《高三物理高考二輪專題復(fù)習(xí)專題達(dá)標(biāo)測(cè)試專題3《力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)》》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三物理高考二輪專題復(fù)習(xí)專題達(dá)標(biāo)測(cè)試專題3《力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)》（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題達(dá)標(biāo)測(cè)試專題達(dá)標(biāo)測(cè)試一、選擇題一、選擇題(每小題每小題5分分,共共60分分)1.(2009大連市第二次模擬大連市第二次模擬)如圖如圖3-1所示所示,在雙人花樣在雙人花樣 滑冰運(yùn)動(dòng)中滑冰運(yùn)動(dòng)中,有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng) 員離開(kāi)地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面員離開(kāi)地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面,體重體重 為為G G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角 目測(cè)約為目測(cè)約為30,重力加速度為重力加速度為g g,估算該女運(yùn)動(dòng)員估算該女運(yùn)動(dòng)員( )圖圖3-1A.受到的拉力為受到的拉力為B.受到的拉力為受到的拉力為2G

2、 GC.向心加速度為向心加速度為D.向心加速度為向心加速度為2g gG3g3答案答案BC解析解析 把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn), ,進(jìn)行受力分析進(jìn)行受力分析, ,如下圖所如下圖所示示, ,故拉力故拉力F F=2G G,B項(xiàng)正確項(xiàng)正確.F F向向=G Gtan60=mama向向,則則a a向向= ,故故C正確正確. .g32.(2009曲阜師大附中模擬曲阜師大附中模擬)如圖如圖3-2所示所示, 在斜面頂端在斜面頂端a a處以速度處以速度v va a水平拋出一小水平拋出一小 球球,經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間t ta a恰好落在斜面底端恰好落在斜面底端P P處處; 今在今在P P點(diǎn)正上方與點(diǎn)正上方與a a

3、等高的等高的b b處以速度處以速度 v vb b水平拋出另一小球水平拋出另一小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間t tb b恰好落在斜面的中恰好落在斜面的中 點(diǎn)處點(diǎn)處.若不計(jì)空氣阻力若不計(jì)空氣阻力,下列關(guān)系式正確的是下列關(guān)系式正確的是 ( )A.v va a=v vb b B.v va a= v vb bC.t ta a=t tb b D.t ta a= t tb b22BD解析解析 由幾何關(guān)系知由幾何關(guān)系知,a a水平和豎直方向的位移均是水平和豎直方向的位移均是b b的的2倍倍, ,把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平的勻速運(yùn)動(dòng)把平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平的勻速運(yùn)動(dòng), ,則有則有x x=v v0t t;豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)豎直

4、方向的自由落體運(yùn)動(dòng), ,有有 ,從而求得從而求得B、D正確正確. .221gth 圖圖3-23.(2009江西省名校模擬信息卷江西省名校模擬信息卷) 一長(zhǎng)為一長(zhǎng)為2L L的輕細(xì)桿的輕細(xì)桿 正中間有一小孔正中間有一小孔O O,在其兩端各固定質(zhì)量分別為在其兩端各固定質(zhì)量分別為m m和和 2m m的的A A、B B兩個(gè)小球兩個(gè)小球,水平光滑的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)小孔水平光滑的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)小孔O O固固 定在豎直的墻壁上定在豎直的墻壁上,桿能在豎直平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)桿能在豎直平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng),現(xiàn)現(xiàn) 將輕桿由水平位置靜止釋放將輕桿由水平位置靜止釋放,在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,下列下列 說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是 ( )A.

5、在豎直位置時(shí)兩球的速度大小相等為在豎直位置時(shí)兩球的速度大小相等為B.桿豎直位置時(shí)鐵釘對(duì)桿的作用力向上桿豎直位置時(shí)鐵釘對(duì)桿的作用力向上,大小為大小為C.由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置過(guò)程中小球由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置過(guò)程中小球B B機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒D.由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置過(guò)程中桿對(duì)小球由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置過(guò)程中桿對(duì)小球A A做功做功 為為gL2mg31134mgL答案答案BD解析解析 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒和小球角速度相等的關(guān)系根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒和小球角速度相等的關(guān)系可知可知: :在豎直位置時(shí)兩球的速度大小相等在豎直位置時(shí)兩球的速度大小相等為為 ,可可得球得球A A在最高點(diǎn)對(duì)桿的力大小為在最高點(diǎn)對(duì)桿的

6、力大小為 ,方向向下方向向下, ,小球小球B B在最低點(diǎn)對(duì)桿的力大小為在最低點(diǎn)對(duì)桿的力大小為 ,方向向下方向向下, ,則則B正確正確; ;系統(tǒng)機(jī)械能守恒系統(tǒng)機(jī)械能守恒, ,A A球的機(jī)械能增加球的機(jī)械能增加, ,B B球的機(jī)械能減少球的機(jī)械能減少; ;對(duì)對(duì)A A球由動(dòng)能定理可知球由動(dòng)能定理可知, ,桿對(duì)小球桿對(duì)小球A A做功做功為為 .32 gLmg31034mgLmg314.(2009曲阜師大附中模擬曲阜師大附中模擬)宇宙間存在一些離其它恒宇宙間存在一些離其它恒 星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng).其中有一種三星系統(tǒng)如圖其中有一種三星系統(tǒng)如圖3-3所所 示示,三顆質(zhì)量均為三顆質(zhì)量均為m m的星

7、位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn) 上上,三角形邊長(zhǎng)為三角形邊長(zhǎng)為R R,忽略其它星體對(duì)它們的引力作用忽略其它星體對(duì)它們的引力作用, 三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 萬(wàn)有引力恒量為萬(wàn)有引力恒量為G G,則則 ( )圖圖3-3A.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為B.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為C.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為D.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三顆星的質(zhì)量無(wú)關(guān)每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三顆星的質(zhì)量無(wú)關(guān)RGm33RGmGmR323答案答案ABC解

8、析解析 一顆星受到其他兩顆星的萬(wàn)有引力的合力充當(dāng)一顆星受到其他兩顆星的萬(wàn)有引力的合力充當(dāng)向心力向心力. ,軌道半徑軌道半徑 ,由由 ,分析求得分析求得A、B、C正確正確.2222330cos2rGmrGmF向3Rr marTmrmmF22224rv向5.(2009杭州市模擬六杭州市模擬六)低軌飛行的人造地球衛(wèi)星低軌飛行的人造地球衛(wèi)星,若若 不進(jìn)行軌道維持不進(jìn)行軌道維持,由于受大氣阻力等因素的影響由于受大氣阻力等因素的影響,飛飛 船的飛行軌道參數(shù)會(huì)發(fā)生微小變化船的飛行軌道參數(shù)會(huì)發(fā)生微小變化,對(duì)這些變化下對(duì)這些變化下 列判斷中正確的是列判斷中正確的是 ( )A.軌道半徑變大軌道半徑變大 B.軌道半

9、徑變小軌道半徑變小C.運(yùn)行速度變大運(yùn)行速度變大 D.運(yùn)行速度變小運(yùn)行速度變小BC解析解析 由于受到大氣阻力的作用由于受到大氣阻力的作用, ,衛(wèi)星在該軌道上運(yùn)衛(wèi)星在該軌道上運(yùn)動(dòng)速度減小動(dòng)速度減小, ,做向心運(yùn)動(dòng)做向心運(yùn)動(dòng), ,故軌道半徑變小故軌道半徑變小, ,由由 ,運(yùn)行速度變大運(yùn)行速度變大, ,故故B、C項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .rGMv 6.(2009曲阜師大附中模擬曲阜師大附中模擬)如圖如圖3-4所所 示示,螺旋形光滑軌道豎直放置螺旋形光滑軌道豎直放置,P P、Q 為對(duì)應(yīng)的軌道最高點(diǎn)為對(duì)應(yīng)的軌道最高點(diǎn).一個(gè)小球以一一個(gè)小球以一 定速度沿軌道切線方向進(jìn)入定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道軌道,且且 能過(guò)軌

10、道最高點(diǎn)能過(guò)軌道最高點(diǎn)P P,則下列說(shuō)法中正確的是則下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.軌道對(duì)小球做正功軌道對(duì)小球做正功,小球的線速度小球的線速度v vP Pv vQ QB.軌道對(duì)小球不做功軌道對(duì)小球不做功,小球的角速度小球的角速度P Pa aQ QD.軌道對(duì)小球的壓力軌道對(duì)小球的壓力F FP PF FQ QB解析解析 小球從小球從P PQ Q,只有重力做功只有重力做功, ,彈力始終和速度方彈力始終和速度方向垂直向垂直, ,故不做功故不做功, ,由此知道由此知道,v vP Pr rQ,故故P PQ Q,故故B項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .由由 ,分析分析C、D均錯(cuò)誤均錯(cuò)誤.marmmgF2v圖圖3-47.(20

11、09臺(tái)州市第二次調(diào)考臺(tái)州市第二次調(diào)考)如圖如圖3-5所所 示示,半徑半徑r r=0.4 m的光滑圓軌道被豎直的光滑圓軌道被豎直 固定在水平地面上固定在水平地面上,圓軌道最低處有圓軌道最低處有 一小球一小球(小球的半徑比小球的半徑比r r小很多小很多).現(xiàn)給現(xiàn)給 小球一個(gè)水平向右的初速度小球一個(gè)水平向右的初速度v v0,要使小球不脫離軌要使小球不脫離軌 道運(yùn)動(dòng)道運(yùn)動(dòng),v v0應(yīng)滿足應(yīng)滿足( ) A.v v00 B.v v04 m/sC.v v02 m/s D.v v0F F3 B.a a1=a a1=g ga a3C.v v1=v v2=v vv v3 D.1=32D解析解析 比較比較F F1、

12、F F3,由公式由公式F F=m m2r r分析分析,相同相同,F Fr r,得得F F1F F3,故故A錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .由此可知由此可知B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .比較比較v v1與與v v3,依據(jù)依據(jù)v v=r r;v v2、v v3與與v v,依據(jù)依據(jù) ,知知C錯(cuò)錯(cuò)D正確正確. .2rMmGFrGMv9.(2009泉州市質(zhì)檢泉州市質(zhì)檢) “嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”的成功發(fā)射標(biāo)志著的成功發(fā)射標(biāo)志著 我國(guó)繞月探測(cè)工程的研究和實(shí)施已取得重要進(jìn)展我國(guó)繞月探測(cè)工程的研究和實(shí)施已取得重要進(jìn)展. 設(shè)地球的質(zhì)量為月球質(zhì)量的設(shè)地球的質(zhì)量為月球質(zhì)量的k k倍倍,地球的半徑為月球地球的半徑為月球 半徑的半徑的n n倍倍,近地衛(wèi)星

13、繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度近地衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度 為為v v,加速度為加速度為a a;則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的 “嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”的速度和加速度分別為的速度和加速度分別為 ( )A. ， B. ，C. ， D. ，vknank3vknakn2vnkank2vnkakn2B解析解析 由由 知知, ,近地衛(wèi)近地衛(wèi)星星 , ;其中其中MM、R R是地球的質(zhì)量和半徑是地球的質(zhì)量和半徑. .根據(jù)地球與月球根據(jù)地球與月球MM、R R之間的關(guān)系求得之間的關(guān)系求得“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”的的v v、a a,B項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .rmmarMmG22vRGMv 2RG

14、Ma 10.(2009珠海市第二次調(diào)研珠海市第二次調(diào)研) 小球在離地面高為小球在離地面高為h h處處 以初速度以初速度v v水平拋出水平拋出,球從拋出到著地球從拋出到著地,速度變化量速度變化量 的大小和方向?yàn)榈拇笮『头较驗(yàn)? ) A. ,豎直向下豎直向下B. ,豎直向下豎直向下C. ,斜向下斜向下D. ,斜向下斜向下Bgh22vgh2vv gh22gh22vgh2gh2解析解析 依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn), ,得知水平方向速度變得知水平方向速度變 化量為化量為v vx x=0,豎直方向豎直方向v vy y= ,故著地速度故著地速度 變化量變化量v v= ,故故B項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .11

15、.(2009淮安市第四次調(diào)研淮安市第四次調(diào)研)為了迎接太空時(shí)代的到為了迎接太空時(shí)代的到 來(lái)來(lái),美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)計(jì)劃美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)計(jì)劃:在在2050年前建造成太年前建造成太 空升降機(jī)空升降機(jī),就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上, 另一端系住升降機(jī)另一端系住升降機(jī),放開(kāi)繩放開(kāi)繩,升降機(jī)能到達(dá)地球上升降機(jī)能到達(dá)地球上, 人坐在升降機(jī)里人坐在升降機(jī)里,在衛(wèi)星上通過(guò)電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉在衛(wèi)星上通過(guò)電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉 到衛(wèi)星上到衛(wèi)星上.已知地球表面的重力加速度已知地球表面的重力加速度g g=10 m/s2, 地球半徑地球半徑R R=6 400 km,地球自轉(zhuǎn)周期為地球自轉(zhuǎn)周期

16、為24 h.某某 宇航員在地球表面用體重計(jì)稱得體重為宇航員在地球表面用體重計(jì)稱得體重為800 N,站站 在升降機(jī)中在升降機(jī)中,當(dāng)升降機(jī)以加速度當(dāng)升降機(jī)以加速度a a=10 m/s2垂直地垂直地 面上升面上升,這時(shí)此人再一次用同一體重計(jì)稱得視重為這時(shí)此人再一次用同一體重計(jì)稱得視重為 850 N,忽略地球公轉(zhuǎn)的影響忽略地球公轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)以上數(shù)據(jù)根據(jù)以上數(shù)據(jù)( ) A.可以求出宇航員的質(zhì)量可以求出宇航員的質(zhì)量B.可以求出升降機(jī)此時(shí)距地面的高度可以求出升降機(jī)此時(shí)距地面的高度C.可以求出升降機(jī)此時(shí)所受萬(wàn)有引力的大小可以求出升降機(jī)此時(shí)所受萬(wàn)有引力的大小D.如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上如果把繩的一端擱置

17、在同步衛(wèi)星上,可知繩的長(zhǎng)度可知繩的長(zhǎng)度 至少有多長(zhǎng)至少有多長(zhǎng)解析解析 由由G G=mgmg,得知得知 ,故故A項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .在在距地球高度為距地球高度為h h時(shí)時(shí), ,重力加速度設(shè)為重力加速度設(shè)為g g,由牛頓第二定由牛頓第二定律得知律得知F F-mgmg=mama,又因又因 ,gRgR2=GMGM,從而求得從而求得h h,故故B正確正確; ;升降機(jī)質(zhì)量不知升降機(jī)質(zhì)量不知, ,故故C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤. .由由 ,而知繩長(zhǎng)而知繩長(zhǎng), ,故故D正確正確. .答案答案ABDkg 80kg10800m2)(hRGMg)(4)(222hRTmhRMmG12.(2009廣東廣東5)發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)發(fā)射人

18、造衛(wèi)星是將衛(wèi) 星以一定的速度送入預(yù)定軌道星以一定的速度送入預(yù)定軌道.發(fā)射發(fā)射 場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地 方方,如圖如圖3-6所示所示,這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是, 在赤道附近在赤道附近( ) A.地球的引力較大地球的引力較大 B.地球自轉(zhuǎn)線速度較大地球自轉(zhuǎn)線速度較大C.重力加速度較大重力加速度較大 D.地球自轉(zhuǎn)角速度較大地球自轉(zhuǎn)角速度較大圖圖3-6B解析解析 若將地球視為一個(gè)球體若將地球視為一個(gè)球體; ;則在地球上各處的引則在地球上各處的引力大小相同力大小相同, ,A錯(cuò)錯(cuò); ;在地球上各處的角速度相同在地球上各處的角速度相同, ,D錯(cuò)錯(cuò); ;在地球的表

19、面附近在地球的表面附近, ,赤道的半徑較大赤道的半徑較大, ,由公式由公式v v=r r可可知知, ,半徑越大線速度越大半徑越大線速度越大, ,B對(duì)對(duì); ;在赤道上的重力加速在赤道上的重力加速度最小度最小, ,C錯(cuò)錯(cuò). .二、解答題二、解答題 (第第13題題12分分,第第14、15題各題各14分分)13.(2009蘇州市蘇州市5 5月模擬月模擬) 如圖如圖3-7甲所示甲所示,一豎直平一豎直平 面內(nèi)的軌道由粗糙斜面面內(nèi)的軌道由粗糙斜面ABAB和光滑半圓軌道和光滑半圓軌道BCBC組成組成, 斜面底端通過(guò)一小段圓弧斜面底端通過(guò)一小段圓弧(圖中未畫出圖中未畫出,長(zhǎng)度可不計(jì)長(zhǎng)度可不計(jì)) 與軌道相切于與軌

20、道相切于B B點(diǎn)點(diǎn).斜面的傾角為斜面的傾角為37,半圓軌道半半圓軌道半 徑為徑為1 m,B B是圓軌道的最低點(diǎn)是圓軌道的最低點(diǎn),C C為最高點(diǎn)為最高點(diǎn).將一小將一小 物塊置于軌道物塊置于軌道ABAB上離地面高為上離地面高為H H處由靜止下滑處由靜止下滑,用用 力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)B B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F F,改變改變H H 的大小的大小,可測(cè)出相應(yīng)的可測(cè)出相應(yīng)的F F的大小的大小,F F隨隨H H的變化如圖乙的變化如圖乙. 物塊在某次運(yùn)動(dòng)時(shí)物塊在某次運(yùn)動(dòng)時(shí),由由H H=8.4 m處釋放處釋放,通過(guò)通過(guò)C C后后,又又 落回到斜面上落回到斜面上D D點(diǎn)點(diǎn).(已知已

21、知sin37=0.6,cos37=0.8, g g取取10 m/s2)求求:(1)物塊的質(zhì)量及物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)物塊的質(zhì)量及物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)物塊落到物塊落到D D點(diǎn)時(shí)的速度大小點(diǎn)時(shí)的速度大小.圖圖3-7解析解析 (1)物塊從斜面上物塊從斜面上A A點(diǎn)滑到點(diǎn)滑到B B點(diǎn)的過(guò)程中點(diǎn)的過(guò)程中, ,由動(dòng)由動(dòng)能定理得能定理得mgHmgH-mgHmgHcot37= m mv vB B2 物塊在物塊在B B點(diǎn)滿足點(diǎn)滿足 21RmmgFB2v由由可得可得 由圖象可知由圖象可知H H=0時(shí)時(shí),F F=5 N;H H=3 m時(shí)時(shí),F F=15 N代入代入解得解得m m=0.5 kg,=0.5

22、(2)物塊從物塊從A A到到C C由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得mgmg(H H-2R R)-mgHmgHcot 37= m mv vC2 物塊從物塊從C C到到D D做平拋運(yùn)動(dòng)做平拋運(yùn)動(dòng), ,下落高度下落高度h h= gt gt2 水平位移水平位移x x=v vC Ct t 由幾何關(guān)系知由幾何關(guān)系知 由由可得可得t t=0.4 s物塊到物塊到D D點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度HRmgmgF)37cot1 (22121xhR 237tanm/s 24)(22gtCDvv答案答案 (1)0.5 kg 0.5 (2)m/s 2414.(2009泰安市泰安市5 5月適應(yīng)性練習(xí)月適應(yīng)性練習(xí))如圖如圖3-8所示所示,

23、半徑半徑 R R=0.80 m的的 個(gè)光滑圓弧軌道豎直固定個(gè)光滑圓弧軌道豎直固定,過(guò)最低過(guò)最低 點(diǎn)的半徑點(diǎn)的半徑OCOC處于豎直方向處于豎直方向.其右方有底面半徑其右方有底面半徑 r r=0.2 m的轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒頂端與圓弧最低點(diǎn)轉(zhuǎn)筒頂端與圓弧最低點(diǎn)C C等高等高, 下部有一小孔下部有一小孔.距頂端距頂端h h=1.25 m,轉(zhuǎn)筒的軸線豎直轉(zhuǎn)筒的軸線豎直 且與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)且與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi),開(kāi)始時(shí)小孔也開(kāi)始時(shí)小孔也 在這一平面內(nèi)的圖示位置在這一平面內(nèi)的圖示位置.今讓一質(zhì)量今讓一質(zhì)量m m=0.1 kg 的小物塊自的小物塊自A A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落后打在圓弧軌道點(diǎn)由靜止開(kāi)始

24、下落后打在圓弧軌道 上的上的B B點(diǎn)點(diǎn),但未反彈但未反彈,在瞬間碰撞過(guò)程中在瞬間碰撞過(guò)程中,小物塊沿小物塊沿 半徑方向的分速度立刻減為半徑方向的分速度立刻減為0,而沿切線方向的分而沿切線方向的分 速度不變速度不變.此后此后,小物塊沿圓弧軌道滑下小物塊沿圓弧軌道滑下,到達(dá)到達(dá)C C點(diǎn)點(diǎn) 時(shí)觸動(dòng)光電裝置時(shí)觸動(dòng)光電裝置,使轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度勻速使轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度勻速 41轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),且小物塊最終正好進(jìn)入小孔且小物塊最終正好進(jìn)入小孔.已知已知A A、B B到圓到圓心心O O的距離均為的距離均為R R,與水平方向的夾角均為與水平方向的夾角均為=30,不不計(jì)空氣阻力計(jì)空氣阻力,取取g g=10

25、 m/s2.求求:圖圖3-8(1)小物塊到達(dá)小物塊到達(dá)C C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小.(2)轉(zhuǎn)筒軸線距轉(zhuǎn)筒軸線距C C點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離L L.(3)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.解析解析 (1)設(shè)小物塊到達(dá)設(shè)小物塊到達(dá)B B點(diǎn)時(shí)速度為點(diǎn)時(shí)速度為v vB B,由機(jī)械能守由機(jī)械能守恒得恒得mghmghABAB= m mv vB B2,h hABAB=R R設(shè)小物塊與軌道碰撞后速度為設(shè)小物塊與軌道碰撞后速度為v vB Bv vB B=v vB Bcos 30設(shè)小物塊到設(shè)小物塊到C C點(diǎn)的速度為點(diǎn)的速度為v vC C由機(jī)械能守恒定律得由機(jī)械能守恒定律得設(shè)在設(shè)在C C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小物塊

26、的支持力為點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小物塊的支持力為F FN212221)30sin1 (21CmmgRmvvB則則F FN-mgmg=解得解得F FN=3.5 NRm2Cv則小物塊到達(dá)則小物塊到達(dá)C C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小為點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小為F FN=F FN=3.5 N(2)小物塊離開(kāi)小物塊離開(kāi)C C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)x x=v vC Ct t由由(1)(1)問(wèn)可得問(wèn)可得v vC C=2 m/s,L L=x x+r r=(0.2+ ) m(3)小物塊最終進(jìn)入小孔小物塊最終進(jìn)入小孔, ,則則t t=n n (n n=1,2,3,)聯(lián)立可得聯(lián)立可得=4n nrad/s(n n=1,2,3,)22

27、1gth 552答案答案 (1)3.5N (2)(0.2+ )m(3) =4n nrad/s(n n=1,2,3,)515.(2009麗水模擬麗水模擬) 如圖如圖3-9所示為我國(guó)所示為我國(guó)“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)” 衛(wèi)星從發(fā)射到進(jìn)入月球工作軌道的過(guò)程示意圖衛(wèi)星從發(fā)射到進(jìn)入月球工作軌道的過(guò)程示意圖.在在 發(fā)射過(guò)程中發(fā)射過(guò)程中,經(jīng)過(guò)一系列的加速和變軌經(jīng)過(guò)一系列的加速和變軌,衛(wèi)星沿繞地衛(wèi)星沿繞地 球球“48小時(shí)軌道小時(shí)軌道”在抵達(dá)近地點(diǎn)在抵達(dá)近地點(diǎn)P P時(shí)時(shí),主發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng), “嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的速度在很短時(shí)間內(nèi)由衛(wèi)星的速度在很短時(shí)間內(nèi)由v v1提高到提高到v v2, 進(jìn)入進(jìn)入“地月轉(zhuǎn)移軌

28、道地月轉(zhuǎn)移軌道”,開(kāi)始了從地球向月球的飛行開(kāi)始了從地球向月球的飛行. “嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在衛(wèi)星在“地月轉(zhuǎn)移軌道地月轉(zhuǎn)移軌道”上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)114小時(shí)小時(shí) 飛行到達(dá)近月點(diǎn)飛行到達(dá)近月點(diǎn)Q Q時(shí)時(shí),需要及時(shí)制動(dòng)需要及時(shí)制動(dòng),使其成為月球使其成為月球 的衛(wèi)星的衛(wèi)星.之后之后,又在繞月球軌道上的近月點(diǎn)又在繞月球軌道上的近月點(diǎn)Q Q經(jīng)過(guò)兩經(jīng)過(guò)兩 次制動(dòng)次制動(dòng),最終進(jìn)入繞月球的圓形工作軌道最終進(jìn)入繞月球的圓形工作軌道.已知已知 “嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的質(zhì)量為衛(wèi)星的質(zhì)量為m m0,在繞月球的圓形工作在繞月球的圓形工作 軌道軌道上運(yùn)動(dòng)的高度為上運(yùn)動(dòng)的高度為h h,月球的半徑為月球的半徑為r r月月,月球

29、的月球的 質(zhì)量為質(zhì)量為m m月月,引力常量為引力常量為G G.(1)求求“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在繞月球圓形工作軌道衛(wèi)星在繞月球圓形工作軌道運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期動(dòng)時(shí)的周期.(2)理論證明理論證明,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體由距月球無(wú)限遠(yuǎn)處無(wú)初的物體由距月球無(wú)限遠(yuǎn)處無(wú)初速度釋放速度釋放,它在月球引力的作用下運(yùn)動(dòng)至距月球中心它在月球引力的作用下運(yùn)動(dòng)至距月球中心為為r r處的過(guò)程中處的過(guò)程中,月球引力對(duì)物體所做的功可表示為月球引力對(duì)物體所做的功可表示為 .為使為使“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在近月點(diǎn)衛(wèi)星在近月點(diǎn)Q Q進(jìn)行第進(jìn)行第一次制動(dòng)后能成為月球的衛(wèi)星一次制動(dòng)后能成為月球的衛(wèi)星,且與月球表面的距離且與月球表面

30、的距離不小于圓形工作軌道不小于圓形工作軌道的高度的高度,其第一次制動(dòng)后的速其第一次制動(dòng)后的速度大小應(yīng)滿足什么條件度大小應(yīng)滿足什么條件?rmGmW月圖圖3-9解析解析 (1)根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式, ,有有解得解得 (2)設(shè)設(shè)“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在到達(dá)近月點(diǎn)衛(wèi)星在到達(dá)近月點(diǎn)( (距月球的距離距月球的距離為為h h)時(shí)進(jìn)行第一次制動(dòng)后的最低速度為時(shí)進(jìn)行第一次制動(dòng)后的最低速度為u u1,則則解得解得設(shè)設(shè)“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星剛好脫離月球引力的束縛飛離衛(wèi)星剛好脫離月球引力的束縛飛離月月)(4)(22020hrTmhrmmG月月月月月月GmhrhrT)(2hrumhrmmG月月月21020)(hrGmu月月2解得解得“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星能成為月球的衛(wèi)星衛(wèi)星能成為月球的衛(wèi)星, ,其第一次通過(guò)其第一次通過(guò)Q Q點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度u u應(yīng)滿足應(yīng)滿足 0210220hrmmGum月月hrGmu月月22hrGmhrGmu月月月月2球球, ,在通過(guò)在通過(guò)Q Q點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的速度為u u2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有根據(jù)機(jī)械能守恒定律有答案答案 (1)2(r r月月+h h) (2)見(jiàn)解析見(jiàn)解析月月Gmhr返回