2022高考物理二轮复习 第一部分 专题一 力和运动 专题强化练（三）力与曲线运动

2022高考物理二轮复习 第一部分 专题一 力和运动 专题强化练（三）力与曲线运动考点1运动的合成与分解1.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动的速度随时间变化的规律如图所示关于物体的运动，下列说法中正确的是()A物体运动的初速度大小是7 m/sB物体做变加速直线运动C物体做匀变速曲线运动D物体运动的加速度大小是5 m/s2解析：由vt图象可得v0x3 m/s，v0y4 m/s，则初速度为v05 m/s，选项A错误；x方向的匀速直线运动和y方向的匀减速直线运动合成为匀变速曲线运动，选项B错误，C正确；ax0，ay2 m/s2，物体的加速度a2 m/s2，选项D错误. 答案：C2有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A.B.C. D.解析：设小船在静水中的速度为v1，去程时船头垂直河岸，如图所示，由合运动与分运动具有等时性并设河宽为d，则去程时间t1；回程时行驶路线垂直河岸，故回程时间t2，由题意有k，则k，得v1，选项B正确答案：B3.如图所示，长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动，另一端固定一质量为m的小球，小球搁在水平升降台上，升降台以速度v匀速上升，下列说法正确的是()A小球做匀速圆周运动B当棒与竖直方向的夹角为时，小球的速度为C棒的角速度逐渐增大D当棒与竖直方向的夹角为时，棒的角速度为解析：棒与升降台接触点(即小球)的运动可视为竖直向上的匀速运动和沿平台向左的运动的合成小球的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上方，如图所示设棒的角速度为，则合速度v实L，沿竖直方向向上的速度分量等于v，即Lsin v，所以，小球做角速度减小的变速圆周运动答案：D考点2平抛运动4.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角60，A、B两点高度差h1 m，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为()A4 m/s B2 m/sC. m/s D2 m/s解析：根据hgt2得，t s s，竖直分速度vygt10 m/s2 m/s，根据平行四边形定则知，刚要落到球拍上时速度大小v m/s4 m/s，故A正确，B、C、D错误答案：A5(多选)(2018天水二模)如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上若斜面雪坡的倾角为，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力运动员飞出后在空中的姿势保持不变重力加速度为g，则()A如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C运动员在空中经历的时间是D运动员落到雪坡时的速度大小是解析：设在空中飞行时间为t，运动员竖直位移与水平位移之比tan ，则有飞行的时间t，故C正确；竖直方向的速度大小为vygt2v0tan ，运动员落回雪坡时的速度大小vv0，故D错误；设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为，则tan 2tan ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确答案：BC6如图，窗子上、下沿间的高度H1.6 m，墙的厚度d0.4 m，某人在离墙壁距离L1.4 m、距窗子上沿高h0.2 m处的P点，将可视为质点的小物体以速度v垂直于墙壁水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，取g10 m/s2，则v的取值范围是()Av7 m/s Bv2.3 m/sC3 m/sv7 m/s D2.3 m/sv3 m/s解析：设小物体下落h所用的时间为t1，下落hH所用的时间为t2，要使小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，若小物体恰好经过窗子上沿，由平抛运动规律得，hgt，vmaxt1L，解得vmax7 m/s；若小物体恰好经过窗子下沿，有hHgt，vmint2Ld，解得vmin3 m/s.故v的取值范围为3 m/sv7 m/s，选项A、B、D错误，选项C正确答案：C考点3圆周运动7(多选)如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C是b开始滑动的临界角速度D当时，a所受摩擦力的大小为kmg解析：小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即Ffm2R.当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a；Ffaml，当Ffakmg时，kmgml，a；对木块b；Ffbm2l，当Ffbkmg时，kmgm2l，b，所以b先达到最大静摩擦力，选项A正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则Ffam2l，Ffbm22l，FfaFfb，选项B错误；当时b刚开始滑动，选项C正确；当时，a没有滑动，则Ffam2lkmg，选项D错误答案：AC8(2018冀州月考)如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动，已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2，重力加速度大小为g，则N1N2的值为()A3mg B4mgC5mg D6mg解析：在最高点，根据牛顿第二定律可得N2mgm，在最低点，根据牛顿第二定律可得N1mgm，由牛顿第三定律可知N1N1，N2N2，从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有mg2rmvmv，联立各式可得N1N26mg，故选项D正确答案：D9(多选)(2018资阳联考)如图甲所示是一种利用霍尔效应传感器测量运动速率的自行车速度计车轮每转一周，安装在自行车前轮上的一块磁铁就靠近霍尔传感器一次，产生一次电压脉冲图乙为某次骑行中记录的脉冲电压U与时间t的图象已知自行车车轮的半径为33 cm，磁铁与轮轴的距离为半径的，则该自行车()A车轮边缘与磁铁的线速度大小相等B在1.01.4 s内，速率几乎不变C在1.42.6 s内做减速运动D在1.2 s时的速率约为10 m/s解析：根据圆周运动的线速度和角速度的关系vr，可知，车轮边缘的线速度大于磁铁的线速度，A项错误；由题图乙可知在1.01.4 s内车轮运动的周期几乎不变，所以车轮的线速度大小不变，即速率几乎不变，B项正确；同理由题图乙可知在1.42.6 s内车轮运动的周期逐渐增大，则转速减小，自行车做减速运动，C项正确；在1.01.4 s内车轮的周期为0.2 s，由线速度的定义式可得车轮的线速度v10.36 m/s，自行车的速度等于车轮的线速度大小，故D项正确答案：BCD考点4平抛运动与圆周运动的综合问题10如图所示，质量是1 kg的小球用长为0.5 m的细线悬挂在O点，O点距地面竖直距离为1 m如果使小球绕OO轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为12.5 N，(g取10 m/s2)求：(1)当小球的角速度为多大时，细线将断裂；(2)线断裂后小球落地点与悬点的水平距离解析：(1)当细线承受的拉力恰为最大时，对小球受力分析，如图所示：竖直方向FTcos mg，得37，向心力F向mgtan 37m2Lsin 37，解得5 rad/s.(2)线断裂后，小球做平抛运动，则其平抛运动的初速度为v0Lsin 371.5 m/s，竖直方向：yhLcos 37gt2，水平方向：xv0t.解得d0.6 m.答案：(1)5 rad/s(2)0.6 m11(2018长沙二模)如图所示，A、B是水平传送带的两个端点，起初以v01 m/s的速度顺时针运转，今将一小物体(可视为质点)无初速度地轻放在A处，同时传送带以a01 m/s2的加速度加速运转，物体和传送带间的动摩擦因数为0.2，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道CPN，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，PN为其竖直直径，C点与B点的竖直距离为R，物体离开传送带后由C点恰好无碰撞落入轨道，g取10 m/s2，求：(1)物体由A端运动到B端所经历的时间；(2)AC间的水平距离；(3)判断物体能否沿圆轨道到达N点解析：(1)物体离开传送带后由C点无碰撞落入轨道，则得在C点物体的速度方向与C点相切，与竖直方向成45，有vCxvCy，物体从B点到C做平抛运动，竖直方向Rgt，vCygt3，水平方向xBCvBt3(vBvCx)，得出vBvCxvCy4 m/s，xBC1.6 m，vCvB4 m/s.物体刚放上传送带时，由牛顿第二定律有mgma，得a2 m/s2.物体历时t1后与传送带共速，则有at1v0a0t1，t11 s，得v12 m/s4 m/s，故物体此时速度还没有达到vB，且此后的过程中由于a0g，物体将和传送带以共同的加速度运动，设又历时t2到达B点vBv1a0t2，得t22 s.所以从A运动到B的时间为tt1t23 s.(2)AB间的距离为xatat1t2a0t7 m，从A到C的水平距离为xACxxBC8.6 m.(3)物体能到达N点的速度要求mgm，解得vN m/s.对于小物体从C到N点，设能够到达N位置且速度为vN，由机械能守恒定律得mvmgR(1)mvN 2，解得vNm/svN.故物体不能到达N点答案：见解析