2021届高考物理专项精析精炼:2020考点4-曲线运动-Word版含解析.docx
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1、考点4 曲线运动一、选择题1.(2022新课标全国卷)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开头绕转轴缓慢地加速转动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()A.b确定比a先开头滑动B. a、b所受的摩擦力始终相等C. 是b开头滑动的临界角速度D.当时,a所受摩擦力的大小为kmg【解析】选A、C。本题考查了圆周运动与受力分析。最大静摩擦力相等,而b需要的向心力较大,所以b先滑动,A项正确;在未滑动之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此
2、b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B项错误;b处于临界状态时, ,C项正确;当时,对a: ,D项错误。【误区警示】两物体角速度相等,半径大的物体需要的向心力大,半径小的物体需要的向心力小,而最大静摩擦力相等,确定是半径大的先滑动。2.(2022安徽高考)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30,g取10m/s2。则的最大值是()A.rad/s B.rad/s C.1.0 rad/s D.0.5 rad/s【解析】选C。小物体
3、与圆盘始终保持相对静止,在最低点有f-mgsin=m2r。当小物体在最低点恰好滑动时,取最大值,有mgcos-mgsin=m2r,解得=1.0rad/s,故选项C正确。【误区警示】本题简洁认为当小物体在最高点恰好滑动时,取最大值,而有mgcos+mgsin=m2r,解得=rad/s,错选A。3.(2022新课标全国卷)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()A. B. C. D. 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)知道动能和重力势能的计算公式;(2)把握平抛运动的规律;(3)
4、落地时的速度方向与水平方向的夹角用计算。【解析】选B。设物块水平抛出的初速度为v0,抛出时的高度为h,则,则,物块落地的竖直速度vy=,则落地时速度方向与水平方向的夹角,则,选项B正确。4.(2022新课标全国卷)如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为()A.Mg-5mgB.Mg+mgC.Mg+5mgD.Mg+10mg【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)小环从大环的最高处由静止滑下过程中机械能守恒;(2)小环滑到大环的最低点时支
5、持力与重力的合力供应向心力;(3)依据大环受力平衡可求轻杆对大环的拉力。【解析】选C。设小环滑到大环的最低点时的速度为v。对小环,依据机械能守恒定律得,小环滑到最低点时,由牛顿其次定律得,解得。依据牛顿第三定律知,小环对大环的作用力为5mg。对大环,由平衡条件得,依据牛顿第三定律,大环对轻杆的拉力为Mg+5mg,故选项C正确。【误区警示】本题简洁依据一般思路:对整体,轻杆对大环的拉力大小为F=Mg+mg,故错选B项。错误缘由为没有考虑小环滑到大环的最低点时有向上的向心加速度。5.(2022四川高考)有一条两岸平直、河水均匀流淌、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,
6、回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()A B C D【解题指南】解答本题应从以下两点进行分析:(1)搞清楚船的实际运动是水流与船相对于静水的合运动;(2)知道怎样求运动时间。【解析】选B。去程时如图甲,所用时间,回程时如图乙,所用时间,又,联立解得v船=,则B正确。6.(2022江苏高考)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行试验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该试验,下列说法中正确的有()A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应转变装置的高度,多次试
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