在光滑水平面上有两个静止的、可视为质点的相同物块A、B,某时刻给物块A一个向右的初速度v0=10m/s,物块A与物块B发生弹性碰撞,碰后物块进入与水平面平滑连接的光滑圆形轨道。圆形轨道右侧的光滑水平面平滑连接着一个倾角θ=37°且足够长的粗糙斜面,斜面与物块的摩擦系数为
,重力加速度g取10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求物块A与物块B碰后瞬间,物块B的速度大小;
(2)为保证物块第一次进入圆形轨道的过程中不脱离轨道,求圆形轨道半径R的取值范围;
(3)若圆形轨道半径R=1.8m,求物块B第N次滑上斜面的最大位移
的表达式以及整个运动过程在斜面上经过的总路程s。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53a69fa4a5143966673b766f37d40985.png)
(1)求物块A与物块B碰后瞬间,物块B的速度大小;
(2)为保证物块第一次进入圆形轨道的过程中不脱离轨道,求圆形轨道半径R的取值范围;
(3)若圆形轨道半径R=1.8m,求物块B第N次滑上斜面的最大位移
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2db52ca3c704394663751eedce532886.png)
23-24高三上·广东东莞·期中 查看更多[3]
广东省东莞中学、广州二中、惠州一中、深圳实验、珠海一中、中山纪念中学六校2023-2024学年高三上学期第三次联考物理试题重庆外国语学校2023-2024学年高三上学期12月月考物理(已下线)压轴题02 牛顿运动定律 曲线运动-2024年高考物理压轴题专项训练(新高考通用)
更新时间:2023-11-25 18:13:01
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,的一端滑块与长木板静放在水平面上,已知它们间的摩擦因数为
,现将板缓慢抬高,试问
(1)现将木板倾斜角调整为
,滑块以
的初速度沿木板向上运动,求滑块在木板上运动的平均速度
;(
)
(2)调整木板倾斜角
,可改变滑块沿木板向上滑动的运动位移和时间,当同样的滑块仍以
的初速度冲上木板,求滑块在向上滑行阶段中出现最短运动时间所需的倾角大小及最短时间
值。(
)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11badedd7c2edcdaa155e78699e4c40a.png)
(1)现将木板倾斜角调整为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e62204700edefb575a2105d13186e1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d789eb81c3f3e241ba54e003f1659fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77539d5d6f098b515321cf8e5dc72329.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
(2)调整木板倾斜角
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6581916f5a65edfea257c804efee007e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d789eb81c3f3e241ba54e003f1659fe.png)
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,轨道AB固定在竖直平面内,C、D是倾斜传送带上下两转轮与皮带的切点,传送带下端紧接着斜面,斜面底端有一弹性板E。已知倾斜传送带和斜面与水平面的夹角都为
,传送带CD间距离
,斜面长
。一质量
的小滑块在A点释放后,从轨道末端B水平抛出,从C点以
的速度沿CD方向进入传送带。滑块与弹性板碰撞前后速度大小不变,滑块与传送带和斜面间的滑动摩擦因数均为
。
(1)求滑块从B运动到C的时间t;
(2)若传送带静止不动,则滑块与弹性板碰前瞬间的速度大小是多少?反弹后能上滑的最大距离
是多少?
(3)若传送带逆时针匀速运行的速度大小为
,请写出滑块与弹性板碰撞后能上滑的最大距离
与
之间的关系式。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/74dc2063147bb66cc18c7cab905bb662.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41bcb9883c7b75aa60ed0e5d16024c71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2807469ca41bb7faddad16574d67ef97.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/348ce836848895cea9feb93d5c02bd41.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8b4667d58c4485d365e8dfb4e4d75c0.png)
(1)求滑块从B运动到C的时间t;
(2)若传送带静止不动,则滑块与弹性板碰前瞬间的速度大小是多少?反弹后能上滑的最大距离
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
(3)若传送带逆时针匀速运行的速度大小为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/34f71921ac5c66711f9aceb70e3124b3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/9/58ffd299-b049-42b8-9d9e-e7c34bb9b68e.png?resizew=257)
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(0.4)
名校
【推荐1】物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究,其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为R1=0.6m的半圆单层轨道ABC、半径为R2=0.1m的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成,且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为M=0.1kg的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处,其长度L1=1m且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧,弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的滑块P,弹簧的弹性势能最大能达到
。小张同学选择了质量为m=0.2kg的滑块Р参与游戏,游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长,摆渡车与侧壁H相撞时会立即停止不动,滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数为μ=0.5,其他所有摩擦都不计,IJ段长度L2=0.4m,JK段长度L3=0.7m,重力加速度g=10m/s2.,求:
(1)若小张同学弹出的滑块恰好能过C点,求滑块经过与圆心O等高的B处时轨道对它的支持力大小;
(2)小张同学至少以多大的弹性势能将滑块弹出,滑块才能滑上摆渡车Q;
(3)如果小张同学将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段,则他发射时的弹性势能应满足什么要求。(计算结果保留两位有效数字)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aec3c1628e671ea65ed1293d3b2b4c8b.png)
(1)若小张同学弹出的滑块恰好能过C点,求滑块经过与圆心O等高的B处时轨道对它的支持力大小;
(2)小张同学至少以多大的弹性势能将滑块弹出,滑块才能滑上摆渡车Q;
(3)如果小张同学将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段,则他发射时的弹性势能应满足什么要求。(计算结果保留两位有效数字)
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(0.4)
【推荐2】如图甲所示,有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成,表面处处光滑,且AB段与BC段通过一小圆弧平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方的О点,小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着表面粗糙且长度为
的木板,木板的上表面水平与C点等高,右端有挡板。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A点处释放,滑至C点时与小球发生正碰,然后从左端滑上木板。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动,轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和木板的质量分别为
、
和
,A点距BC段的高度为
,轻绳的长度为
,滑块、小球均可视为质点。取
。求:
(1)滑块到达BC轨道上时的速度大小;
(2)滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小;
(3)若滑块与挡板发生的是弹性碰撞,要使滑块能碰撞挡板,又最终没有滑离小车,求滑块与木板间的动摩擦因数
的值多大?
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92864721d0424f4ed9aaecf6db3797e9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
(1)滑块到达BC轨道上时的速度大小;
(2)滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小;
(3)若滑块与挡板发生的是弹性碰撞,要使滑块能碰撞挡板,又最终没有滑离小车,求滑块与木板间的动摩擦因数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1100379a4385b9ce064847bc21760adc.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/8/7a3cdb16-e44f-45d6-9df0-0455fff698c1.png?resizew=509)
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(0.4)
【推荐3】如图所示AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆形轨道,OA处于水平位置。AB是半径为R=2m的
圆周轨道,CDO是半径为r=1m的半圆轨道,最高点O处固定一个竖直弹性挡板。D为CDO轨道的中点。已知BC段是水平粗糙轨道,与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L=2m,与小球之间的动摩擦因数μ=0.4。现让一个质量为m=1kg的小球P从A点的正上方距水平线OA高H自由下落。(g=10m/s2)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/11/16/1575781770428416/1575781770780672/STEM/9496ff79-7bb1-462a-9ed1-5641c035106b.png?resizew=204)
(1)当H=8.55m时,问此球第一次到达O点对轨道的压力;
(2)当H=8.55m时,试通过计算判断此球是否会脱离CDO轨道。如果会脱离轨道,求脱离位置距C点的竖直高度。如果不会脱离轨道,求静止前球在水平轨道经过的路程;
(3)H取值满足什么条件时,小球会脱离CDO轨道?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/11/16/1575781770428416/1575781770780672/STEM/9496ff79-7bb1-462a-9ed1-5641c035106b.png?resizew=204)
(1)当H=8.55m时,问此球第一次到达O点对轨道的压力;
(2)当H=8.55m时,试通过计算判断此球是否会脱离CDO轨道。如果会脱离轨道,求脱离位置距C点的竖直高度。如果不会脱离轨道,求静止前球在水平轨道经过的路程;
(3)H取值满足什么条件时,小球会脱离CDO轨道?
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示为一种“子母球”表演,质量分别为m、3m的两个小球A、B静止在地面上方,B球距离地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方,让两小球同时由静止释放.设所有碰撞都是弹性碰撞,重力加速度大小g=10m/s2,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/39dc5f98-b2b0-404d-ae67-3ea93cc56185.png?resizew=104)
(1)求球B第一次落地时球A的速度大小;
(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,A球开始下落时距地面高度H的取值范围;
(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求H应满足的条件.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/39dc5f98-b2b0-404d-ae67-3ea93cc56185.png?resizew=104)
(1)求球B第一次落地时球A的速度大小;
(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,A球开始下落时距地面高度H的取值范围;
(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求H应满足的条件.
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(0.4)
【推荐2】“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,它实际上是一个费力杠杆.如下图所示,某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L = 4.8m,质量m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中.开始时长臂处于静止状态,与水平面间的夹角α= 30°.现对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出,其落地位置与抛出位置间的水平距离x = 19.2m.不计空气阻力, 重力加速度取g =10m/s².求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/16/1625939025633280/1625939025821696/STEM/7eb7aace-6c12-4451-ba5d-0954e81c11ff.png?resizew=338)
(1)石块刚被抛出时的速度大小v0;
(2)石块刚落地时的速度vt的大小和方向;
(3)在石块从开始运动到被抛出的过程中,抛石机对石块所做的功W.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/16/1625939025633280/1625939025821696/STEM/7eb7aace-6c12-4451-ba5d-0954e81c11ff.png?resizew=338)
(1)石块刚被抛出时的速度大小v0;
(2)石块刚落地时的速度vt的大小和方向;
(3)在石块从开始运动到被抛出的过程中,抛石机对石块所做的功W.
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(0.4)
【推荐3】在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。
(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度
(
),使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。
a.若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b.求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出。
(2)如图2所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能
与它们之间距离x的
关系图线如图3所示。
a.由图3中可知,两分子间距离为
时,分子势能最小,请说出
时两分子间相互作用力的大小,并定性说明曲线斜率绝对值的大小及正负的物理意义;
b.假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距离为
时,b分子的动能为
(
)。求a、b分子间的最大势能
;并利用图3,结合画图说明分子b在x轴上的运动范围。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/13/2985639170048000/2990034815877120/STEM/9f5e145c-ae84-4ba2-a972-be53047bc7c6.png?resizew=179)
(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/215fb633cc082a48ee36162fbd7f23f5.png)
a.若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b.求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出。
(2)如图2所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98e1037fb8345aabd0c8523226cdfe81.png)
a.由图3中可知,两分子间距离为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2833ddbe58a6f4e7585c69c698f0d2a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbb147e1812b209db9872e00e052baec.png)
b.假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距离为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2833ddbe58a6f4e7585c69c698f0d2a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b21e62ddbbca70853c7ca9707662b26.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/13/2985639170048000/2990034815877120/STEM/9f5e145c-ae84-4ba2-a972-be53047bc7c6.png?resizew=179)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/13/2985639170048000/2990034815877120/STEM/1e67df8d775b46e2abc00ac24a3ad2b5.png?resizew=328)
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(0.4)
【推荐1】有一右端带有光滑圆弧槽的质量为
的长木板C静止在光滑水平面上,其水平部分上表面粗糙,水平部分长度为
;在长木板C的左端放一质量为
的滑块B(可视为质点),B的上方
点用细绳悬挂着质量为
的摆球A(摆长为
),如图所示。现将摆球A从某一高度静止释放,在最低点刚好与滑块B发生弹性碰撞(摆球和滑块等高)。已知碰后滑块B以初速度
水平向右运动,并以
的速度滑离C轨道的水平部分,且恰好能到达C右侧圆弧槽的最高点。重力加速度为
,求:
(1)碰撞前瞬间摆球在最低点时细绳所受的拉力;
(2)滑块B与长木板C上表面间的动摩擦因数
;
(3)滑块B从长木板圆弧槽滑下时长木板C的速度大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fad491e5b5e14c49ef8b7004ebcfcef9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c88d9142df6ba8e43c1a93bd04a1362.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bb38ceb4442676499a7abf4507bc3b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/276509f01529d982ab21e479a4619268.png)
(1)碰撞前瞬间摆球在最低点时细绳所受的拉力;
(2)滑块B与长木板C上表面间的动摩擦因数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1100379a4385b9ce064847bc21760adc.png)
(3)滑块B从长木板圆弧槽滑下时长木板C的速度大小。
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场,磁感应强度
,边界右侧离地面高
处有光滑绝缘平台,右边有一带正电的a球,质量
,电量
,以初速度
水平向左运动,与质量为
静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生完全非弹性正碰但不粘连,碰后a球恰好做匀速圆周运动,两球均视为质点,g取10m/s2.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/2/24/1575827535233024/1575827535519744/STEM/1e9fab63-43b6-4e43-88de-0830a317ec4a.png?resizew=268)
(1)电场强度的大小和方向;
(2)碰后两球分别在电磁场中运动的时间;
(3)碰后两球落地点相距多远.
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(1)电场强度的大小和方向;
(2)碰后两球分别在电磁场中运动的时间;
(3)碰后两球落地点相距多远.
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】汽车加速度过大可能会导致车厢内货物滑动,造成安全隐患,如图所示,在足够长的半挂车车厢上,分别用绳固定着两个质量均为m=1000kg正方体木箱,两木箱间距离L0=1m,某时刻,半挂车从静止以a1=2.5m/s2匀加速启动,在启动瞬间,甲箱的固定绳绷断,随后甲、乙两木箱发生碰撞并黏连在一起,在碰撞瞬间乙箱的固定绳也绷断,司机听到撞击声之后,经过t0=1s的反应时间,开始以恒定加速度a2=3m/s2刹车,已知两木箱与车厢之间的动摩擦因数μ=0.2,不计固定绳绷断时造成的速度变化,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)从半挂车启动到甲、乙两木箱发生碰撞,半挂车行驶的距离s;
(2)甲,乙两木箱碰撞过程中损失的动能ΔEk;
(3)整个运动过程中,甲木箱相对车厢向后运动的最大距离dmax。
(1)从半挂车启动到甲、乙两木箱发生碰撞,半挂车行驶的距离s;
(2)甲,乙两木箱碰撞过程中损失的动能ΔEk;
(3)整个运动过程中,甲木箱相对车厢向后运动的最大距离dmax。
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