2020屆高三物理二輪復習 專題輔導與應用 強化練4 曲線運動和運動的合成與分解

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1、強化練 4　曲線運動和運動的合成與分解 對應學生用書　 第170頁　　　 1．(2020·懷化三模，20)如圖所示，A、B兩球分別套在兩光滑無限長的水平直桿上，兩球通過一輕繩繞過一定滑輪(軸心固定不動)相連，某時刻連接兩球的輕繩與水平方向的夾角分別為α、β，A球向左的速度為v，下列說法正確的是導學號：82460465(　　) A．此時B球的速度為 v B．此時B球的速度為 v C．當β增大到等于90°時，B球的速度達到最大，A球的速度為0 D．在整個運動過程中，繩對B球的拉力一直做正功 解析：將A、B的速度(肯定是沿著直桿方向)分解成沿著繩子和垂直繩子的兩個方向．兩個小球在沿著

2、繩子的方向上速度相等．所以vcos α＝vB cos β，故A正確，B錯誤；通過選項A可知，當β增大到等于90°時，B球的速度達到最大，此時B球沿繩方向上的分速度為零，所以A球的速度為0，故C正確；當β增大到等于90°時速度最大，然后速度變小，所以在整個過程中，繩對B球先做正功后做負功，故D錯誤． 答案：AC 2．(2020·連徐宿三調(diào)，8)學校組織“騎車投球”比賽，甲、乙兩參賽者沿規(guī)定直軌道勻速騎行過程中，將手中網(wǎng)球沿垂直于騎行方向水平拋向地面上的塑料筐O中，如圖，A點是軌道上離框最近的點。甲以3 m/s的速度騎行，在B點將網(wǎng)球以速度v水平拋出，網(wǎng)球恰好落入筐中；乙以4 m/s的速度騎行

3、，要想將球投入筐中，乙參賽者應(不計空氣阻力)，導學號：82460467(　　) A．在到達B點之后將球拋出 B．在到達B點之前將球拋出 C．將球也以速度v水平拋出 D．將球以大于v的速度水平拋出 解析：由題意可知，甲將網(wǎng)球沿垂直于騎行方向水平拋向地面上的塑料筐O中，而他騎行的速度方向與拋出方向垂直；乙以同樣的方式來拋，依據(jù)運動的合成與分解，兩個相互垂直方向上的運動相互不影響，所以乙還是以速度v水平拋出，由于乙的騎行速度大于甲的騎行速度，所以乙在在到達B點之前將球拋出，故B、C正確，A、D錯誤． 答案：BC 3．(2020·蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)，9)如圖所示為水平拋出的小球與地面碰撞

4、前后的頻閃照片，其先后經(jīng)過的位置分別用1～8標記．已知小球的質(zhì)量為0.1kg，照片中對應每格的實際長度為0.05 m，不計空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2，則以下判斷正確的是導學號：82460468(　　) A．小球與地面碰撞后速度變化率小于碰撞前速度變化率 B．小球經(jīng)過位置3時的瞬時速度方向與位置2、4連線方向平行 C．小球經(jīng)過位置6時的瞬時速度大小為0.5 m/s D．小球與地面碰撞過程機械能損失為0.25 J 解析：A.小球與地面碰撞后的加速度與小球碰撞前的加速度相等，可知小球與地面碰撞后速度變化率等于碰撞前速度變化率，故A錯誤．B.在豎直方向上，根據(jù)Δy＝2L＝gT2得

5、，T＝ ＝ s＝0.1 s ，落地前水平分速度vx＝＝ m/s＝1 m/s,2、4兩點連線與水平方向夾角的正切值tan α＝＝2，位置3的豎直分速度vy3＝＝ m/s＝2 m/s，則位置3瞬時速度方向與水平方向夾角的正切值tan θ＝＝＝2，可知小球經(jīng)過位置3的瞬時速度方向與位置2、4連線方向平行，故B正確．C.小球經(jīng)過位置6時豎直分速度為零，則v6＝＝ m/s＝0.5 m/s，故C正確．D.在下落過程和反彈過程中機械能守恒，位置3的速度v3＝ m/s＝ m/s，位置3動能比位置6動能多ΔEk＝m(v－v)＝0.2375 J，位置3的重力勢能比位置6的重力勢能多ΔEp＝mgL＝1×0.05 J

6、＝0.05 J，可知機械能多0.2875 J．所以小球與地面碰撞過程中機械能損失0.2875 J．故D錯誤． 答案：BC 4.(2020·大慶實驗中學三模，17) 水平拋出的小球，t秒末的速度方向與水平方向的夾角為θ1，t＋t0秒內(nèi)位移方向與水平方向的夾角為θ2，重力加速度為g，忽略空氣阻力，則小球初速度的大小可表示為導學號：82460469(　　) A.　 B. C. D. 解析：t秒末的速度方向與水平方向的夾角為θ1，則：tan θ1＝＝　① t＋t0秒內(nèi)位移方向與水平方向的夾角為θ2，　 則：tan θ2＝＝，　 ② ②－①得，v0＝.故A正確，B、C、D錯誤． 答

7、案：A 5．(2020·永州三模，16)如圖所示，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度v0同時水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等，斜面底邊長是其豎直高度的2倍，若小球a能落到半圓軌道上，小球b能落到斜面上，則導學號：82460470(　　) A．b球一定先落在斜面上 B．a(chǎn)球可能垂直落在半圓軌道上 C．a(chǎn)、b兩球可能同時落在半圓軌道和斜面上 D．a(chǎn)、b兩球不可能同時落在半圓軌道和斜面上 解析：將圓軌道和斜面軌道重合在一起，如圖所示，交點為A，初速度合適，可知小球做平拋運動落在A點，則運動的時間相等，即同時落在半圓軌道和斜面上．若初速度不適中，由

8、圖可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圓軌道上，故C正確，A、D錯誤；B.若a球垂直落在半圓軌道上，根據(jù)幾何關系知，速度方向與水平方向的夾角是位移與水平方向的夾角的2倍，而在平拋運動中，某時刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，兩者相互矛盾，所以a球不可能垂直落在半圓軌道上，故B錯誤． 答案：C 6．(2020·景德鎮(zhèn)三檢，16)如圖所示，斜面傾角為45°，質(zhì)量m＝1 kg的小球A從斜面底端正上方h＝6 m處，以v0＝1m/s的初速度做平拋運動，同時小球B從斜面底端在外力作用下沿斜面向上做勻速直線運動，速度v＝ m/s，兩小球都看做質(zhì)點，取g＝10 m/s2

9、，則下列說法正確的是導學號：82460471(　　) A．兩小球不能在斜面上相遇 B．兩小球一定可以在斜面上相遇 C．小球A落在斜面上的速度為10 m/s D．小球A落在斜面上時，重力的瞬時功率為10 W 解析：AB.小球B沿斜面向上做勻速直線運動，則在水平方向做勻速直線運動的速度為1 m/s，小球A做平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，速度大小也為1 m/s，可知兩小球一定可以在斜面上相遇，故A錯誤，B正確；C.當小球落在斜面上時，有：tan 45°＝，解得：t＝1 s，則小球落在斜面上時豎直分速度為vy＝gt＝10 m/s，可知：v＝＝ m/s，故C錯誤；D.小球A落在斜面上時

10、，重力的瞬時功率為：P＝mgvy＝10×10W＝100W，故D錯誤． 答案：B 7．(2020·綿陽三診，5)如圖所示，輕桿長3L，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和B，光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力。忽略空氣阻力。則球B在最高點時導學號：82460472(　　) A．球B的速度為零 B．球A的速度大小為 C．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力為1.5 mg D．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力為2.5 mg 解析：A.球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力，即重力恰好提供向心力，有：mg＝m解得：v＝①故A

11、錯誤；B.由于A、B兩球的角速度相等，則球A的速度大小v′＝，故B錯誤；C.B球到最高點時，對桿無彈力，此時A球受重力和拉力的合力提供向心力，有：F－mg＝m解得：F＝1.5mg故C正確，D錯誤． 答案：C 8．(2020·北京朝陽二練，18)如圖甲所示，輕桿一端與一小球相連，另一端連在光滑固定軸上，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，到達某一位置開始計時，取水平向右為正方向，小球的水平分速度vx隨時間t的變化關系如圖乙所示。不計空氣阻力。下列說法中正確的是導學號：82460473(　　) A．t1時刻小球通過最高點，圖乙中S1和S2的面積相等 B．t2時刻小球

12、通過最高點，圖乙中S1和S2的面積相等 C．t1時刻小球通過最高點，圖乙中S1和S2的面積不相等 D．t2時刻小球通過最高點，圖乙中S1和S2的面積不相等 解析：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動這個過程中只有重力對小球作用，因此小球機械能守恒，小球位置最高點時，重力勢能最大，所以動能最小，故小球的速度達到最小值且水平向右，因此t1時刻小球通過最高點；曲線與坐標軸圍成的面積表示小球在運動過程中的水平位移，圖乙中S1的面積表示小球從最低點運動到水平位置時小球在水平方向的位移，大小等于桿的長度，S2的面積表示小球從水平位置運動到最高點時小球在水平方向的位移，大小等于桿的長度。故圖乙中S1和S2的面積

13、相等，綜上所示A正確． 答案：A [備課札記] _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________