【全程復(fù)習(xí)方略】2015屆高考物理專項(xiàng)精析精煉：2014考點(diǎn)4 曲線運(yùn)動 Word版含解析

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善?！救虖?fù)習(xí)方略】2015屆高考物理專項(xiàng)精析精煉：2014考點(diǎn)4 曲線運(yùn)動 Word版含解析高考資源網(wǎng)考點(diǎn)4 曲線運(yùn)動一、選擇題1.(2014·新課標(biāo)全國卷)如圖,兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l。木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動,用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度,下列說法正確的是()A.b一定比a先開始滑動B. a、b所受的摩擦力始終相等C. 是b開始滑動的臨界角速

2、度D.當(dāng)時,a所受摩擦力的大小為kmg【解析】選A、C。本題考查了圓周運(yùn)動與受力分析。最大靜摩擦力相等,而b需要的向心力較大,所以b先滑動,A項(xiàng)正確;在未滑動之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B項(xiàng)錯誤;b處于臨界狀態(tài)時, ,C項(xiàng)正確;當(dāng)時,對a: ,D項(xiàng)錯誤?！菊`區(qū)警示】兩物體角速度相等,半徑大的物體需要的向心力大,半徑小的物體需要的向心力小,而最大靜摩擦力相等,一定是半徑大的先滑動。2.(2014·安徽高考)如圖所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動,盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止。物

3、體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),盤面與水平面的夾角為30°,g取10m/s2。則的最大值是()A.rad/s B.rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s【解析】選C。小物體與圓盤始終保持相對靜止,在最低點(diǎn)有f-mgsin=m2r。當(dāng)小物體在最低點(diǎn)恰好滑動時,取最大值,有mgcos-mgsin=m2r,解得=1.0rad/s,故選項(xiàng)C正確。【誤區(qū)警示】本題容易認(rèn)為當(dāng)小物體在最高點(diǎn)恰好滑動時,取最大值,而有mgcos+mgsin=m2r,解得=rad/s,錯選A。3.(2014·新課標(biāo)全國卷)取水平地面為重力勢能零點(diǎn),一物塊從某一高

4、度水平拋出,在拋出點(diǎn)其動能與重力勢能恰好相等。不計(jì)空氣阻力。該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為()A. B. C. D. 【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)知道動能和重力勢能的計(jì)算公式;(2)掌握平拋運(yùn)動的規(guī)律;(3)落地時的速度方向與水平方向的夾角用計(jì)算?！窘馕觥窟xB。設(shè)物塊水平拋出的初速度為v0,拋出時的高度為h,則,則,物塊落地的豎直速度vy=,則落地時速度方向與水平方向的夾角,則,選項(xiàng)B正確。4.(2014·新課標(biāo)全國卷)如圖,一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán),用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi);套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn)),從大環(huán)的最高處由靜止滑下。重力加速度

5、大小為g,當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時,大環(huán)對輕桿拉力的大小為()A.Mg-5mgB.Mg+mgC.Mg+5mgD.Mg+10mg【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下三點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)小環(huán)從大環(huán)的最高處由靜止滑下過程中機(jī)械能守恒;(2)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時支持力與重力的合力提供向心力;(3)根據(jù)大環(huán)受力平衡可求輕桿對大環(huán)的拉力?！窘馕觥窟xC。設(shè)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時的速度為v。對小環(huán),根據(jù)機(jī)械能守恒定律得,小環(huán)滑到最低點(diǎn)時,由牛頓第二定律得,解得。根據(jù)牛頓第三定律知,小環(huán)對大環(huán)的作用力為5mg。對大環(huán),由平衡條件得,根據(jù)牛頓第三定律,大環(huán)對輕桿的拉力為Mg+5mg,故選項(xiàng)C正確。【誤區(qū)警示】本題容易

6、按照一般思路:對整體,輕桿對大環(huán)的拉力大小為F=Mg+mg,故錯選B項(xiàng)。錯誤原因?yàn)闆]有考慮小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時有向上的向心加速度。5.(2014·四川高考)有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河。小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程時行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為()A B C D【解題指南】解答本題應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)搞清楚船的實(shí)際運(yùn)動是水流與船相對于靜水的合運(yùn)動;(2)知道怎樣求運(yùn)動時間。【解析】選B。去程時如圖甲,所用時間,回程時如圖乙,所用時間,又,聯(lián)立解得v船=,則B正

7、確。6.(2014·江蘇高考)為了驗(yàn)證平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時B球被松開,自由下落。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的有()A.兩球的質(zhì)量應(yīng)相等B.兩球應(yīng)同時落地C.應(yīng)改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn)D.實(shí)驗(yàn)也能說明A球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動【解析】選B、C。平拋運(yùn)動在豎直方向上可以分解為自由落體運(yùn)動,因?yàn)榈雀咄瑫r運(yùn)動,所以兩球同時落地,B項(xiàng)正確;為了探究平拋運(yùn)動的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,需要改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn),C項(xiàng)正確?！菊`區(qū)警示】平拋運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)與質(zhì)量無關(guān),雖然平拋運(yùn)動水平方向可以分解為勻速運(yùn)

8、動,但是本實(shí)驗(yàn)不能證明這一觀點(diǎn)。7.(2014·上海高考)如圖,帶有一白點(diǎn)的黑色圓盤,可繞過其中心,垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動,每秒沿順時針方向旋轉(zhuǎn)30圈。在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤,觀察到白點(diǎn)每秒沿()A.順時針旋轉(zhuǎn)31圈B.逆時針旋轉(zhuǎn)31圈C.順時針旋轉(zhuǎn)1圈D.逆時針旋轉(zhuǎn)1圈【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)s閃一次,順時針轉(zhuǎn)動圈;(2)視覺效果是逆時針“轉(zhuǎn)動”圈?！窘馕觥窟xD。頻閃光源s閃一次,圓盤順時針轉(zhuǎn)動圈,視覺效果是逆時針“轉(zhuǎn)動”圈,所以在暗室中用每秒閃光31次的頻閃光源照射圓盤,觀察到白點(diǎn)每秒沿逆時針旋轉(zhuǎn)1圈。二、非選擇題1.(2014·天津

9、高考)半徑為R的水平圓盤繞過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,A為圓盤邊緣上一點(diǎn)。在O的正上方有一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以初速度v水平拋出時,半徑OA方向恰好與v的方向相同,如圖所示。若小球與圓盤只碰一次,且落在A點(diǎn),重力加速度為g,則小球拋出時距O的高度h=,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小=?！窘忸}指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)可把平拋運(yùn)動分解為兩個方向的運(yùn)動求解。(2)求圓盤轉(zhuǎn)動的角速度時注意周期性?！窘馕觥啃∏蚱綊伮涞紸點(diǎn),可知平拋的水平位移等于圓盤半徑,由平拋運(yùn)動規(guī)律可知:R=vt, 解得由題意可知解得答案: 2.(2014·福建高考)如圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖,整個軌道在同一

10、豎直平面內(nèi),表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切。點(diǎn)A距水面的高度為H,圓弧軌道BC的半徑為R,圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道AB的任意位置滑下,不計(jì)空氣阻力。(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下,到B點(diǎn)時沿切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn),OD=2R,求游客滑到B點(diǎn)時的速度vB大小及運(yùn)動過程軌道摩擦力對其所做的功Wf;(2)若游客從AB段某處滑下,恰好停在B點(diǎn),又因受到微小擾動,繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道,求P點(diǎn)離水面的高度h。(提示:在圓周運(yùn)動過程中任一點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為)【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下三點(diǎn):(1)涉及變力做功

11、的過程應(yīng)用動能定理;(2)由“微小擾動”可看成初速度為零,“滑離”的臨界條件是N=0;(3)利用力的分解得到向心力來源?！窘馕觥?1)游客從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動,有2R=vBt由式得從A到B,根據(jù)動能定理,有由式得Wf=-(mgH-2mgR)(2)設(shè)OP與OB間夾角為,游客在P點(diǎn)時的速度為vP,受到支持力為N,據(jù)機(jī)械能守恒有過P點(diǎn)時,根據(jù)向心力公式,有依題意可知N=0由式解得答案:(1)-(mgH-2mgR)(2) 3.(2014·浙江高考)如圖所示,裝甲車在水平地面上以速度v0=20m/s沿直線前進(jìn),車上機(jī)槍的槍管水平,距地面高為h=1.8m。在車正前方豎直立一塊高為兩米的長方形靶,其底

12、邊與地面接觸。槍口與靶距離為L時,機(jī)槍手正對靶射出第一發(fā)子彈,子彈相對于槍口的初速度為v=800m/s。在子彈射出的同時,裝甲車開始勻減速運(yùn)動,行進(jìn)s=90m后停下。裝甲車停下后,機(jī)槍手以相同方式射出第二發(fā)子彈。(不計(jì)空氣阻力,子彈看成質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10m/s2)(1)求裝甲車勻減速運(yùn)動時的加速度大小;(2)當(dāng)L=410m時,求第一發(fā)子彈的彈孔離地的高度,并計(jì)算靶上兩個彈孔之間的距離;(3)若靶上只有一個彈孔,求L的范圍?！窘忸}指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析:(1)能夠用運(yùn)動學(xué)公式分析裝甲車的運(yùn)動;(2)能夠利用平拋運(yùn)動的規(guī)律分析子彈的運(yùn)動?！窘馕觥?1)設(shè)裝甲車勻減速運(yùn)動時的加速度大小為a,取裝甲車運(yùn)動方向?yàn)檎较?裝甲車減速時滿足0-=-2as代入數(shù)據(jù)可得a=2.2m/s2(2)第一發(fā)子彈運(yùn)行初速度v1=v0+v=820m/s第一發(fā)子彈的運(yùn)動時間t1= 第一發(fā)子彈下落高度h1=g 第一發(fā)子彈彈孔離地高度為H=h-h1代入數(shù)據(jù)可得H=0.55m同理第二發(fā)子彈的運(yùn)動時間t2=第二發(fā)子彈下落高度h2=g兩個彈孔之間的距離h=h1-h2代入數(shù)據(jù)可得h