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