3、摩天輪作用力的大小始終為mg
D．所受合力的大小始終為mω2R
【答案】BD
【解析】由于座艙做勻速圓周運(yùn)動，由公式，解得：，故A錯誤；由圓周運(yùn)動的線速度與角速度的關(guān)系可知，，故B正確；由于座艙做勻速圓周運(yùn)動，所以座艙受到摩天輪的作用力是變力，不可能始終為，故C錯誤；由勻速圓周運(yùn)動的合力提供向心力可得：，故D正確。
3．（2019·浙江選考）一質(zhì)量為2.0×103 kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104 N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80 m的彎道時，下列判斷正確的是
A．汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力
B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時
4、所需的向心力為1.4×104 N
C．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑
D．汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2
【答案】D
【解析】汽車轉(zhuǎn)彎時受到重力，地面的支持力，以及地面給的摩擦力，其中摩擦力充當(dāng)向心力，A錯誤；當(dāng)最大靜摩擦力充當(dāng)向心力時，速度為臨界速度，大于這個速度則發(fā)生側(cè)滑，根據(jù)牛頓第二定律可得，解得，所以汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20 m/s時，所需的向心力小于1.4×104 N，汽車不會發(fā)生側(cè)滑，BC錯誤；汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度，即汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0 m/s2，D正確。
4．（2018·江蘇卷）某彈射管每次彈出的小球速度相等．在沿光
5、滑豎直軌道自由下落過程中，該彈射管保持水平，先后彈出兩只小球．忽略空氣阻力，兩只小球落到水平地面的
A．時刻相同，地點(diǎn)相同
B．時刻相同，地點(diǎn)不同
C．時刻不同，地點(diǎn)相同
D．時刻不同，地點(diǎn)不同
【答案】B
【解析】本題考查合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系及時刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。彈射管在豎直方向做自由落體運(yùn)動，所以彈出小球在豎直方向運(yùn)動的時間相等，因此兩球應(yīng)同時落地；由于兩小球先后彈出，且彈出小球的初速度相同，所以小球在水平方向運(yùn)動的時間不等，因小球在水平方向做勻速運(yùn)動，所以水平位移相等，因此落點(diǎn)不相同，故選項(xiàng)B正確。
5．（2018·北京卷）根據(jù)高中所學(xué)知識可知，做自由
6、落體運(yùn)動的小球，將落在正下方位置。但實(shí)際上，赤道上方200 m處無初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6 cm處，這一現(xiàn)象可解釋為，除重力外，由于地球自轉(zhuǎn)，下落過程小球還受到一個水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比，現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋，考慮對稱性，上升過程該“力”水平向西，則小球
A．到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均為零
B．到最高點(diǎn)時，水平方向的加速度和速度均不為零
C．落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)東側(cè)
D．落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)西側(cè)
【答案】D
【解析】上升過程水平方向向西加速，在最高點(diǎn)豎直方向上速度為零，水平方向上有向西的水平速度，且有豎直向下的加速度，故AB錯；下降過
7、程向西減速，按照對稱性落至地面時水平速度為0，整個過程都在向西運(yùn)動，所以落點(diǎn)在拋出點(diǎn)的西側(cè)，故C錯，D正確。
6．（2018·天津卷）滑雪運(yùn)動深受人民群眾的喜愛，某滑雪運(yùn)動員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動員的速率不變，則運(yùn)動員沿AB下滑過程中
A．所受合外力始終為零
B．所受摩擦力大小不變
C．合外力做功一定為零
D．機(jī)械能始終保持不變
【答案】C
【解析】根據(jù)曲線運(yùn)動的特點(diǎn)分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出運(yùn)動員與曲面間的正壓力變化情況，從而分析運(yùn)動員所受摩擦力變化；根據(jù)運(yùn)動員的動能變化情況
8、，結(jié)合動能定理分析合外力做功；根據(jù)運(yùn)動過程中，是否只有重力做功來判斷運(yùn)動員的機(jī)械能是否守恒；因?yàn)檫\(yùn)動員做曲線運(yùn)動，所以合力一定不為零，A錯誤；運(yùn)動員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對運(yùn)動員的支持力的合力充當(dāng)向心力，故有，運(yùn)動過程中速率恒定，且在減小，所以曲面對運(yùn)動員的支持力越來越大，根據(jù)可知摩擦力越來越大，B錯誤；運(yùn)動員運(yùn)動過程中速率不變，質(zhì)量不變，即動能不變，動能變化量為零，根據(jù)動能定理可知合力做功為零，C正確；因?yàn)榭朔Σ亮ψ龉Γ瑱C(jī)械能不守恒，D錯誤。
7．（2018·新課標(biāo)全國III卷）在一斜面頂端，將甲乙兩個小球分別以v和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落
9、至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的
A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍
【答案】A
【解析】設(shè)甲球落至斜面時的速率為v1，乙落至斜面時的速率為v2，由平拋運(yùn)動規(guī)律，x=vt，y=gt2，設(shè)斜面傾角為θ，由幾何關(guān)系，tanθ=y/x，小球由拋出到落至斜面，由機(jī)械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，聯(lián)立解得：v1=·v，即落至斜面時的速率與拋出時的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時的速率的2倍，選項(xiàng)A正確。
8．（2018·新課標(biāo)全國I卷）如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，ab水平，長度為2R：bc是半徑為R的四分之一的圓弧，與ab相
10、切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球。始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動，重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其他軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為
A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR
【答案】C
【解析】本題考查了運(yùn)動的合成與分解、動能定理等知識，意在考查考生綜合力學(xué)規(guī)律解決問題的能力。
設(shè)小球運(yùn)動到c點(diǎn)的速度大小為vC，則對小球由a到c的過程，由動能定理得：F·3R–mgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球離開c點(diǎn)后，在水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，豎直方向在重力作用力下做勻減速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律可知，小球離開
11、c點(diǎn)后水平方向和豎直方向的加速度大小均為g，則由豎直方向的運(yùn)動可知，小球從離開c點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)所需的時間為：t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移為x=at2=2R。由以上分析可知，小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，水平方向的位移大小為5R，則小球機(jī)械能的增加量ΔE=F·5R=5mgR，選項(xiàng)C正確ABD錯誤。
9．（2018·浙江選考）A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運(yùn)動（如圖），在相同時間內(nèi)，它們通過的路程之比是4:3，運(yùn)動方向改變的角度之比是3:2，則它們
A．線速度大小之比為4:3
B．角速度大小之比為3:4
C．圓周運(yùn)動的半徑之比為2:1
12、
D．向心加速度大小之比為1:2
【答案】A
【解析】因?yàn)橄嗤瑫r間內(nèi)他們通過的路程之比是4:3，根據(jù)，則A、B的線速度之比為4:3，故A正確；運(yùn)動方向改變的角度之比為3:2，根據(jù)，則角速度之比為3:2，故B錯誤；根據(jù)可得圓周運(yùn)動的半徑之比為，故C錯誤；根據(jù)a=vω得，向心加速度之比為，故D錯誤。
10．（2018·江蘇卷）火車以60 m/s的速率轉(zhuǎn)過一段彎道，某乘客發(fā)現(xiàn)放在桌面上的指南針在10 s內(nèi)勻速轉(zhuǎn)過了約10°。在此10 s時間內(nèi)，火車
A．運(yùn)動路程為600 m
B．加速度為零
C．角速度約為1 rad/s
D．轉(zhuǎn)彎半徑約為3.4 km
【答案】AD
【解析】圓周運(yùn)動
13、的弧長s=vt=60×10 m=600 m，選項(xiàng)A正確；火車轉(zhuǎn)彎是圓周運(yùn)動，圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動，所以合力不為零，加速度不為零，故選項(xiàng)B錯誤；由題意得圓周運(yùn)動的角速度rad/s= rad/s，又，所以m=3439m，故選項(xiàng)C錯誤、D正確。
11．（2017·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)；其原因是
A．速度較小的球下降相同距離所用的時間較多
B．速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大
C．速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少
D．速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降
14、的距離較大
【答案】C
【解析】由題意知，速度大的球先過球網(wǎng)，即同樣的時間速度大的球水平位移大，或者同樣的水平距離速度大的球用時少，故C正確，ABD錯誤。
【名師點(diǎn)睛】重點(diǎn)要理解題意，本題考查平拋運(yùn)動水平方向的運(yùn)動規(guī)律。理論知識簡單，難在由題意分析出水平方向運(yùn)動的特點(diǎn)。
12．（2017·江蘇卷）如圖所示，A、B兩小球從相同高度同時水平拋出，經(jīng)過時間t在空中相遇，若兩球的拋出速度都變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩球從拋出到相遇經(jīng)過的時間為
（A） （B） （C） （D）
【答案】C
【解析】設(shè)第一次拋出時A球的速度為v1，B球的速度為v2，則A、B間的水平距離x=(v1+v2)t，第二次
15、兩球的速度為第一次的2倍，但兩球間的水平距離不變，則x=2(v1+v2)T，聯(lián)立得T=t∕2，所以C正確；ABD錯誤。
【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵信息是兩球運(yùn)動時間相同，水平位移之和不變。
13．（2017·江蘇卷）如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F．小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動。整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，重力加速度為g。下列說法正確的是
（A）物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于2F
（B）小環(huán)
16、碰到釘子P時，繩中的張力大于2F
（C）物塊上升的最大高度為
（D）速度v不能超過
【答案】D
【解析】由題意知，F(xiàn)為夾子與物塊間的最大靜摩擦力，但在實(shí)際運(yùn)動過程中，夾子與物塊間的靜摩擦力沒有達(dá)到最大，故物塊向右勻速運(yùn)動時，繩中的張力等于Mg，A錯誤；小環(huán)碰到釘子時，物塊做圓周運(yùn)動，，繩中的張力大于物塊的重力Mg，當(dāng)繩中的張力大于2F時，物塊將從夾子中滑出，即，此時速度，故B錯誤；D正確；物塊能上升的最大高度，，所以C錯誤。
【名師點(diǎn)睛】在分析問題時，要細(xì)心。題中給的力F是夾子與物塊間的最大靜摩擦力，而在物塊運(yùn)動的過程中，沒有信息表明夾子與物塊間靜摩擦力達(dá)到最大．另小環(huán)碰到釘子后，物塊繞釘子做圓周運(yùn)動，夾子與物塊間的靜摩擦力會突然增大。
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三年高考（2017-2019）高考物理真題分項(xiàng)匯編 專題05 曲線運(yùn)動（含解析）
