最新高考物理曲线运动试题经典

1、最新高考物理曲线运动试题经典一、高中物理精讲专题测试曲线运动1 .如图所示，一位宇航员站一斜坡上 A点，沿水平方向以初速度 vo抛出一个小球，测得 小球经时间t落到斜坡上另一点 B,斜坡倾角为“，已知该星球的半径为 R,引力常量为 G,求：廿.(1)该星球表面的重力加速度(2)该星球的密度g;2Vo tan3Vo tan整理得:2HRtG2 RtG【解析】试题分析：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，根据 平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度.根据万有引力等于重力求出星球的质量，结 合密度的公式求出星球的密度.(1)小球做平抛运动，落在斜面上时有：tan a工=2

2、一呈v0所以星球表面的重力加速度为：g='"t皿-.t(2)在星球表面上，根据万有引力等于重力，得： mg=解得星球的质量为为：M=星球的体积为：V=兀13.则星球的密度为：P等 点晴：解决本题关键为利用斜面上的平抛运动规律：往往利用斜面倾解的正切值进行求得，一 一 巫一 M一，一星球表面的重力加速度，再利用mg=G z和P.求星球的留度.2 . 一宇航员登上某星球表面，在高为 2m处，以水平初速度 5m/s抛出一物体，物体水平射程为5m,且物体只受该星球引力作用 求：(1)该星球表面重力加速度(2)已知该星球的半径为为地球半径的一半，那么该星球质量为地球质量的多少倍.1【答

3、案】(1) 4m/s2； (2) ；10【解析】(1 )根据平抛运动的规律：X= V0tx 5得 t= 一 = -s= 1sVo 5区 12由 h= gt得：g= 22-= 2 22 m /s2= 4m/ s2 t212(2)根据星球表面物体重力等于万有引力:mg=GM星mGM卅m地球表面物体重力等于万有引力：mg =2一廉M 星 _ gR| _ 4,1、212()M 地 gR210210点睛：此题是平抛运动与万有引力定律的综合题，重力加速度是联系这两个问题的桥梁; 知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力.3.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

4、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：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】4mM (2) 4R (3)/或EpEmgR【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

5、距 B点的距离为S,用日为t,由平抛规律知S=vct12R= gt2从B到C由动能定理得1 . 1-泮比-严僚联立知，S= 4 R(3)假设弹簧弹性势能为E p,要使物块在半圆轨道上运动时不脱离轨道，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E pmgR若物块刚好通过 C点，则物块从B到C由动能定理得1 . 1 ,-= ntP? - -m 廿&吕物块在C点时mg=m"1 ,Ep >则 上13联立知：E p#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15E p<mgR 或 E pXmgR.4 .如图

6、所示，一轨道由半径R 2m的四分之一竖直圆弧轨道 AB和水平直轨道 BC在B点R平滑连接而成.现有一质量为m 1Kg的小球从A点正上方”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 18N ,最后从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的 P点.已知B点与地面间的高度 h 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 10 m/s2).求：（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

7、?J （3） L 3.36m【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BC段的长度.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（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:FnmgvB mR解得:vB 4m/ s(2)从。到B的过程中重力和阻力做功，由动能定理可得:mg解得:Wf 22J由B到C的过程中，由动能定理得:mgLBc122mvC-mvB 2c R 12 cR Wf mvB 022解得:从C点到落地的时间:2hB到P的水平距离:t

8、0 g22vbvc0.8svct0代入数据，联立并整理可得：L45 vC由数学知识可知，当 Vc 1.6m/s时,P到B的水平距离最大，为:L=3.36m22vbvLBC 八2 g【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.1 ,5 .如图所不，在竖直平面内有一半径为R的一光滑圆弧轨道 AB与水平地面相切于 B4点。现将AB锁定，让质量为 m的小滑块P (视为质点)从 A点由静止释放沿轨道 AB滑下，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2nl P与

9、B点右侧地面间的动摩擦因数恒定，B点左侧地面光滑，重力加速度大小为g,空气阻力不N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数科；(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， 最后恰好停在 C点，求：当P刚滑到地面时，轨道 AB的位移大小X1；Q与A点的高度差h以及P离开轨道AB后到达C点所用的时间t。【答案】(1) 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为3mg, P与B点右侧地面间的动摩擦因数科为0.5; (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，最后恰好停在C点，当P刚滑到地面时，轨道 AB的位移大小X1为

10、R ;Q与A点的高度差h为R, P离开轨道AB后到达C点所用的时间【详解】12mgR= mvB ,2(1)滑块从A到B过程机械能守恒，应用机械能守恒定律得:2在B点，由牛顿第二定律得：N-mg=mv ,R解得：vb= j2gR , N=3mg,12滑块在BC上滑行过程，由动能定理得：-mg?2R=0-mvB ,2代入数据解得：科=0.5(2)滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律 得：mv1-2mv2=0 mR-2m%=0,t t一 R解得：%二一；3滑块P离开轨道AB时的速度大小为 Vb, P与轨道AB组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向，由动量守恒定

11、律得：mvB-2mv=0,1 919由机械能寸恒te律得：mg (R+h) = mvB 2mv ,2 2一 R解得：h= ；2XiP向右运动运动的时间：t1=,VbP减速运动的时间为t2,对滑片，由动量定理得：-pmgt2=0-mvB,运动时间：t=ti+t2,6.如图所示，轻绳绕过定滑轮，一端连接物块A,另一端连接在滑环 C上，物块A的下端用弹簧与放在地面上的物块 B连接，A、B两物块的质量均为 m,滑环C的质量为M,开 始时绳连接滑环 C部分处于水平，绳刚好拉直且无弹力，滑轮到杆的距离为L,控制滑块C,使其沿杆缓慢下滑，当 C下毛t4L时，释放滑环 C,结果滑环C刚好处于静止，此时 B3刚

12、好要离开地面，不计一切摩擦，重力加速度为g.(1)求弹簧的劲度系数；(2)若由静止释放滑环 C,求当物块B刚好要离开地面时，滑环 C的速度大小.【答案】(1)驷(2) 1oJ(2M-m)gL L. 48m 75M【解析】【详解】(1)设开始时弹簧的压缩量为 x,则kx=mg设B物块刚好要离开地面，弹簧的伸长量为X,，则kx' =mg因此 x'= x= mg由几何关系得2x=Jl2 16 L22LL= 3求得x= L 3得 k=3mg L(2)弹簧的劲度系数为k,开始时弹簧的压缩量为xi=mg k当B刚好要离开地面时，弹簧的伸长量X2= mgk一 ，一，2L因此A上升的距离为h=

13、xi+x2= 3C下滑的距离HJ(L h)2-t 4LL =3根据机械能守恒1 2-Mv221 / vH、2MgH-mgh= 2m（雨2 F）求得v 10喘甯7.如图所示，P为弹射器，PA、BC为光滑水平面分别与传送带 AB水平相连，CD为光滑 半圆轨道，其半径 R=2m,传送带AB长为L=6m,并沿逆时针方向匀速转动.现有一质量 m=1kg的物体(可视为质点)由弹射器P弹出后滑向传送带经 BC紧贴圆弧面到达 D点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，物体与传送带的动摩擦因数为=0.2,取g=10m/s2,现要使物体刚好能经过D点，求：(1)物体到达D点速度大小；(2)则弹射器初始时具有

14、的弹性势能至少为多少.0 -【答案】(1) 2，5m/s； (2) 62J【解析】【分析】【详解】(1)由题知，物体刚好能经过D点，则有:mg m -解得：VdgR 2J5 m/s(2)物体从弹射到 D点，由动能定理得:12 cW mgL 2mgR - mvD 0W Ep解得：Ep 62J2m的平板8.如图所示，一质量为 m的小球C用轻绳悬挂在 。点，小球下方有一质量为车B静止在光滑水平地面上，小球的位置比车板略高，一质量为m的物块A以大小为V0的初速度向左滑上平板车，此时A、C间的距离为d, 一段时间后，物块 A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，且碰撞时间极短，已知物块与平板车间的动摩

15、擦因数为科，重力加速度为g,若A碰C之前物块与平板车已达共同速度，求：(1) A、C间的距离d与v。之间满足的关系式;l应满足什么条件?(2)要使碰后小球 C能绕。点做完整的圆周运动，轻绳的长度A的位移是x,由动量守恒定C以速度v开始做完整的圆周【解析】(1) A碰C前与平板车速度达到相等，设整个过程律得,mvo =(血 + 2m)v1- v2由动能定理得：/4面解得4v8满足的条件是(2)物块A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换,1 1 ,2mv2 = mg x 2/ + -mv运动，由机械能守恒定律得 ""'-2 mv mg < j小球经过最高点时，有

16、vi.口 > 'Tr解得 事啕【名师点睛】A碰C前与平板车速度达到相等，由动量守恒定律列出等式；A减速的最大距离为 d,由动能定理列出等式，联立求解。A碰C后交换速度，C开始做完整的圆周运动，由机械能守恒定律和C通过最高点时的最小向心力为mg联立求解。9. 一轻质细绳一端系一质量为m =0.05吻的小球儿另一端挂在光滑水平轴。上，O到小球 的距离为L= 0.1m,小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示水平距离s=2m,动摩擦因数为 斤0.25.现有一滑块B,质量也为m=0.05kg,从斜面上高度h=5m处滑下，与小球发生弹性正

17、碰，与挡板碰撞时不损失机械能.若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，( g取10m/s2,结果用根号表示)，试问:(1)求滑块B与小球第一次碰前的速度以及碰后的速度(2)求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力(3)滑块B与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次0; ( 2)滑块B【答案】(1)滑块B与小球第一次碰前的速度为J95m/s,碰后的速度为与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力48N; ( 3)小球做完整圆周运动的次数为10次。【解析】【详解】(1)滑块将要与小球发生碰撞时速度为V1 ,碰撞后速度为V1'，小球速度为V2根据能量守恒定律，得：1

18、2smgh = - mv1mg22解得：v1=95 m/sA、B发生弹性碰撞，由动量守恒，得到 ：mv1=mv1 1 mv2由能量守恒定律，得到：121212mv1-mv1-mv2222解得:vi' = 0 v2 = ,95m/s即滑块B与小球第一次碰前的速度为 糜m/s,碰后的速度为0 (2)碰后瞬间，有：2TV2T-mg=m L解得:T=48N即滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力48N。(3)小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为2V0mg=m L小球从最低点到最高点的过程机械能守恒，设小球在最低点速度为有：v。,则有:V,根据机械能守恒1 2一mv22mgL

19、-mv2 2解得:v= 5 m/s滑块和小球最后一次碰撞时速度至少为v=J5m/s,滑块通过的路程为s',根据能量守恒有12mgh= mv mgs解得：s' =19m小球做完整圆周圆周运动的次数：ssn=2 i= 1。次s即小球做完整圆周运动的次数为10次。10.如图所示，在竖直平面内有一“”管道装置，它是由两个完全相同的圆弧管道和两直管道组成。直管道和圆弧管道分别相切于A1、B1、B2, D1、D2分别是两圆弧管道的最高点，C1、C2分别是两圆弧管道的最低点，C1、C2固定在同一水平地面上。两直管道略微错开，其中圆弧管道光滑，直管道粗糙，管道的粗细可忽略。圆弧管道的半径均为R,BO1D1AO1C1B2O2D2A2O2C2。一质量为m的小物块以水平向左的速度v0从C1点出发沿管道运动，小物块与直管道间的动摩擦因数为。设v0 12m/s, m=1kg, R=1.5m,0.5 ,37 (sin37 =0.