考點四 曲線運動-2020年高考物理分類題庫

考點四曲線運動1.(2020·全國Ⅰ卷)如圖,一同學表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10m,該同學和秋千踏板的總質量約為50kg。繩的質量忽略不計。當該同學蕩到秋千支架的正下方時,速度大小為8m/s,此時每根繩子平均承受的拉力約為 ()A.200N B.400NC.600N D.800N【解析】選B。該同學蕩到秋千支架的正下方時,設每根繩子平均承受的拉力為F,根據牛頓第二定律有:,解得,故選項B正確,A、C、D錯誤。2.(2020·全國Ⅱ卷)如圖,在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑,該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h,其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經過a點時的動能為E1,它會落到坑內c點。c與a的水平距離和高度差均為h;若經過a點時的動能為E2,該摩托車恰能越過坑到達b點。等于 ()A.20 B.18 C.9.0 D.3.0【解析】選B。摩托車從a到c做平拋運動,水平方向:h=v1t①,豎直方向:②,又知③,聯(lián)立①②③得;摩托車從a到b做平拋運動,水平方向:3h=v2t④,豎直方向:⑤,又知⑥,聯(lián)立④⑤⑥得,所以,B正確,A、C、D錯誤。3.(多選)(2020·江蘇高考)如圖所示,小球A、B分別從2l和l的高度水平拋出后落地,上述過程中A、B的水平位移分別為l和2l。忽略空氣阻力,則 ()A.A和B的位移大小相等B.A的運動時間是B的2倍C.A的初速度是B的D.A的末速度比B的大【解析】選A、D。位移為初位置到末位置的有向線段,由題圖可得,,A和B的位移大小相等,A正確;平拋運動的時間由高度決定,即，則A的運動時間是B的倍,B錯誤;平拋運動,在水平方向上做勻速直線運動,則,,則A的初速度是B的,C錯誤;小球A、B在豎直方向上的速度分別為,,所以可得,,即vA>vB,D正確。4.(2020·浙江7月選考)如圖所示,底部均有4個輪子的行李箱a豎立、b平臥放置在公交車上,箱子四周有一定空間。當公交車()緩慢起動時,兩只行李箱一定相對車子向后運動B.急剎車時,行李箱a一定相對車子向前運動C.緩慢轉彎時,兩只行李箱一定相對車子向外側運動D.急轉彎時,行李箱b一定相對車子向內側運動【解析】選B。緩慢起動時,兩只箱子都應該處于受力平衡狀態(tài),箱子的運動狀態(tài)不會改變,即兩只行李箱會與車子保持相對靜止,選項A錯誤;急剎車時,箱子由于慣性保持原有運動狀態(tài),因此行李箱a會相對車子向前運動,選項B正確;根據可知,緩慢轉彎時,所需要的向心力會很小,因此靜摩擦力足夠提供兩只行李箱轉彎的向心力,所以兩只行李箱會與車子保持相對靜止,選項C錯誤;根據可知,急轉彎時,行李箱b需要的向心力較大,如果行李箱b所受最大靜摩擦力不足以提供向心力,則會發(fā)生離心運動,即可能會相對車子向外側運動,選項D錯誤。5.(2020·山東等級考)單板滑雪U形池比賽是冬奧會比賽項目,其場地可以簡化為如圖甲所示的模型:U形滑道由兩個半徑相同的四分之一圓柱面軌道和一個中央的平面直軌道連接而成,軌道傾角為17.2°。某次練習過程中,運動員以vM=10m/s的速度從軌道邊緣上的M點沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道,速度方向與軌道邊緣線AD的夾角α=72.8°,騰空后沿軌道邊緣的N點進入軌道。圖乙為騰空過程左視圖。該運動員可視為質點,不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2,sin72.8°=0.96,cos72.8°=0.30。求:(1)運動員騰空過程中離開AD的距離的最大值d;(2)M、N之間的距離L?！窘忸}指南】解答本題應注意以下三點:(1)把運動員的騰空過程分解為兩個方向上的分運動:沿AD方向和垂直于AD方向;(2)運動員在垂直于AD方向的運動速度為零時離開AD的距離最大;(3)運動員沿AD方向做有一定初速度的勻加速直線運動,且沿AD方向和垂直于AD方向的兩個分運動具有等時性?！窘馕觥?1)在M點,設運動員在ABCD面內垂直AD方向的分速度為v1,由運動的合成與分解規(guī)律得v1=vMsin72.8°①設運動員在ABCD面內垂直AD方向的分加速度為a1,由牛頓第二定律得mgcos17.2°=ma1 ②由運動學公式得③聯(lián)立①②③式,代入數據得d=4.8m ④(2)在M點,設運動員在ABCD面內平行AD方向的分速度為v2,由運動的合成與分解規(guī)律得v2=vMcos72.8° ⑤設運動員在ABCD面內平行A