高考物理曲线运动真题汇编(含答案)及解析.doc

高考物理曲线运动真题汇编(含答案)及解析

一、高中物理精讲专题测试曲线运动

1．一质量M=0.8kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向小物块，并与物块粘在一起，小球与小物块相互作用时间极短可以忽略．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和小物块共同速度的大小；

（2）小球和小物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；

（3）小球和小物块摆动过程中所能达到的最大高度．

【答案】（1）（2）F=15N(3)h=0.2m

【解析】

（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒．

得:

（2）小球和物块将以开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，

?

得:

（3）小球和物块将以为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，设它们所能达到的最大高度为h，根据机械能守恒：

解得:

综上所述本题答案是:（1）（2）F=15N(3)h=0.2m

点睛:

（1）小球粘在物块上，动量守恒．由动量守恒，得小球和物块共同速度的大小．

（2）对小球和物块合力提供向心力，可求得轻绳受到的拉力

（3）小球和物块上摆机械能守恒．由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度．

2．如图所示，质量为的平板车P的上表面离地面高，质量为的小物块（大小不计，可视为质点）位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平地面上，一不可伸长的轻质细绳长为，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计，可视为质点）。今将小球拉至悬线与竖直方向成角由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无机械能损失。已知Q离开平板车时速度大小，Q与P之间的动摩擦因数，重力加速度，计算：

(1)小球与Q碰撞前瞬间，细绳拉力T的大小；

(2)平板车P的长度L；

(3)小物块Q落地时与小车的水平距离s。

【答案】(1)20N；(2)1.75m；(3)0.1m。

【解析】

【详解】

(1)设小球与Q碰前瞬间的速度为v0，小球在下摆过程中，由动能定理有：

在最低点有：

解得：

、T＝20N

(2)小球与Q碰撞后，设小球与Q的速度分别为v0′和vQ，在碰撞过程中由动量守恒和能量守恒有：

解得：

vQ＝3m/s

设Q离开平板车时P的速度为v2，Q与P组成的系统动量守恒和能量守恒有：

mvQ＝mv1＋Mv2

解得：

v2＝0.5m/s、L＝1.75m

(3)Q脱离P后做平抛运动，设做平抛运动的时间为t，则：

解得：

t＝0.2s

Q落地时二者相距：

s＝(v1－v2)t＝0.1m

3．如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为2L的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为g，求：

（1）当转台角速度ω1为多大时，细绳开始有张力出现；

（2）当转台角速度ω2为多大时，转台对物块支持力为零；

（3）转台从静止开始加速到角速度的过程中，转台对物块做的功．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）当最大静摩擦力不能满足所需要向心力时，细绳上开始有张力：

代入数据得

（2）当支持力为零时，物块所需要的向心力由重力和细绳拉力的合力提供

代入数据得

（3）∵，∴物块已经离开转台在空中做圆周运动．设细绳与竖直方向夹角为α，有

代入数据得

转台对物块做的功等于物块动能增加量与重力势能增加量的总和即

代入数据得：

【点睛】

本题考查牛顿运动定律和功能关系在圆周运动中的应用，注意临界条件的分析，至绳中出现拉力时，摩擦力为最大静摩擦力；转台对物块支持力为零时，N=0，f=0．根据能量守恒定律求转台对物块所做的功．

4．如图所示，水平传送带AB长L=4m，以v0=3m/s的速度顺时针转动，半径为R=0.5m的光滑半圆轨道BCD与传动带平滑相接于B点，将质量为m=1kg的小滑块轻轻放在传送带的左端．已，知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3，取g=10m/s2，求:

(1)滑块滑到B点时对半圆轨道的压力大小；

(2)若要使滑块能滑到半圆轨道的最高点，滑块在传送带最左端的初速度最少为多大．

【答案】（1）28N.（2）7m/s

【解析】

【分析】

（1）物块在传送带上先加速运动，后匀速，根据牛顿第二定律求解在B点时对轨道的压力；（2）滑块到达最高点时的临界条件是重力等于向心力，从而求解到达D点的临界速度，根据机械能守恒定律求解在B点的速度；根据牛顿第二定律和运动公式求解A点的