，由v=ωr可知角速度增大为原来的2倍，故B正确；由a=v2/r，可知向心加速度突然增大到原来的2倍，故C正确；在最低点，F-mg=ma，可以看出D不正确．8.【答案】A【解析】此题平抛运动，小球在空中运动的时间由竖直方向的分运动决定，根据212hgt，可得tatb，水平方向做匀速直线运动，根据s＝v0t可得vavb，故选A。9.【答案】C【解析】这是一道有关平抛运动的演示实验题，其间隐藏着严密的逻辑推理方法。这是一个对比实验，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，其实是将A球的竖直方向分运动与B球的自由落体运动进行对比，实验发现AB两球总是同时落地。这里透过现象看本质，有着严密的逻辑推理，“改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地”这个现象非常关键，任意性推理出普遍性，只有任意高度同时落下AB两球同时落地时才能推理出A球竖直方向的分运动是自由落体运动。10.【答案】C-8-【解析】解由平抛运动规律可知，tanθ＝2112gtvt，将θ=37°代入解得：3v1=20t，故只有C选项满足条件。11.【答案】D【解析】垒球落地时瞬时速度的大小v＝ghv220，其速度方向与水平方向的夹角满足：tanα＝02vgh，由此可知，A、B错；垒球在空中运动的水平位移x＝v0t＝v0gh2，故C错；垒球在空中的飞行时间t＝gh2，故D对。12.解析：如图所示，选坐标，斜面的方程为：3tan4yxx①运动员飞出后做平抛运动0xvt②212ygt③联立①②③式，得飞行时间t＝1.2s落点的x坐标：x1＝v0t＝9.6m落点离斜面顶端的距离：112mcosxs落点距地面的高度：11()sin7.8mhLs接触斜面前的x分速度：8m/sxvy分速度：12m/syvgt沿斜面的速度大小为：cossin13.6m/sBxyvvv设运动员在水平雪道上运动的距离为s2，由功能关系得：2121cos()2BmghmvmgLsmgs解得：s2＝74.8m-9-13.解析：（1）设发球高度为h1时，球在空中飞行时间为t1，根据平抛运动，有21121gth111tx解得：ghx1112（2）设发球高度为h2，飞行时间为t2，同理根据平抛运动22221gth222tx球与球台碰撞后，根据对称性，应有h2=h，2x2=L得：hgL222（3）如图所示，发球高度为h3，飞行时间为t3，同理根据平抛运动23321gth333tx球与球台碰撞后，根据对称性，有3x3=2L设球从恰好越过球网到最高点的时间为t，水平距离为s，有：2321gthhts3由几何关系知x3+s=L联立以上几式，可解得：hh34314.解析：（1）滑块在圆弧轨道受重力、支持力和摩擦力作用，由动能定理mgR-Wf=21mv2Wf=1.5J（2）滑块经过B点时，由牛顿第二定律得：FN-mg=mRv2FN=4.5N根据牛顿第三定律，小滑块对轨道的压力大小也为4.5N-10-（3）滑块离开圆弧后做平抛运动H=21gt2t=0.5s落地时竖直分速度vy=gt=5m/s落地时速度大小合v=52m/s设滑块落地时速度方向与水平方向夹角为度，则有2cos合vvy所以045即滑块落地时速度方向与水平方向夹角为45度15.解析：设滑块至B点时速度为vB，对滑块由A点到B点应用动能定理有20221215mvmvRmgB解得gRvB82滑块从B点开始运动后机构能守恒，设滑块到达P处时速度为Pv，则RmgmvmvPB2212122解得gRvP2滑块穿过P孔后再回到平台的时间gRgvtP42要想实现题述过程，需满足)1