高考物理二轮复习资料专题 力和曲线运动.docx

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高考物理二轮复习资料专题力和曲线运动

高考二轮复习资料专题一1．2力和曲线运动

例１如图1-4，一水平放置的圆桶正在以中轴线为轴匀速转动，桶上有一小孔，当小孔转到桶的上方时，在孔正上方h处有一小球由静止开始下落．已知圆孔半径足够大，以使小球穿过时不受阻碍，要使小球穿桶下落，h与圆桶半径R之间应满足什么关系？

图1-4

例２据报道：

我国航天员在俄国训练时曾经“在1.5万米高空，连续飞了10个抛物线．俄方的一个助理教练半途就吐得一塌糊涂，我们的小伙子是第一次做这种实际飞行实验，但一路却神情自若，失重时都纷纷飘起来，还不断做着穿、脱宇航服等操作．”设飞机的运动轨迹是如图1-5所示的一个抛物线接着一段120度的圆弧再接着一个抛物线；飞机的最大速度是900km/h，在圆弧段飞机速率保持不变；被训航天员所能承受的最大示重是8mg．求：

（1）在这十个连续的动作中被训航天员处于完全失重状态的时间是多少？

（2）圆弧的最小半径是多少？

（实际上由于飞机在这期间有所调整和休息，所花总时间远大于这个时间，约是一小时）（3）完成这些动作的总时间至少是多少？

（4）期间飞机的水平位移是多少？

（提示：

抛物线部分左右对称，上升阶段和下降阶段时间相等，水平位移相等，加速度相同，飞机在抛物线的顶端时速度在水平方向）（取g=9.75m/s2）

图1-5

例３长为L的细绳一端固定于O点，如图1-6所示，另一端拴一质量为m的小球，把线拉至最高点A以vo水平抛出，求当vo为下列值时，小球运动到最低点C的线中的张力大小．

（1）

（2）

例４如图所示，质量为m=0.1kg的小球和A、B两根细绳相连，两绳且固定在细杆的A、B两点，其中A绳长lA=2m，当两绳都拉直时，A、B两绳和细杆的夹角1=30º，2=45º，g=10m/s2．求：

当细杆转动的角速度在什么范围内，A、B两绳始终张紧？

1．2力和曲线运动

1．站在地面上的人看到放在行驶着的汽车中间的木箱突然向车厢外侧移动，则可知汽车的运动是　（　　　）

A．匀速直线运动　　B．在加速前进　　　C．在减速前进　　D．在向某一方向转弯　　　　

2．如图1-2-1所示，质量为m的物体放在水平位置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为　　

μ．由于光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽方向拉动物体使物体以速度v2沿导　　

槽运动，则F的大小为　　　　　（　　　）

图1-2-1

A．等于μmg　　　B．大于μmg　　

C．小于μmg　　　　D．不能确定　　　　　　　　　　

3．1-2-2所示为一皮带传动装置，右轮为半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑，则　　　　　　　　　　　　　　　（　　　）

A．a点与b点的线速度大小相等　　　B．a点与b点的角速度大小相等　

图1-2-2

C．a点与c点的线速度大小相等　　　D．a点与d点的向心加速度大小相等　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4．火车以某速度v通过某弯道时，内外轨道均不受侧压力，下面分析正确的是（　　）

A．轨道半径R=v2/g　

B．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外

C．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

D．当火车质量改变时，安全速率也将改变．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

5．如图1-2-3半径为R的大圆盘以角速度ω旋转，如图，有人站在盘边P点上，随盘转动．他想用枪击中在圆盘中心的目标Ｏ，若子弹速度为vo，则（　　　）

A．枪应瞄准目标Ｏ射击　

B．应瞄准PＯ的右方偏过角射击，且cos=ωR/v0　

C．

图1-2-3

应瞄准PＯ的左方偏过θ角射击，且tan=ωR/v0　

D．应瞄准PＯ的左方偏过角射击，且sin=ωR/v0

6．如图1-2-4所示，半径为r的圆形转筒，绕其竖直中心轴OO/转动，小物块a靠在圆筒的内

壁上，它与圆筒间的动摩擦因数为μ．现使小物块不下落，圆筒转动的角速度至少为（　　　）

图1-2-4

A．

B．

　　C．

D．

7．一个质点在恒力F的作用下，由O点运动到A的轨迹如图1-2-5所示，在A点时速度的方

向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿（　　　）

A、+x轴B、-x轴　　C、+y轴D、-y轴　　

图1-2-5

图1-2-6

8．如图1-2-6所示，水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动，盘上放两个小物体P和Q，它们的质量相同，与圆盘的最大静摩擦力都是fm，两物体中间用一根细线连接，细线过圆心，P离圆心距离为r1,Q离圆心距离为r２，且r1＜r２，两物体随盘一起以角速度ω匀速转动，在ω的取值范围内P和Q始终相对圆盘无滑动，则（　　）

A．ω无论取何值，P、Q所受摩擦力都指向圆心．

B．ω取不同值时，Q所受静摩擦力始终指向圆心，而P所受摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心．

C．ω取不同值时，P所受静摩擦力始终指向圆心，而Q所受静摩擦力都指向圆心，也可能背离圆心．

D．D．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力都有可能指向圆心，也都有可能背离圆心．

9．如图1-2-7当一组气体分子通过如图所示的圆柱体时，只有速率严格限定的分子才能通过圆柱体中的沟槽而不和沟壁碰撞．已知圆柱绕OO＇轴以n转/秒的转速旋转，圆柱体长L米，沟槽进口所在半径与出口所在半径之间夹角为ф，则可判字通过沟槽的分子速率是多少？

图1-2-7

10．排球场总长为18m，设网高为2.25m，运动员在网前3m线上正对球网起跳将球水平击出．

（1）若击球点的高度为2.5m，则击球的速度符合什么条件时，才能使球既不触网又不出界？

（2）当击球高度小于多少时，无论水平击球速度多大，球不是触网就是出界？

（球可视为质点，g=10m/s2）

11．如图1-2-8所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M的质点P，与穿过中央小孔的细绳一端连着．平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点以半径为a、角速度ω1作匀速圆周运动．若绳子迅速放松至某一长度b而拉紧，质点就能在以半径为b的圆周上做匀速圆周运动．求质点由半径a到b所需的时间及质点在半径为b的圆周上运动的角速度．

图1-2-7

12．图1-2-8中装置，水平面、圆环均光滑，在匀强电场中，电场强度为E，电场方向沿水平方向，圆环半径为R，跟圆环最低点相距L处有一个质量m，带电量为q的小球，从静止开始沿水平轨道进入圆环，并在圆环内作圆周运动，已知E、R、m、q，求当qE=mg时，L满足什么条件，才能使小球能在圆环内作圆周运动．

图1-2-8

1．2力和曲线运动

例１下落h,h=1/2*gt12k·2π=ωt1下落（h+2R）：

h+2R=1/2*gt22k·2π+（2n-1）π=ωt2由以上四式可得：

h=

，其中n，k取正整数．

例２

（1）在飞机沿着抛物线运动时被训人员处于完全失重状态，加速度为g，抛物线的后一半是平抛运动，在抛物线的末端飞机速度最大，为v=250m/s.竖直方向的分量vy=250cos30o=216.5m/s．水平方向的分量vx=250sin30o=125m/s．平抛运动的时间t=vy/g=22.2s．水平方向的位移是s=vxt=2775m．被训航天员处于完全失重状态的总时间是t总=10×2t=444s．　

（2）T-mg=mv2/r由题意得T=8mg，r=v2/7g=915.7m　　　　　　　　　（3）每飞过一个120o的圆弧所用时间t‘=（2πr/v）/3=7.67s，t总=10t‘+t总=76.7+444=520.7s　　　　　　　　　（4）s总=20s+10×2rsin30o=55500+15859=71359m．

例３①1/2*mv02+2mgL=1/2*mv2，T-mg=mv2/L，故T=9mg．②因为v0<

，故小球开始做平抛运动，设小球运动到B点时绳张紧，此时悬线与水平成θ角，则有Lcosθ=v0t，L（1-sinθ）=1/2*gt2得θ=00．此时VBx=V0=

，VBy=

．由于绳子瞬间冲量，球开始下摆时的速度只剩VBy．B到C：

1/2*mVBy2+mgL=1/2*mVc2，在C点：

T-mg=mvc2/L故T=5mg．

例４当TA=0时，mgtan450=mω2lAsin300得ω=

rad/s，当TB=0时，mgtan300=mω2lAsin300得　　　　　　　ω=

rad/s∴

rad/s<ω<

rad/s

习题：

１．D　　２．C　　　３．CD　　　４．BC　　　５．D　　　６．C　　　７．D　　　８．AB

９．气体分子L=vt，圆柱体2kπ+Ф=2πnt由以上两式可得v=

（k=0，1，2，……）

１０．

（1）球正好落到底线，h=1/2*gt12S=v1t1其中h=2.5m，S=12m，可得v1=17m/s，球正好掠过球网，h’=1/2*gt22S’=v2t2其中h’=0.25m，S’=3m，可得v2=13.4m/s　∴应该使13.4m/s≤v≤17m/s　　　　

（2）若恰从网上掠过又恰到对方底线，可得h=2.4m，所以若击球高度小于2.4m，无论水平击球速度多大，球不是触网就是出界．

１１．原线速度v1=ωa，绳子松弛后，球沿切线方向做匀速直线运动

．当绳子长度为b时，沿径向：

速度变为零，只有沿切向的速度．V2=V1a/b=ω1a2/b，而V2=ω2b，故ω2=（a2/b2）ω．

１２．重力和电场力的合力F=

mg．若恰能通过等效最高点C，则有F=mv2/R．从开始到C点有：

qE（L-Rsin450）-mgR（1+sin450）=1/2*mv2，由以上三式可得L至少为（1+

）R