專題強化四曲線運動一、選擇題：本題共10小題，每小題5分，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求的，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分12018棠湖中學(xué)第二次模擬如圖所示，“倫敦眼”(The London Eye)是世界著名的觀景摩天輪，它總高度135米(443英尺)，屹立于倫敦泰晤士河南畔的蘭貝斯區(qū)現(xiàn)假設(shè)摩天輪正繞中間的固定軸做勻速圓周運動，則對于坐在座椅上觀光的游客來說，正確的說法是()A因為摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動，所以游客受力平衡B當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最高點時，游客處于失重狀態(tài)C因為摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動，所以游客的機械能守恒D當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最低點時，座椅對游客的支持力小于所受的重力2(多選)2018蚌埠市第一次質(zhì)檢運動軌跡既不是拋物線也不是圓周的曲線運動，稱為一般的曲線運動，研究一般的曲線運動，可以把曲線分隔成許多小段，分析質(zhì)點在每一小段的運動時，下列方法錯誤的是()A每一小段的運動可以看成直線運動B每一小段運動中物體受到的合力為零C每一小段運動中物體受到恒力的作用D每一小段運動可以看成圓周運動的一部分32018黃山市一模小趙同學(xué)在研究某物體運動時，正確地畫出了右圖的運動軌跡圖象，經(jīng)判斷軌跡為二次函數(shù)圖象已知該物體在某方向做勻速直線運動，則下列關(guān)于物體可能的運動情況描述(圖線)，正確的是()42018天津市和平區(qū)一模某人站在地面上斜向上拋出一小球，球離手時的速度為v0，落地時的速度為vt.忽略空氣阻力，下圖中能正確描述速度矢量變化過程的是()52018北京市密云一模應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入例如你用手掌平托一蘋果，保持這樣的姿勢在豎直平面內(nèi)按順時針方向做勻速圓周運動關(guān)于蘋果從最高點c到最右側(cè)點d運動的過程，下列說法中正確的是()A手掌對蘋果的摩擦力越來越大B蘋果先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)C手掌對蘋果的支持力越來越小D蘋果所受的合外力越來越大62018天水市第一中學(xué)二模如圖所示，A、B兩小球從相同髙度，以相同速率、同時水平相向拋出經(jīng)過時間t在空中相遇，若不改變兩球拋出點的位置和拋出的方向，A球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?B球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為()A.t B.tCt D. t72018河南一模繩索套馬原是蒙古牧民的生產(chǎn)方式，近些年來逐漸演化為體育活動套馬過程可簡化為如圖所示的物理模型，套馬者騎在馬背上以速度v追趕提前釋放的烈馬，同時揮動套馬圈使套馬圈圍繞套馬者在水平面內(nèi)做角速度為，半徑為r的勻速圓周運動，追逐一段時間后套馬者和烈馬的距離s保持不變，待套馬圈運動到烈馬正后方時，套馬者松開套馬圈，最終成功套住烈馬，已知運動過程中，套馬者和烈馬行進路線平行，松手后套馬圈在空中的運動可以看成平拋運動，重力加速度為g，下列說法正確的是()A套馬圈平拋運動的時間為B套馬圈平拋運動的時間為C套馬圈平拋運動的初速度為vrD套馬圈平拋運動的初速度為82018四川省高三“聯(lián)測促改”二模如圖所示，天花板上有一可自由轉(zhuǎn)動的光滑小環(huán)Q，一輕繩穿過Q，兩端分別連接質(zhì)量為m1、m2的A、B小球兩小球分別在各自的水平面內(nèi)做圓周運動，它們周期相等則A、B小球到Q的距離l1、l2的比值為()A. B.C. D. 92018湖北省八校聯(lián)考如圖，小球甲從A點水平拋出，同時將小球乙從B點自由釋放，兩小球先后經(jīng)過C點時速度大小相等，方向夾角為30，已知B、C高度差為h，兩小球質(zhì)量相等，不計空氣阻力，由以上條件可知()A小球甲做平拋運動的初速度大小為2B甲、乙兩小球到達C點所用時間之比為1：CA、B兩點高度差為D兩小球在C點時重力的瞬時功率大小相等10(多選)2018安徽三模如圖所示，一根輕桿，在其B點系上一根細(xì)線，細(xì)線長為R，在細(xì)線下端連上一質(zhì)量為m小球以輕桿的A點為頂點，使輕桿旋轉(zhuǎn)起來，其B點在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，輕桿的軌跡為一個母線長為L的圓錐，輕桿與中心軸AO間的夾角為.同時小球在細(xì)線的約束下開始做圓周運動，輕桿旋轉(zhuǎn)的角速度為，小球穩(wěn)定后，細(xì)線與輕桿間的夾角2.重力加速度用g表示，則下列說法錯誤的是()A細(xì)線對小球的拉力為B小球做圓周運動的周期為C小球做圓周運動的線速度與角速度的乘積為gtan2D小球做圓周運動的線速度與角速度的比值為(LR)sin二、實驗題：本題1小題，共6分112018湖南師大附中模擬一個噴漆桶能夠向外噴射不同速度的油漆霧滴，某同學(xué)決定測量霧滴的噴射速度，他采用如圖1所示的裝置，一個直徑為d40 cm的紙帶環(huán)，安放在一個可以按照不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的固定轉(zhuǎn)臺上，紙帶環(huán)上刻有一條狹縫A，在狹縫A的正對面畫一條標(biāo)志線，如圖1所示在轉(zhuǎn)臺開始轉(zhuǎn)動達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時，向側(cè)面同樣開有狹縫B的固定紙盒中噴射油漆霧滴，當(dāng)狹縫A轉(zhuǎn)至與狹縫B正對平行時，霧滴便通過狹縫A勻速運動打在紙帶的內(nèi)側(cè)面留下痕跡(若此過程轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過不到一圈)將紙帶從轉(zhuǎn)臺上取下來，展開平放，并與毫米刻度尺對齊，如圖2所示(1)設(shè)噴射到紙帶上的油漆霧滴痕跡到標(biāo)志線的距離為s，則從圖2可知，其中速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s_cm.(2)如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則這些霧滴噴射速度的計算表達式為v0_(用字母表示)(3)如果以縱坐標(biāo)表示霧滴的速度v0，橫坐標(biāo)表示霧滴距標(biāo)志線距離的倒數(shù)，畫出v0圖線，如圖3所示，則可知轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T_s.三、計算題：本題共4小題，共44分12(12分)2018佛山市順德區(qū)一模如圖，兩條長直相交匯成直角的摩托車水平賽道，寬均為6 m，圓弧PQ、MN與賽道外邊緣的兩條直線相切，圓弧PQ經(jīng)過賽道內(nèi)邊緣兩條直線的交點O2，雨后路面比較濕滑，摩托車與賽道間的動摩擦因數(shù)為0.6，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，賽車手(可視為質(zhì)點)在直道上做直線運動，彎道上做勻速圓周運動，重力加速度g10 m/s2，1.4，2.6.(1)若以最短時間從P點運動到Q點，應(yīng)選A路線還是B路線？(不用說明理由)(2)沿著A路線通過彎道MN的最大速率不能超過多少？(3)以30 m/s的速度在直線賽道上沿箭頭方向勻速行駛，若要沿B路線安全行駛，則進入P點前至少多遠(yuǎn)開始剎車？13(10分)2018貴州省黔東南州二模如圖所示，讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下，擺到最低點D處，擺線剛好拉斷，小球在粗糙的水平面上由D點向右做勻減速運動滑向A點，到達A孔進入半徑R0.3 m的豎直放置的光滑圓弧軌道，當(dāng)擺球進入圓軌道立即關(guān)閉A孔，已知擺線長為L2.5 m，60，小球質(zhì)量為m1 kg，小球可視為質(zhì)點，D點與小孔A的水平距離s2 m，g取10 m/s2，試求：(1)擺線能承受的最大拉力為多大？(2)要使擺球能進入圓軌道并能通過圓軌道的最高點，求粗糙水平面摩擦因數(shù)的范圍14(12分)2018濟南一模如圖所示，在水平面內(nèi)有一平臺可繞豎直的中心軸以角速度3.14 rad/s旋轉(zhuǎn)在平臺內(nèi)沿半徑方向開兩個溝槽，質(zhì)量為0.01 kg的小球A放置在粗糙的溝槽內(nèi)，球與溝槽的動摩擦因數(shù)為0.5；質(zhì)量為0.04 kg的小球B放置在另一光滑的溝槽內(nèi)長度為1 m的細(xì)線繞過平臺的中心軸，其兩端與兩球相連設(shè)平臺中心軸是半徑可忽略的細(xì)軸，且光滑，球A始終相對圓盤保持靜止(g3.142 m/s2.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求：(1)球A到軸O的距離多大時，小球A恰好不受摩擦力？(2)球A到軸O的最大距離為多少？15(10分)2018洛陽市模擬如圖所示，一光滑水平的平臺AB右端連接有一內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管軌道BCD，其中BC和CD均為半徑R0.5 m的1/4圓周D端與水平光滑地面DE相接E端通過光滑小圓弧與一粗糙斜面EF相接，斜面與水平面的傾角可在銳角范圍內(nèi)變化(調(diào)節(jié)好后即保持不變)一質(zhì)量為m0.1 kg的小物塊(大小略小于細(xì)圓管道內(nèi)徑)以v05 m/s進入管道小物塊與斜面的滑動摩擦系數(shù)為，g取10 m/s2，不計空氣阻力(1)求物塊通過B點時對細(xì)管道的壓力大小和方向；(2)當(dāng)取何值時，小物塊在EF上向上運動的位移最??？求出最小位移專題強化四曲線運動1B摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動，合力充當(dāng)向心力，受力不平衡，A選項錯誤；當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最高點時，向心加速度向下，游客處于失重狀態(tài)，B選項正確；摩天輪做勻速轉(zhuǎn)動，動能不變，重力勢能變化，游客的機械能不守恒，C選項錯誤；當(dāng)摩天輪轉(zhuǎn)到最低點時，向心加速度向上，座椅對游客的支持力大于所受的重力，D選項錯誤2BC根據(jù)微元法可知，把曲線分隔成許多小段，每一小段的運動可以看成直線運動，根據(jù)曲線運動的規(guī)律可知，物體受到的合力不為零，物體不能受到恒力作用，B、C選項錯誤；每一小段運動也可以看成圓周運動的一部分，D選項正確3A分析運動軌跡圖象可知，物體做曲線運動，受力指向軌跡的內(nèi)側(cè)，A選項中，y軸正方向的分速度逐漸減小，故合力指向y軸負(fù)方向，符合題意；B選項中，y軸負(fù)方向的分速度逐漸減小，故合力指向y軸正方向，不符合題意；C選項中，x軸正方向的分速度先增大后減小，合力先是指向x軸正方向逐漸減小，后是指向x軸負(fù)方向逐漸增大，不符合題意；同理，D選項中，合力先是指向x軸正方向，后是指向x軸負(fù)方向，不符合題意4C小球做斜上拋運動，根據(jù)運動的合成與分解知識可知，水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上做豎直上拋運動，速度的變化發(fā)生在豎直方向上，根據(jù)矢量三角形可知，矢量的變化方向應(yīng)沿豎直方向，C選項正確5A蘋果做勻速圓周運動，從c到d的過程中，加速度始終指向圓心，大小不變，在水平方向上的分加速度逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律知，摩擦力越來越大，A選項正確；從c到d的過程中，豎直方向的加速度向下，故蘋果處于失重狀態(tài)，B選項錯誤；從c到d的過程中，豎直向下的加速度逐漸減小，即重力和支持力的合力逐漸減小，支持力越來越大，C選項錯誤；蘋果做勻速圓周運動，合外力大小不變，D選項錯誤6B兩球在空中相遇，即在同一時間，豎直方向上下降相同的高度，水平方向上運動相同的距離，x2vt，若不改變兩球拋出點的位置和拋出的方向，A球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?，B球的拋出速率變?yōu)樵瓉淼?倍，則xvt2vt，解得，tt，B選項正確7C分析題意可知，如圖所示：根據(jù)幾何關(guān)系可知，套馬圈水平方向上的位移x，套馬圈相對于烈馬的水平速度v0r，套馬圈做平拋運動的時間t，A、B選項錯誤；套馬者和烈馬的距離s保持不變，即套馬前，兩者具有相同的速度，則套馬圈平拋運動的初速度vvr，C選項正確，D選項錯誤8D一根繩子的張力F是相等的，對于A球，F(xiàn)sin1m12l1sin1，對于B球，F(xiàn)sin2m22l2sin2，聯(lián)立可知，m1l1m2l2，即，D選項正確9C小球乙運動到C點的速度為vC，小球甲做平拋運動，初速度v0vsin30，A選項錯誤；小球甲運動到C點的豎直速度vyvcos30，運動時間t甲，小球乙運動到C點的時間t乙，之比為2，B選項錯誤；小球甲下落高度h甲h，則A、B兩點的高度差為，C選項正確；兩小球在C點的豎直分速度不等，故重力的瞬時速率不等，D選項錯誤10ABC小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系可知，F(xiàn)cosmg，解得細(xì)線對小球的拉力F，A選項錯誤；小球運動的周期與輕桿旋轉(zhuǎn)的周期相同，T，B選項錯誤；小球做圓周運動的線速度與角速度的乘積為向心加速度，即mgtanmv，解得vgtan，C選項錯誤；小球做圓周運動的線速度與角速度的比值即是半徑，根據(jù)幾何關(guān)系可知，r(LR)sin，D選項正確11(1)2.10(2)(3)1.6解析：(1)霧滴運動一直徑的長度，速度越大，運行的時間越短，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)過的弧度越小，打在紙帶上的點距離標(biāo)志線的距離越小速度最大的霧滴到標(biāo)志線的距離s2.10 cm.(2)如果轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的周期為T，則霧滴運動的時間為t，噴槍噴出霧滴的速度v0.(3)由上式變形為，v0，v0圖象中斜率k，解得，T1.6 s.12(1)B路線合理(2)6 m/s(3)64.5 m解析：(1)賽車手沿A、B路線運動時，線速度大小相等，故路徑短的用時較短，選B路線合理(2)賽車手以速度v1沿著A路線通過彎道MN時，最大靜摩擦力提供向心力mgm，解得，v16 m/s.(3)賽車手以速度v2沿著B路線通過彎道時，最大靜摩擦力提供向心力，mgm.根據(jù)幾何關(guān)系可知，(r26)r2.賽車手以初速度v030 m/s，加速度g，做勻減速直線運動到P點，位移為x.根據(jù)運動學(xué)公式可知，vv2ax.聯(lián)立解得，x64.5 m.13(1)20 N(2)0.25解析：(1)擺球由C到D運動過程做圓周運動，擺球的機械能守恒，mgL(1cos)mv.擺球在D點時，由牛頓第二定律可得，F(xiàn)mmgm聯(lián)立兩式解得，F(xiàn)m2mg20 N.(2)小球剛好能通過圓軌道的最高點時，在最高點由牛頓第二定律可得，mgm.小球從D到圓軌道的最高點過程中，由動能定理得，mgs2mgRmv2mv.解得，0.25.即要使擺球能進入圓軌道并能通過圓軌道的最高點，0.25.14(1)0.8 m(2)0.9 m解析：(1)球A恰好不受摩擦力時，細(xì)線的拉力提供向心力，F(xiàn)TmA2rA.研究球B的受力情況，F(xiàn)TmB2(LrA)聯(lián)立解得，rA0.8 m.(2)球A到軸O的距離最大時，向心力最大，即最大靜摩擦力和細(xì)線拉力的合力提供向心力，F(xiàn)fFTmA2rA.研究球B的受力情況，F(xiàn)TmB2(LrA)聯(lián)立解得，rA0.9 m.球A到軸O的最大距離為0.9 m.15(1)4 N，豎直向上(2)60，m解析：(1)以小球為研究對象，在B點受兩個力作用，設(shè)軌道對小球的彈力豎直向下：Fmgm，得F4 N由牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力大小為F4 N，方向豎直向上(2)設(shè)物塊到達DE時的速度大小為v，由動能定理得：mg2Rmv2mv，得v3m/s沿斜面上滑：mgsinmgcosma上滑位移大小S聯(lián)立可得S由數(shù)學(xué)知識可得，當(dāng)60時有Sminm