高考物理曲线运动练习题及解析.docx

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1、高考物理曲线运动练习题及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．一质量M=0.8kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向小物块，并与物块粘在一起，小球与小物块相互作用时间极短可以忽略．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和小物块共同速度的大小；（2）小球和小物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；（3）小球和小物块摆动过程中所能达到的最大高度．【答案】（1）v共=2.0m/s（2）F=15N(3)h=0.2m【解析】（1）因为小球与物块相互

2、作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒．mv0(Mm)v共得:v共=2.0m/s（2）小球和物块将以v共开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，F(Mm)g(Mm)v共2L得:F15N（3）小球和物块将以v共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设它们所能达到的最大高度为h，根据机械能守恒：（m+M)gh1(mM)v共22解得:h0.2m综上所述本题答案是:（1）v共=2.0m/s（2）F=15N(3)h=0.2m点睛:（1）小球粘在物块上，动量守恒．由动量守恒，得小球和物块共同速度的大小．（2）对小球和物块合力提供向心力，

3、可求得轻绳受到的拉力（3）小球和物块上摆机械能守恒．由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度．2．如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘3.2m处放着一质量为0.1kg的小铁球（可看作质点），铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2．现用水平向右推力F=1.0N作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘A点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D．已知∠BOC=37°，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度H=0.45m，圆弧轨道半径R=0.

4、5m，C点为圆弧轨道的最低点，求：（取sin37°=0.6，cos37=0°.8）(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；(2)若铁球以vC=5.15m/s的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁球对圆弧轨道的压力大小FC；（计算结果保留两位有效数字）(3)铁球运动到B点时的速度大小vB；(4)水平推力F作用的时间t。【答案】(1)铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小为5m/s；(2)若铁球以vC=5.15m/s的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁球对圆弧轨道的压力大小为6.3N；(3)铁球运动到B点时的速度大小是5m/s；(4)水平推力F作用的时

5、间是0.6s。【解析】【详解】mvD2(1)小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：mgR可得：vD5m/s(2)小球在C点受到的支持力与重力的合力提供向心力，则：FmgmvC2R代入数据可得：F=6.3N由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力：FC=F=6.3N2(3)小球从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有：2ghvy得：vy=3m/svy3小球沿切线进入圆弧轨道，则：vB5m/ssin370.6(4)小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得：vAvBcos3750.84m/s小球在水平面上做加速运动时

6、：Fmgma1可得：a18m/s2小球做减速运动时：mgma2可得：a22m/s2由运动学的公式可知最大速度：vma1t；vAvma2t2又：xvmtvmvAt222联立可得：t0.6s3．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好与倾角为450的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为R1m，小球可看作质点且其质量为m1kg，g10m/s2，求：（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；（2）小球通过管道上B点时对管道的压力大小和方向．【答案

7、】（1）0.9m；（2）1N【解析】【分析】（1）根据平抛运动时间求得在C点竖直分速度，然后由速度方向求得动水平方向为匀速运动求得水平距离；v，即可根据平抛运（2）对小球在B点应用牛顿第二定律求得支持力NB的大小和方向．【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点竖直方向的分速度vy=gt=10m/s水平分速度vx=vytan450=10m/s则B点与C点的水平距离为：x=vxt=10m（2）根据牛顿运动定律，在B点v2NB+mg=mR解得NB=50N根据牛顿第三定律得小球对轨道的作用力大小N,=NB=50N方向竖直向上【点睛】该题考查竖直平面内的圆周运

8、动与平抛运动，小球恰好垂直与倾角为45