高考物理高考物理曲线运动的技巧及练习题及练习题(含答案).docx

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1、高考物理高考物理曲线运动的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内OABCD透明玻璃管道，管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系，O点为抛物口，下方接一满足方程y5x2的光滑抛物线形状管道OA；9AB、BC是半径相同的光滑圆弧管道，CD是动摩擦因数μ＝0.8的粗糙直管道；各部分管道在连接处均相切。A、B、C、D的横坐标分别为xA＝1.20m、xB＝2.00m、xC＝2.65m、xD＝3.40m。已知，

2、弹珠质量m＝100g，直径略小于管道内径。E为BC管道的最高点，在D处有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠，sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，求：（1）若要使弹珠不与管道OA触碰，在O点抛射速度ν0应该多大；（2）若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍，在O点抛射速度v0应该多大；（3）游戏设置3次通过E点获得最高分，若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。【答案】（1）3m/s（2）206m/s2m/s（3）23m/s＜ν＜2【解析】【详解】5（1）由y9x2得：A点坐标（1.20m，0.

3、80m）由平抛运动规律得：xA＝v0t，yA1gt22代入数据，求得t＝0.4s，v0＝3m/s；（2）由速度关系，可得θ＝53°求得AB、BC圆弧的半径R＝0.5mOE过程由动能定理得：mgyA﹣mgR（1﹣cos53）°1mvE21mv0222解得v0＝22m/s；（3）sinα2.652.000.400.5，α＝30°0.5CD与水平面的夹角也为α＝30°设3次通过E点的速度最小值为v1．由动能定理得mgyA﹣（﹣cos53）﹣＝1mv1mgR1°2μmgxCDcos30°022解得v1＝23m/s设3次通过E点的速度最大值为

4、v2．由动能定理得mgyA﹣mgR（1﹣cos53）﹣°4μmgxCDcos30＝°01mv222解得v2＝6m/s考虑2次经过E点后不从O点离开，有﹣2μmgx°＝012CDcos302mv3解得v3＝26m/s故23m/s＜ν0＜26m/s2．如图所示，竖直平面内的光滑3/4的圆周轨道半径为R，A点与圆心O等高，B点在O的正上方，AD为与水平方向成θ=45°角的斜面，AD长为72R．一个质量为m的小球（视为质点）在A点正上方h处由静止释放，自由下落至A点后进入圆形轨道，并能沿圆形轨道到达B点，且到达B处时小球对圆轨道的压力大

5、小为mg，重力加速度为g，求：(1)小球到B点时的速度大小vB(2)小球第一次落到斜面上C点时的速度大小v(3)改变h，为了保证小球通过B点后落到斜面上，h应满足的条件3【答案】(1)2gR(2)10gR(3)Rh3R2【解析】【分析】【详解】(1)小球经过B点时，由牛顿第二定律及向心力公式，有mgmgmvB2R解得vB2gR(2)设小球离开B点做平抛运动，经时间t，下落高度y，落到C点，则y1gt22ycotvBt两式联立，得y2vB24gR4Rgg对小球下落由机械能守恒定律，有1mvB2mgy1mv222解得vvB22gy

6、2gR8gR10gR(3)设小球恰好能通过B点，过B点时速度为v，由牛顿第二定律及向心力公式，有1mgmv12R又mg(hR)1mv122得h3R2可以证明小球经过B点后一定能落到斜面上设小球恰好落到D点，小球通过B点时速度为v2，飞行时间为t，(72R2R)sin1gt22(72R2R)cosv2t解得v22gR又mg(hR)1mv222可得h3R故h应满足的条件为3Rh3R2【点睛】小球的运动过程可以分为三部分，第一段是自由落体运动，第二段是圆周运动，此时机械能守恒，第三段是平抛运动，分析清楚各部分的运动特点，采用相应的规律求解

7、即可．3．如图所示，大小相同且质量均为m的A、B两个小球置于光滑的边长为22H的正方形玻璃板上，B静止，A由长为2H的轻质细绳悬挂于O3，静止时细绳刚好拉直，悬点距离玻璃板和玻璃板距离水平地面均为H，玻璃板中心O2位于悬点O3正下方，O3与O2的延长线和水平地面交于点O1．已知重力加速度为g．（1）某同学给A一个水平瞬时冲量I，A开始在玻璃板上表面做圆周运动且刚好对玻璃板无压力，求I满足的表达式；（2）A运动半周时刚好与静止的B发生对心弹性正碰，B从玻璃板表面飞出落地，求小球B的落点到O1的距离．【答案】（1）ImgH（2）3H【解

8、析】设细绳与竖直方向夹角为θ(1)cosH145o，A圆周运动轨道半径为Hh由A的受力分析可知：mv02mgtanH动量定理：Imv0ImgH(2)A与B发生弹性正碰m1vom1v1m2v21m1vo21m1v121m2v22222解