高中物理 第六章 曲线运动、万有引力综合复习（提高）巩固训练 新人教版必修2.doc

第六章 曲线运动、万有引力综合复习【巩固练习】一、选择题：1一个静止的质点，在两个互成锐角的恒力F1、F2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉其中的一个力，则质点在撤力前后两个阶段的运动性质分别是（ ）A匀加速直线运动，匀减速直线运动B匀加速直线运动，匀变速曲线运动C匀变速曲线运动，匀速圆周运动D匀加速直线运动，匀速圆周运动2如图为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4为四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动。要使探测器改为向正x偏负y 60的方向以原来的速率v0平动，则可（ ） A先开动P1适当时间，再开动P4适当时间B先开动P3适当时间，再开动P2适当时间C开动P4适当时间D先开动P3适当时间，再开动P4适当时间3做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（ ）A大小相等，方向相同 B大小不等，方向不同C大小相等，方向不同 D大小不等，方向相同4一轮船以一定的速度且船头垂直河岸向对岸行驶，当河水匀速流动时，轮船所通过的位移、过河所用时间与水流速度的正确关系是（ ）A水速越大，路程越长，时间越长B水速越大，路程越短，时间越短C水速越大，路程与时间都不变D水速越大，路程越大，时间不变5如图所示的塔吊吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩。在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d=H2t2（SI）（SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的距离）规律变化，则物体做（ ）A速度大小不变的曲线运动B速度大小增大的曲线运动C加速度大小、方向均不变的曲线运动D加速度大小、方向均变化的曲线运动6如图所示，为一物体平抛运动的xy图象，物体从O点抛出，x、y分别为其水平和竖直位移。在物体运动过程中的任一点P（x，y），其速度的反向延长线交于x轴的A点（A点未画出），则OA的长为（ ）Ax B0.5 x C0.3 x D不能确定7物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图所示，再把物块放到P点自由滑下则（ ）A物块将仍落在Q点B物块将会落在Q点的左边C物块将会落在Q点的右边D物块有可能落不到地面上8如图，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）Atatb，vavb Btatb，vavbCtatb，vavb Dtatb，vavb9如图所示，有一小球质量为m，用轻绳AB和BC连接处于静止状态，AB沿水平方向，BC与竖直方向成角。则在剪断AB时的瞬间（球未摆动），绳BC所受拉力与原来受的拉力的比等于（ ）A B C D 10长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于最高点的速度v，下列说法中正确的是（ ）Av的极小值为Bv由零逐渐增大，向心力也增大C当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大D当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大11如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，杆以O为支点，绕竖直轴旋转，质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动，当角速度为1时，小球旋转平面即A所在水平平面，当杆角速度为2时，小球旋转平面即B所在水平平面，设环对杆压力为N，则有（ ）AN1N2 BN1N2 C12 D1212如图，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）A受到向心力为B受到的摩擦力为C受到的摩擦力为mgD受到的合力方向斜向左上方13如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列正确说法有（ ）A根据，可知vAvBvCB根据万有引力定律，FAFBFCC向心加速度aAaBaCD运动一周后，C先回到原地点14 1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4106 m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107 m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是（ ）A0.6小时 B1.6小时 C4.0小时 D24小时15如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子。则小球的（ ）A线速度突然增大 B角速度突然增大C向心加速度突然增大 D悬线拉力突然增大16不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c”。该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为（ ）A0.13 B0.3 C3.33 D7.5二、解答题：1某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2= （用H、h表示）（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（101 m）2.003.004.005.006.00s2（101 m2）2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2h关系图（3）对比实验结果与理论计算得到的s2h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率 （填“小于”或“大于”）理论值。（4）从s2h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_。2如图所示，质量为M的支座上有一水平细轴O，轴上套有一长为L的细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球。让球在竖直面内做匀速圆周运动，当小球运动到最高点时，支座恰好离开地面，则此时小球的线速度多少？3如图，升降机内悬挂一圆锥摆，摆线为1 m，小球质量为0.5 k，当升降机以2 m / s2加速度匀加速上升时，摆线恰与竖直方向成=37角，试求小球的转速和摆线的拉力？4我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为M和m，地球和月球的半径分别为R和R1，月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1，月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响）。【答案与解析】一、选择题：1B解析：一个静止的质点，在两个互成锐角的恒力F1、F2作用下开始运动，它将沿着合力的方向做匀加速直线运动。撤掉其中的一个力后，由于运动方向和力的方向不在一直线上，它将作匀变速曲线运动。故B选项正确。2A解析：P1、P2、P3、P4都是喷气式发动机，是利用反冲作用使探测器得到加速度的。从图上看出，P1发动时，使探测器得到负x方向的加速度，P4工作时，使探测器得到负y方向的加速度要使得探测器沿正x偏负y60方向以原来的速率v0平动，这时的速度应是探测器在正x方向的速度vx与负y方向的速度vy的合速度，合速度的大小是v0，因而必须使正x方向速度减小到适量，使负y方向速度增加到适量，也就是开动P1适当时间，再开动P4适当时间，A选项正确。误区警示：此题考查的主体是运动的合成，但却放到空间探测器、喷气发动机上，运动方向的描述也与平面直角坐标系联系起来，这些看起来是常识性的知识，稍不注意，便成了解题的障碍。充分体现了注重考查能力、紧密联系实际。3A解析：平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度是重力加速度g，在t时间内速度的增量v=gt，方向竖直向下，故A选项正确；也可以用动量定理分析解决：做平抛运动的物体只受重力作用，则mgt=mv，当时间相同时速度的增量v=gt是相同的，方向竖直向下。误区警示：（1）v=at不仅适用于直线运动，对于曲线运动也是成立的。（2）v是矢量，有大小也有方向，v的方向对于匀变速运动来说就是其加速度的方向。v等于末速度v2与初速度v1的矢量之差，需由三角形定则求得。例如平抛运动v的求法，如图所示。4D解析：轮船以一定的速度且船头垂直河岸向对岸行驶，其渡河时间与河宽和船在静水中的速度有关，河水的流速影响的是轮船向下游运动的距离，影响到轮船的路程，但不影响渡河的时间，故选项D是正确的。5BC解析：物体B的实际运动是合运动，可把合运动分解为两个方向的分运动。物体B在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向，由d=H2t2知其做初速度为零的匀加速直线运动。由于水平方向加速度为零，竖直方向加速度恒定，根据平行四边形定则可得合加速度大小、方向恒定不变，县加速度方向竖直向上。由运动的合成规律知物体B的速度一定增大，又因加速度方向与合速度方向不在一条直线上，故合运动一定为匀加速曲线运动，所以正确选项为B、C。点评：（1）两个分运动都是直线运动，合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动。（2）确定轨迹的方法有两种：如解析中通过合速度和加速度方向的关系定性地判断直线运动和曲线运动；由两个分运动的位移与时间关系消除时间参数便得到轨迹方程。如本题，在竖直平面内的坐标系中，水平方向x=vt，而竖直方向d=H2t2=y，消除时间t可得到轨迹方程，可知是一条抛物线。6B解析：作出图示如图：设v与竖直方向的夹角为，根据几何关系： 由平抛运动，得水平方向：x=v0t 竖直方向： 由式得 在RtAEP中，所以。点评：从解答本题中发现：平抛运动中以抛出点O为坐标原点的坐标系中任一点P（x，y）的速度方向与竖直方向的夹角为，则。其速度的反向延长线交于x轴的处。这两个结论可以用于分析其他的平抛、类平抛问题。7A解析：物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动。物块离开传送带时做平抛运动。当传送带逆时针转动时物体相对传送带仍是向前运动的，受到滑动摩擦力方向与运动方向相反。物体做匀减速运动，离开传送带时，也做平抛运动，且与传送带不动时抛出速度相同，故落在Q点，所以A选项正确。8A解析：由于物体做平抛运动，在竖直方向上，因hahb，故tatb，因，由于水平方向sa=sb，tbta，所以vbva，故A项正确。9A解析：剪断AB前，小球受力平衡，所以有；剪断AB后，小球做圆周运动，有T=mg cos。因此绳BC所受拉力与原来受的拉力的比，A选项正确。10BCD解析：由于是轻杆，即使小球在最高点速度为零，小球也不会掉下来，因此它的极小值是零，v由零逐渐增大，由可知，F向也增大；当时，此时杆恰对小球无作用力，向心力只由其自身重力来提供。若v由增大，则，杆对小球为拉力，且逐渐增大；若v由减小时，可见杆对小球为支持力，且逐渐增大，杆对小球的拉力、支持力均为弹力，所以C、D都对。11BD解析：分析小球受力，由合外力指向圆心，作出小球受力的合成图，则N=mg / sin，可见，它与角速度、旋转半径R均无关，故B选项正确。由于F合=F向，得mg cot=m2R，所以2=g cot / R，可见R越大，越小，故D选项正确。故答案为B、D。点评：解此类题的关键是准确找出圆心、半径及向心力。12D解析：物体在最低点时，受到的向心力为，A选项错误；受到的摩擦力为 B、C选项都错误；由于受到向左摩擦力和向上的向心力，故合力方向斜向左上方，D选项正确。13C解析：公式只适用于星球表面的卫星，故A错误；根据卫星受到的万有引力等于向心力的关系，可知C正确，选项B、D错误。14B解析：由万有引力公式，得。所以，得，代入相关数据，可估算出T哈与1.6小时较接近。点评：天体运动遵守的规律是开普勒三定律和万有引力定律，但是应当明确，开普勒三定律是万有引力定律这一普遍定律的具体结果，解题时注意灵活运用。15BCD解析：碰到钉子的瞬间，由于没有力对球做功，故线速度大小不变，A错误。由得R突然减小，所以突然增大，B正确。由得a向突然增大，C正确。向心力是由拉力F和重力的合力提供，即Fmg=F向，得F突然增大，故D正确。16C解析：由和得，则，故C正确。点评：本题考查对万有引力提供向心力及动能表达式的掌握及比值题的解题方法（先找未知量的表达式再求比值）。二、解答题：1（1）4Hh （2）见图（3）小于 （4）摩擦，转动（回答任一即可）2解析：小球在最高点受的合力提供向心力，绳的拉力与重力方向相同，又因为F=Mg，所以。30.6 r / s 7.5 N解析：小球在竖直方向做匀加速运动，根据牛顿第二定律有代入数据可得摆线的拉力 T=7.5 N小球在水平方向做圆周运动，所以有代入数据可得周期 T=1.62 s小球的转速 。4解析：如图所示，O和O分别表示地球和月球的中心。在卫星轨道平面上，A是地月连心线OO与地月球面的公切线ACD的交点，D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点。根据对称性，过A点在另一侧作地月球面的公切线，交卫星轨道于E点。卫星在上运动时发出的信号被遮挡。设探月卫星的质量为m0，引力常量为G，根据万有引力定律有： 式中，T1是探月卫星绕月球转动的周期。由式得 设卫星的微波信号被遮挡的时间为t，则由于卫星绕月做匀速圆周运动，应有 式中 ，。由几何关系得 由式得