2018版高三物理学业水平测试复习练习:必修2第二十一讲 曲线运

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第二十一讲 曲线运动综合问题(三)
1. (2018届连云港学业水平模拟)如图所示,倾角为θ=45°的直导轨与半径为R的圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从导轨上的A处无初速度下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点D水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计一切阻力.求:
(1) 滑块运动到D点时速度的大小;
(2) 滑块运动到最低点C时对轨道压力的大小;
(3) AC两点的竖直高度.

2. (2018届徐州学业水平模拟)如图所示,倾角θ=45°的斜面固定放置在水平地面上,质量为m的小球从斜面上方无初速度释放,与斜面碰撞后速度大小不变,方向变为水平抛出.已知小球从距碰撞点高为h1处自由下落,碰撞点距斜面底端为h2,重力加速度为g,不计空气阻力.
(1) 求刚开始下落时,小球的重力势能(以地面为零势能参考面);
(2) 求小球与斜面碰撞时的速度大小v1;
(3) 若小球平抛后又落到斜面上,试求小球第二次撞击斜面时的速度v2大小.


3. (2018届南通学业水平模拟)中国女排在2019年奥运会上夺得冠军.图示为排球场地示意图,排球场长18.0m,宽9.0m.某运动员跳起将球垂直网面水平扣出,扣球点离地面的高度为2.45m,离球场中线的水平距离为1.0m,排球直接落到距端线3.0m处的界内.排球的质量为260g,可视为质点,空气阻力不计.取地面为零势能面,重力加速度g=10m/s2,求:
(1) 扣球时,排球水平飞出的速度大小v0;
(2) 排球落地前瞬间的机械能E;
(3) 排球落地前瞬间重力的功率P.


4. (2018届南京学业水平模拟)如图所示,质量为2kg的滑块(可视为质点)在离地面高h=2m 的A点沿粗糙弧形轨道以初速度v0=3m/s开始下滑,到B点的速度为6m/s,通过粗糙水平轨道BC后,再沿着光滑的半圆轨道运动.已知滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ=0.10,且C、O、D三点在同一竖直线上,设水平轨道长BC=x,光滑半圆轨道的半径大小为0.5m,重力加速度g=10m/s2.
(1) 滑块从A到达B摩擦力做的功;
(2) 若滑块恰好通过圆轨道最高点D,则水平轨道长x为多大?
(3) 在坐标系内画出滑块过D点对圆轨道的压力F与水平轨道长x之间关系图象.
 

5. (2018届镇江学业水平模拟)如图甲所示,轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在水平地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为L.现将该弹簧水平放置(如图乙所示,弹簧图略缩小),一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5L的水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD在竖直方向上,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度为L处,然后释放P,P开始沿轨道运动,重力加速度为g.
(1) 求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能Ep;
(2) 若P的质量为m,求物体离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离s;
(3) 为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回,求物块P的质量取值范围.


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