2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 考前基礎回扣練四 曲線運動(含解析)

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1、四曲線運動1. (人教版必修2 P7第2題改編)(多選)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目,如圖所示,當跳傘員從直升機上由靜止跳下后,在下落過程中將會受到水平風力的影響,下列說法中正確的是()A風力越大,跳傘員下落時間越長,跳傘員可完成更多的動作B風力越大,跳傘員著地速度越大,有可能對跳傘員造成傷害C跳傘員下落時間與風力無關D跳傘員著地速度與風力無關答案BC解析風力是水平的,不改變豎直方向的運動,所以跳傘員下落時間與風力無關,A錯誤,C正確;跳傘員落地速度是水平速度與豎直速度的合成,二者相互垂直,風力越大,水平速度越大,合速度越大,有可能對跳傘員造成傷害,B正確,D錯誤。2(教科版必修2

2、P18第2題)一架投放救援物資的飛機在某個受援區(qū)域的上空水平地勻速飛行,從飛機上每隔1 s投下1包救援物資,先后共投下4包,若不計空氣阻力,則4包物資落地前()A在空中任何時刻總是排成拋物線,它們的落地點是等間距的B在空中任何時刻總是排成拋物線,它們的落地點不是等間距的C在空中任何時刻總在飛機正下方排成豎直的直線,它們的落地點是等間距的D在空中任何時刻總在飛機正下方排成豎直的直線,它們的落地點不是等間距的答案C解析以勻速飛行的飛機為參考系,物資包做自由落體運動,在空中任何時刻總在飛機正下方排成豎直的直線,落地點間的距離xv0t,其中v0是飛機的水平速度,t是1 s的時間間隔,可知它們的落地點是

3、等間距的,C正確。3. (人教版必修2 P25第3題改編)如圖所示,小物體A與水平圓盤保持相對靜止,跟著圓盤一起做勻速圓周運動,則A受力情況是()A重力、支持力B重力、向心力C重力、支持力、指向圓心的摩擦力D重力、支持力、向心力、摩擦力答案C解析物體受到重力、支持力、靜摩擦力,其中,指向圓心的靜摩擦力提供向心力,C正確。4(多選)有關圓周運動的基本模型,下列說法正確的是()A如圖a,汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)B如圖b所示是一圓錐擺,增大,若保持圓錐的高不變,則圓錐擺的角速度不變C如圖c,汽車通過凹形橋最低點時不需要限速D如圖d,汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時,會向外側(cè)發(fā)生側(cè)滑答案B

4、D解析汽車在拱橋最高點,mgFN,知FNmg,故處于失重狀態(tài),A錯誤;題圖b所示是一圓錐擺,重力和拉力的合力Fmgtanm2r,又rLsin,得,故增大,但保持圓錐的高不變,角速度不變,B正確;在凹形橋最低點有FNmgm,若速度v很大,則車對橋的壓力FNFNmgm很大,容易壓壞路面,C錯誤;汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時,靜摩擦力指向內(nèi)側(cè),若超速行駛,則靜摩擦力達到最大靜摩擦力后也不足以充當汽車轉(zhuǎn)彎的向心力,汽車會向外側(cè)發(fā)生側(cè)滑,D正確。5(源于人教版必修2 P26“插圖”)在修筑鐵路時,彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌。如圖所示,當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓,設此時的速度大小為v

5、,重力加速度為g,兩軌所在面的傾角為,則()A該彎道的半徑rB當火車質(zhì)量改變時,規(guī)定的行駛速度大小改變C當火車速率大于v時,內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D當火車速率小于v時,外軌將受到輪緣的擠壓答案A解析火車以規(guī)定速度拐彎時不側(cè)向擠壓車輪輪緣,靠重力和支持力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得mgtanm,解得r,故A正確;根據(jù)牛頓第二定律得mgtanm,解得v,可知火車規(guī)定的行駛速度與質(zhì)量無關,故B錯誤;當火車速率大于v時,重力和支持力的合力不夠提供向心力,此時外軌對火車有側(cè)壓力,輪緣擠壓外軌,故C錯誤;當火車速率小于v時,重力和支持力的合力大于所需的向心力,此時內(nèi)軌對火車有側(cè)壓力,輪緣擠壓內(nèi)軌,故

6、D錯誤。6(人教版必修2 P25第2題改編)如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則以下說法中正確的是()AA球的角速度等于B球的角速度BA球的線速度大于B球的線速度CA球的運動周期小于B球的運動周期DA球?qū)ν脖诘膲毫Υ笥贐球?qū)ν脖诘膲毫Υ鸢窧解析先對小球受力分析,如圖所示,由圖可知,兩球的向心力都來源于重力mg和支持力FN的合力,建立如圖所示的坐標系,則有:FNsinmgFNcosmr2mr由得FN,小球A和B受到的支持力FN相等,由牛頓第三定律知,D錯誤。由于支持力FN相等,結(jié)合式知,

7、A球運動的半徑大于B球運動的半徑,故A球的角速度小于B球的角速度,A球的運動周期大于B球的運動周期,A、C錯誤。又根據(jù)FNcosm,可知A球的線速度大于B球的線速度,B正確。7(多選)摩擦傳動是傳動裝置中的一個重要模型,如圖所示的兩個水平放置的輪盤靠摩擦力傳動,其中O、O分別為兩輪盤的軸心。已知兩個輪盤的半徑比r甲r乙31,且在正常工作時兩輪盤不打滑。今在兩輪盤上分別放置兩個同種材料制成的滑塊A、B,兩滑塊與輪盤間的動摩擦因數(shù)相同,兩滑塊距離軸心O、O的間距RA2RB。若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動起來,且轉(zhuǎn)速逐漸增加,則下列敘述正確的是()A滑塊A和B在與輪盤相對靜止時,角速度之比為AB13B

8、滑塊A和B在與輪盤相對靜止時,向心加速度的比值為aAaB29C轉(zhuǎn)速增加后滑塊B先發(fā)生滑動D轉(zhuǎn)速增加后兩滑塊一起發(fā)生滑動答案ABC解析假設輪盤乙的半徑為R,由題意可知兩輪盤邊緣的線速度大小相等,有甲3R乙R,得甲乙13,所以滑塊相對輪盤滑動前,A、B的角速度之比為13,A正確;滑塊相對輪盤滑動前,根據(jù)a2r得A、B的向心加速度之比為aAaB29,B正確;據(jù)題意可得滑塊A、B的最大靜摩擦力分別為FfAmAg,F(xiàn)fBmBg,最大靜摩擦力之比為FfAFfBmAmB,滑塊相對輪盤滑動前所受的靜摩擦力之比為FfAFfB(mAaA)(mBaB)mA(4.5mB),兩滑塊隨輪盤做圓周運動所需要的向心力由靜摩擦

9、力提供,當轉(zhuǎn)速增大時,滑塊B先達到最大靜摩擦力,先開始滑動,C正確,D錯誤。8如圖所示,兩個四分之三豎直圓弧軌道固定在同一水平地面上,半徑R相同,左側(cè)軌道由金屬凹槽制成,右側(cè)軌道由金屬圓管制成,均可視為光滑軌道。在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球A和B由靜止釋放,小球距離地面的高度分別為hA、hB,若使小球沿軌道運動并且到達軌道最高點,下列說法正確的是()A兩球釋放的最小高度hAhB,A錯誤;在軌道最低點,小球受到的支持力最小時,釋放高度是最小的,即對左側(cè)軌道來說,在最低點mghAmv,由牛頓第二定律有FNAmgm,聯(lián)立得FNA6mg,對右側(cè)軌道來說,在最低點有mghBmv,根據(jù)牛頓第二定律有

10、FNBmgm,聯(lián)立得FNB5mg,故B正確,C錯誤;小球A從最高點以最小速度vA的速度飛出后做平拋運動,下落的高度為R時,水平位移xAvARR,增大hA,則xA將增大,所以小球A一定落在軌道右端開口外側(cè),而適當調(diào)整hB,B可以落在軌道右端開口處,D錯誤。9如圖所示,一質(zhì)量為m0.5 kg的小球,用長為0.4 m的輕繩拴著在豎直平面內(nèi)做圓周運動,g取10 m/s2,求:(1)小球要做完整的圓周運動,在最高點的速度至少為多大?(2)當小球在最高點的速度為4 m/s時,輕繩拉力多大?(3)若輕繩能承受的最大張力為45 N,小球的速度不能超過多大?答案(1)2 m/s(2)15 N(3)4 m/s解析(1)在最高點,對小球受力分析如圖甲,由牛頓第二定律得mgF由于輕繩對小球只能提供指向圓心的拉力,即F不可能取負值,亦即F0聯(lián)立得v,代入數(shù)值得v2 m/s所以,小球要做完整的圓周運動,在最高點時,只有重力充當向心力,即F10時,v12 m/s,即在最高點的速度至少為2 m/s。(2)將v24 m/s代入得,F(xiàn)215 N。(3)由分析可知,小球在最低點時速度最大,繩的張力最大,對小球受力分析如圖乙,由牛頓第二定律得F3mg將F345 N代入得v34 m/s,即小球的速度不能超過4 m/s。- 7 -

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