高考物理曲线运动解析版汇编及解析.docx

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1、高考物理曲线运动解析版汇编及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图所示，带有1光滑圆弧的小车A的半径为R，静止在光滑水平面上．滑块C置于4木板B的右端，A、B、C的质量均为m，A、B底面厚度相同．现B、C以相同的速度向右匀速运动，B与A碰后即粘连在一起，C恰好能沿A的圆弧轨道滑到与圆心等高处．则：(已知重力加速度为g)(1)B、C一起匀速运动的速度为多少？(2)滑块C返回到A的底端时AB整体和C的速度为多少？【答案】（1）v023gR（2）v123gR，v253gR33【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题．(1)设B、C的初速度为v

2、，AB相碰过程中动量守恒，设碰后AB总体速度u，由0mv02mu，解得uv02C滑到最高点的过程：mv02mu3mu1mv0212mu213mu2mgR222解得v023gR(2)C从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中，满足水平方向动量守恒、机械能守恒，有mv02mumv12mv21mv0212mu21mv1212mv222222解得：v123gR53gR，v2332．光滑水平面AB与一光滑半圆形轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆形轨道瞬间，对

3、轨道的压力为其重力的9倍，之后向上运动经C点再落回到水平面，重力加速度为g.求：(1)弹簧弹力对物块做的功；(2)物块离开C点后，再落回到水平面上时距B点的距离；(3)再次左推物块压紧弹簧，要使物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，则弹簧弹性势能的取值范围为多少？【答案】(1)（2）4R（3）或【解析】【详解】（1）由动能定理得W＝在B点由牛顿第二定律得：9mg－mg＝m解得W＝4mgR（2）设物块经C点落回到水平面上时距B点的距离为S，用时为t，由平抛规律知S=vct2R=gt2从B到C由动能定理得联立知，S=4R（3）假设弹簧弹性势能为ＥＰ，要使物块在半圆轨道上运动时

4、不脱离轨道，则物块可能在圆轨道的上升高度不超过半圆轨道的中点，则由机械能守恒定律知ＥＰ≤mgR若物块刚好通过C点，则物块从B到C由动能定理得物块在C点时mg＝m则联立知：ＥＰ≥mgR.综上所述，要使物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，则弹簧弹性势能的取值范围为ＥＰ≤mgR或ＥＰ≥mgR.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FN18N，最后从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P.B点与地面间的高度h3.2m，小球

5、与BC段轨道间的动点已知摩擦因数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）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）

6、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：mgLBC1mvC21mvB222解得：LBCvB2vC22g从C点到落地的时间：t02h0.8sgB到P的水平距离：LvB2vC2vCt02g代入数据，联立并整理可得：124L44vC5vCL=3.36m由数学知识可知，当C1.6m/s时，P到B的水平距离最大，为：v【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

7、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．水平抛出一个物体，当抛出1秒后，它的速度方向与水平方向成45°角，落地时，速度方向与水平方向成60°角，（g取10m/s2）。求：（1）初速度（2）水平射程（结果保留两位有效数字）（3）抛出点距地面的高度【答案】（1）10m/s（2）17m(3)15m【解析】【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．将1秒后的速度进行分解，根据vy=gt求出竖直方向上的分速度，再根据角度关系求出平抛运动的初速度；将落地的速度进行分解，水