2020届高三物理二轮专题复习-曲线运动专题

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2020届高三物理二轮专题复习——曲线运动专题一、单选题（本大题共7小题，共28分）某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(    )A.因为该质点速度大小始终不变，所以做的是匀速运动

B.该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是匀变速运动

C.该质点速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态

D.该质点做的是变速运动，具有加速度，故它所受合力不等于零图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则(    )A.a点与b点的线速度大小相等 B.a点与b点的角速度大小相等

C.a点与c点的线速度大小不相等 D.a点与d点的向心加速度大小相等如图所示为在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆．关于摆球的受力，下列说法正确的是(    )A.摆球同时受到重力、拉力和向心力的作用

B.向心力是由重力和拉力的合力提供的

C.拉力等于重力

D.拉力小于重力关于曲线运动，下列说法正确的是(    )A.曲线运动一定是变速运动

B.曲线运动的物体加速度一定变化

C.曲线运动的物体所受合外力一定为变力

D.曲线运动的物体所受合力大小一定变化如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA=rC=2rB.若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上aA.角速度之比为1：2：4 B.角速度之比为1：1：2

C.线速度之比为1：2：2 D.线速度之比为1：1：2以30m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，打在倾角θ为30°的斜面上，此时速度方向与斜面夹角α为60°，(如图所示)，则物体在空中飞行的时间为(不计空气阻力，g取10m/sA.1.5s B.3s C.1.53s如图所示，一个小球绕圆心O做匀速圆周运动，已知圆周半径为r，该小球运动的线速度大小为v，则它运动的向心加速度大小为(    )A.νr B.νr C.ν2r二、多选题（本大题共5小题，共20分）物体以v0的速度水平抛出，当其竖直分位移与水平分位移大小相等时，下列说法中正确的是(    )A.竖直分速度与水平分速度大小不相等

B.瞬时速度的大小为2v0

C.运动时间为2v0“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型，如图所示，已知绳长为l，重力加速度为g，忽略空气阻力，则(    )A.小球运动到最低点Q时，处于超重状态

B.小球初速度v0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大

C.当v0>6gl，小球一定能通过最高点P

D.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下作匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是(    )A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa作离心运动

B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa作离心运动

C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb作近心运动

D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb作离心运动

在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1(且v1A.最短渡河时间为dv1

B.最短渡河位移为d

C.若水流速度变大，渡河时间一定增加

如图，小球从倾角为θ

的斜面顶端A点以速率vo做平抛运动，则(    )

A.若小球落到斜面上，则vo越大，小球飞行时间越大

B.若小球落到斜面上，则vo越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大

C.若小球落到水平面上，则vo越大，小球飞行时间越大

D.三、填空题（本大题共2小题，共10分）小船在静水中的速度是6m/s，河水的流速是3m/s，河宽60m，小船渡河时，船头指向与河岸垂直，它将在正对岸的______游______ m处靠岸，过河时间t= ______ s.如果要使实际航线与河岸垂直，船头应指向河流的______游，与河岸所成夹角α= ______，过河时间t′= ______ s．如图所示，一物块放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，物块所需向心力由______力提供．若已知物块的质量为1kg，离转轴的距离为10cm，转盘的角速度为5rad/s，则物块所需向心力的大小为______N.四、实验题（本大题共1小题，共12分）如图所示，AB为一斜面，小球从A处以v 0水平抛出，落地点恰在B点，已知底角θ=30°，斜面长为L=40m，小球在空中的飞行时间为______s，小球平抛的初速度为

m/s五、计算题（本大题共3小题，共30分）风洞实验是测试飞行器性能的重要方法，风洞中可以提供大小和方向恒定的风力．在某风洞中存在水平方向的恒定风力，将质量为m的小球以速度v0从O点斜向上弹射出去，v0与水平方向夹角为θ，经过一段时间后，小球到达射出点正上方的P点时，速度恰好为水平方向，重力加速度为g.求：

(1)P点到O点的竖直高度h；

(2)水平风力的大小F；

(3)到达P点时速度的大小vp

如图所示，质量m=1kg的小球从一圆弧AB滚下后落在地面的C点，已知圆弧半径R=0.5m，A点距离地面的高度H=1.3m，通过装在B点的力感应器测得小球经过时对B点的压力大小为18N，运动过程中忽略空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s2，求：

(1)小球经过B点的速度大小；

(2)小球落地点C到地面上D点的距离．

如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块。求：(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度？

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

解决本题的关键知道匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，向心力的方向时刻改变。匀速圆周运动的向心力方向时刻改变，线速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动，向心加速度的大小不变，而方向改变。

【解答】AB.匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，因此不是匀速运动，是变速运动，由于向心加速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，故A错误，B正确；C.匀速圆周运动是曲线运动，具有向心加速度，不为零，故C错误；

D.该质点做的是变速运动，具有向心加速度，故它所受合不为零，故D正确。

故选D。

2.【答案】D

【解析】略

3.【答案】B

【解析】解：A、小球受重力和拉力，两个力的合力提供圆周运动的向心力。故B正确，A错误；

C、设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系可知mg=Tsinθ，所以拉力大于重力，故CD错误。

故选：B。

小球做匀速圆周运动，受到重力和拉力两个力作用，两个力的合力提供做匀速圆周运动的向心力，根据几何关系判断拉力和重力的关系．

解决本题的关键知道向心力是做圆周运动所需要的力，靠其它力来提供，难度不大，属于基础题．

4.【答案】A

【解析】解：A、曲线运动的条件是合外力与速度不一条直线上，故速度方向时刻变化，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确．

BCD、曲线运动一定受到合外力，即一定有加速度，但合力和加速度不一定变化，例如平抛运动，只受重力，重力的大小和方向都不变，加速度为重力加速度，大小和方向也都不变．故BCD均错误．

故选：A

曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，速度方向时刻变化，故曲线运动时变速运动．

曲线运动合力一定不能为零．在恒力作用下，物体可以做曲线运动．

掌握曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，知道曲线运动合外力一定不为零，速度方向时刻变化，一定是变速运动．

5.【答案】D

【解析】解：1、点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故：va：vb=1：1；

根据v=rω，有：ωa：ωb=rb：ra=1：2；

2、点b和点c是同轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1；

根据v=rω，有：vb：vc=rb：rc=1：2；

综合，有：ωa：ωb：ωc=1：2：2；

va：vb：vc=1：1：2；

故ABC错误，D正确；

【解析】【分析】

物体撞在倾角θ为30°的斜面上，速度方向与斜面夹角α为60°，由几何关系可知，速度与水平方向的夹角为30°，将该速度进行分解，根据水平方向上的速度求出竖直方向上的分速度，根据竖直方向上做自由落体运动求出物体飞行的时间。

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，根据竖直方向上的分速度求出运动的时间。

【解答】

物体打在倾角θ为30°的斜面上，速度方向与斜面夹角α为60°，由几何关系可知，速度与水平方向的夹角为30°，

将该速度分解，则有：tan30°=vyv0，

则：vy=v0tan30°=gt，

所以：t=v0tan300【解析】解：根据向心加速度的公式知，a=ω2r.又v=ωr，故a=vω=v2r，故C正确，A、B、D错误．

故选：C．

根据向心加速度的公式a=ω2【解析】【分析】

本题主要考查平抛运动，通过竖直分位移与水平分位移大小相等，求出时间，根据时间可求出竖直方向的分速度以及速度的大小和方向．

解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动．且分运动与合运动具有等时性．

【解答】

AC.竖直分位移与水平分位移大小相等，故v0t=12gt2，解得：t=2v0g，故vy=gt=g2v0g=2v0，即竖直分速度是水平分速度的2倍，故AC正确；

B.平抛运动瞬时速度的大小为v=v0【解析】解：A、小球在最低点时。重力与拉力的合力提供向心力，所以小球受到的拉力一定大于重力，小球处于超重状态。故A正确；

B、设小球在最高点的速度为v1，最低点的速度为v2；由动能定理得：

mg(2l)=12mv22−12mv12…①

球经过最高点P：mg+F1=mv12l…②

球经过最低点Q时，受重力和绳子的拉力，如图

根据牛顿第二定律得到，F2−mg=mv22l…③

联立①②③解得：F2−F1=6mg，与小球的速度无关。故B错误；

C、球恰好经过最高点P，速度取最小值，故只受重力，重力提供向心力：mg=mv32l，得：v3【解析】解：A、若拉力突然消失，小球做离心运动，因为不受力，将沿轨迹Pa运动，故A正确。

B、若拉力变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即沿Pb运动，故B错误，D正确。

C、若拉力变大，则拉力大于向心力，沿轨迹Pc做近心运动，故C错误。

故选：AD。

本题考查离心现象产生原因以及运动轨迹，当拉力突然消失或变小时，物体会做离心运动，运动轨迹可是直线也可以是曲线，要根据受力情况分析．

此题要理解离心运动的条件，结合力与运动的关系，当合力为零时，物体做匀速直线运动．

11.【答案】AB

【解析】解：A、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，t=dv1.故A正确．B、船在静水中速度大于水流的速度，可知当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，最短位移为d.故B正确．C、D、将船分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，静水速v1的方向(即船头与河岸的夹角)不同，垂直于河岸方向上的分速度不同，则渡河时间不同，但与水流速无关．故C错误，D错误．故选：AB当静水速大于水流速，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短．当静水速与河岸垂直时，渡河的时间最短．解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直，渡河时间最短，当合速度与河岸垂直时，渡河位移最短．【解析】解：

A、若小球落到斜面上，则有tanθ=yx=12gt2v0t=gt2v0，得t=2v0tanθg，可知t∝v0，故A正确．

B、末速度与竖直方向夹角的正切tanα=v0vy=v0gt=v02v0tanθ=12tanθ，保持不变，故B错误．

C、若小球落到水平面上，飞行的高度h一定，由h=12【解析】【分析】

解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解。

将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性，求出到达对岸沿水流方向上的位移以及时间；当实际航线与河岸垂直，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则求出船头与河岸所成的夹角。

【解答】

渡河最短时间为：t=dvc=606s=10s，则沿河岸方向上的位移为：x=v水t=3×10m=30m，所以船将在正对岸下游30m处靠岸；

当实际航线与河岸垂直，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则有：cosα=vsvc=36=12，所以α=60°，因此船头应指向河流的上游60°；【解析】解：物块放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，物块所需向心力由静摩擦力提供．

向心力的大小Fn=mrω2=1×0.1×25N=2.5N．

故答案为：静摩擦，2.5

物体随圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，根据向心力公式求出向心力的大小．

解决本题的关键知道物块做圆周运动向心力的来源，以及掌握向心力的公式，基础题．

15.【答案】2【解析】本题主要考查了平抛运动的分解。根据

，得：

；由几何关系得水平位移为：x=Lcos30°=20m，所以初速度为：；故答案为：2s；。关键是能够熟练掌握平抛