高中物理曲线运动的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)含解析.docx

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1、高中物理曲线运动的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图所示，在风洞实验室中，从A点以水平速度v0向左抛出一个质最为m的小球，小球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为F，经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处，重力加速度为g，在此过程中求（1）小球离线的最远距离；（2）A、B两点间的距离；（3）小球的最大速率vmax．【答案】（1）mv22m2gv2（3）v0F24m2g20（2）0F2FF2【解析】【分析】（1）根据水平方向的运动规律，结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方

2、向的速度为零时距墙面的距离；（2）根据水平方向向左和向右运动的对称性，求出运动的时间，抓住等时性求出竖直方向A、B两点间的距离；（3）小球到达B点时水平方向的速度最大，竖直方向的速度最大，则B点的速度最大，根据运动学公式结合平行四边形定则求出最大速度的大小；【详解】（1）将小球的运动沿水平方向沿水平方向和竖直方向分解水平方向：F＝max2v0＝2axxm解得：xm＝mv022F（2）水平方向速度减小为零所需时间t1＝v0ax总时间t＝2t1竖直方向上：y＝1gt2＝2m2gv022F2（3）小球运动到B点速度最大vx=v0Vy=gt

3、vmax＝vx2vy2＝v0F24m2g2F【点睛】解决本题的关键将小球的运动的运动分解，搞清分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．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(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．L＝3m，围10m/s2.求：【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

4、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，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≤vma

5、x，即5m/s≤v≤13m/s．0（2）根据机械能守恒定律得：mgH+=解得小球落在空地上的最小速度：vmin′===5m/s3．如图所示，半径为R的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内，O为圆轨道的圆心，D为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高．质量为m的小球从离B点高度为h处（3Rh3R）的A点由静止开始下落，从B点进入圆轨道，2重力加速度为g）．（1）小球能否到达D点？试通过计算说明；（2）求小球在最高点对轨道的压力范围；（3）通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上，若能，求落点与B点水平距离

6、d的范围．【答案】（1）小球能到达D点；（2）0F3mg；（3）21Rd221R【解析】【分析】【详解】（1）当小球刚好通过最高点时应有：mgmvD2R由机械能守恒可得：mvD2mghR2联立解得h33Rh3R，小球能到达D点；R，因为h的取值范围为22（2）设小球在D点受到的压力为F，则FmgmvD2RmghRmvD22联立并结合h的取值范围3Rh3R解得：0F3mg2据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为：0F3mg（3）由（1）知在最高点D速度至少为vDmingR此时小球飞离D后平抛，有：R1gt22xminvDmin

7、t联立解得xmin2RR，故能落在水平面BC上，当小球在最高点对轨道的压力为3mg时，有：mg3mgmvD2maxR解得vDmax2gR小球飞离D后平抛R1gt2，2xmaxvDmaxt联立解得xmax22R故落点与B点水平距离d的范围为：21Rd221R4．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的1光滑圆弧轨道AB，与水平地面相切于B4点。现将锁定，让质量为的小滑块（视为质点）从A点由静止释放沿轨道滑ABmPAB下，最终停在地面上的C点，C、B两点间的距离为2R．已知轨道AB的质量为2m，P与B点右侧地面间的动摩擦因数恒定，B点左侧地

8、面光滑，重力加速度大小为g，空气阻力不计。（1）求P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ；（2）若将AB解锁，让P从A点正上方某处Q由静止释放，P从A点竖直向下落入轨道，最后恰好