2021届高考物理二轮复习计算题精解训练-曲线运动含答案及解析.doc

1、2021 届高考物理二轮复习计算题精解训练届高考物理二轮复习计算题精解训练 曲线运动曲线运动 1.如图所示，弹射装置 M位于倾角为 37 的光滑斜面底端 O点的正上方，每隔0.2 s以初速 度 0 3 m / sv 水平向右发射 1 个小球。若第 1 个小球离开 M时，斜面上一小滑块由静止释 放开始下滑：第 2 个小球恰好垂直斜面打到小滑块上。将小球和滑块均看作质点，不计空气 阻力， 2 10 m/sg ,sin370.6,cos370.8。求： （1）装置 M离 O点的高度 h； （2）小滑块释放点与 O点的距离 s。 2.如图所示，水平地面上固定一倾角为 37 的斜面，圆弧BC和CD均为半

2、径0.4 mR的竖直 固定的 1 4 光滑圆轨道， D点的切线方向恰好水平，斜面AB和圆弧BC之间有一小段光滑的 圆弧连接。一质量0.5 kgm的小物体(视为质点)在 A点由静止释放，小物体从进入圆弧轨 道升始受到始终竖直向上的力5 NF的作用，当小物体运动到圆弧CD的末端 D时作用力 F立即消失，小物体最终落在水平地面上的 E点。已知小物体与斜面间的动摩擦因数 0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面的长度2 mL，BC与CD之间有一内径略 大于小物体的小圆管，取重力加速度大小 2 10 m/sg，sin37 0.6，cos37 0.8，3.1. 不计空气阻力。求： (1)小物体运动到斜面

3、底端的速度大小 v； (2)小物体在圆弧BC中运动时对 C点的压力大小 N F； (3)小物体从 A点释放至运动到水平地面 E点的时间 t。 3.如图所示，光滑的固定斜面体倾角为30，细绳一端用钉子固定在斜面上的O点，另 一端连接一质量为 0.2 kgm 的小球，将小球放在A点时，细绳刚好拉直且OA水平。小球 由静止释放，重力加速度 g 取 2 10m/s。求： （1）小球运动到最低点B时，细绳中的张力大小； （2）若小球与斜面间的动摩擦因数为 0.5 ，小球的速度最大时，细绳与OA之间的夹角 大小。 4.如图所示，半径为1 mR ，内径很小的粗糙半圆管竖直放置，一直径略小于半圆管内径、 质量

4、为1 kgm的小球，在水平恒力 250 N 17 F 的作用下由静止沿光滑水平面从 A点运动 到 B点，AB、间的距离 17 m 5 x ，当小球运动到 B点时撤去外力 F，小球经半圆管道运 动到最高点 C，此时球对外轨的压力2.6 mg N F ，然后垂直打在倾角为45的斜面上 2 =10 m/sg求： （1）小球在 B点时的速度的大小； （2）小球在 C点时的速度的大小； （3）小球由 B到 C的过程中克服摩擦力做的功； （4） D点距地面的高度. 5.如图所示， 半径4 mR 的光滑圆弧轨道BCD与足够长的传送带DE在 D处平滑连接， O 为圆弧轨道BCD的圆心， C点为圆弧轨道的最低点

5、， 半径OBOD、与OC的夹角分别为 53 和 37 。传送带以2 m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，将一个质量0.5 kgm的煤块（视为 质点）从 B点左侧高为0.8 mh 处的 A点水平抛出，恰从 B点沿切线方向进入圆弧轨道。 已知煤块与轨道DE间的动摩擦因数0.5，重力加速度 g取 2 10 m/s，sin37 =0. 6， cos37 =0.8。求： （1）煤块水平抛出时的初速度大小 0 v； （2）煤块第一次到达圆弧轨道BCD上的 D点对轨道的压力大小； （3）煤块第一次离开传送带前，在传送带DE上留下痕迹可能的最长长度。（结果保留 2 位有效数字） 6.如图所示，ABC是固定的处于

6、竖直平面内的 3/4 圆周轨道，轨道半径为5 mR， O为轨 道圆心， B是轨道的最低点， C是轨道的最高点， 轨道中AB段光滑，BC段粗糙； 在ABC 以左有一固定的三角形斜劈DEF， D为斜劈的顶点， 两固定物间距为5 mR，OAD、 、三 点处于同一水平线上.一质量1 kgm的小球 P从 A点的正上方距OA高 H处由静止自由 落下，沿ABC轨道运动，过 B点时小球对轨道的压力等于其重力的 8 倍 ，过 C点后运动 至 D点时小球运动方向恰好沿斜劈的切线，不考虑空气阻力，取 2 10 m/sg. 求: (1) 斜面的倾角为多少？ (2) H的大小等于多少？ (3)小球在BC段克服摩擦力所做

7、的功。 答案以及解析答案以及解析 1.答案：（1）小球做平抛运动，设从抛出到打到斜面上的时间为 t，打到斜面上的瞬间竖直 方向的速度为 y v，水平方向位移为 x，竖直方向位移为 y，则 y vgt， 0 xv t， 2 1 2 ygt， 由第 2 个小球垂直打在斜面上可知， 每个小球在空中运动情况相同， 所有的小球都垂直打在 斜面上，则 0 tan37 y v v ，由几何关系得 h=y+xtan37 ，联立解得 h=1.7m。 （2）设小滑块沿斜面下滑的加速度为 a，根据牛顿第二定律有分第 2 个小球打到斜面上与 小滑块相遇时，小滑块运动的时间为 t=t+t，其中t=0.2s 小滑块下滑的

8、距离 2 1 1 2 sat， 由几何关系得 1 cos37 x ss ，解得 s=2.58m。 2.答案： （1）小物体从 A点运动到 B点， 由牛顿第二定律得：sin37cos37mgmgma 由运动学公式得： 2 2vaL 解得：4 m/sv （2）小物体在圆弧轨道BC和CD中，施加的外力 F 与重力平衡，小物体在圆弧BC内做匀 速圆周运动， C点对小物体的弹力提供向心力： 2 v F R （3）小物体从 A点运动到 B点由运动学公式得： NN 20 NFF 小物体在圆弧轨道BC和CD中运动时，外力 F与重力平衡，小物体做匀速圆周运动，由 svt得： 2 R t v 3.答案：（1）从A

9、到B由机械能守恒得： 2 B 1 sin 2 mgLmv 在B点由牛顿第二定律可得： 2 B T sin mv Fmg L 由得： T=3 sin3 NFmg （2）设小球速度最大时，细绳与OA之间的夹角为 ，当 sinmg的切向分量与摩檫力相 等时，速度最大，所以： sin coscosmgmg 解得： 3 cos 2 所以30 4.答案：小球从 A 到 B 过程，由动能定理得： 2 1 2 B Fxmv解得：10 m/s B v 在 C 点，由牛顿第二定律得： 2 C N v mgFm R 又据题有：2.6 N Fmg解得：6 m/s C v 由 B 到 C 的过程，由动能定理得： 22

10、11 2 22 fCE mgRWmvmv 解得克服摩擦力做的功：12 J f W 设 D点距地面的高度为 h h 则： 2 21/ 2Rhgt 且tan C hxv t解得：0.2 mh 5.答案： （1）物体抛出后竖直方向做自由落体运动，竖直方向有： 22 10 0.8 m/s=4 m/s y vgh 物体恰从 A 点沿切线方向进入圆弧轨道，则： 0 tan53 y v v 解得： 0 3 m/s tan53 y v v （2）煤块在AD的过程中由动能定理： 22 0 11 cos37cos53 22 D mg hRRmvmv 在 D点由牛顿第二定律： 2 mgcos37 D MD v Fm

11、 R 解得：()mgMm a 又有牛顿第三定律知在 D点对轨道的压力大小为9.125 N （3）因416.4 m/s2 m/s Dm vv所以，煤块先沿传送带向上做匀减速运动，然后 做匀变速运动返回，设总时间为 t。 在沿传送带向上匀减速由牛顿第二定律： 1 sin37cos37mgmgma 后面的匀变速阶段由牛顿第二定律： 2 sin37cos37mgmgma 解得： 22 12 10 m/s ;2 m/saa 对煤块从滑上到滑下传送带有运动学公式： 2 2 22 2 1212 1 222 D DF vvvvvv at aaaa 带带带 解得：2.97 st 由题意可知，当传送带最前沿的痕迹

12、与最后痕迹不重叠时，痕迹最长，此时有： 2 1 1 6.9 m 2 DF m vv sv t a 6.答案： (1) 设斜面的倾角为 ， 设小球在 C处的速度为 C v， 对小球在CD段的平抛运动， 有 2 1 2 Rgt 2 C Rv t 在 D点有: tan C gt v 由式可得10 m/s C v ，45 (2) 设小球在 B处的速度为 v，小球从释放点落下直到 B点的过程中，机械能守恒，有 2 1 2 mg HRmv 2 N v Fmgm R 代入8 mg N F ，由式可得7vgR 高度2 5 R12.5 mH. (3)设小球小球在BC段克服摩擦力所做的功为 f W在BC段对小球根据动能定理有： 22 11 2 22 fC - mgR-Wmv -mv 25 J 2 f mgR W