主题三 力与曲线运动-2020高考物理【创新设计】二轮专题复习（全国版）

. . 主题三 力与曲线运动 典型好题演练 1.B [设水流速度为v1,船在静水中的速度为v2, 船沿AB 方向航行时,运动的分解如图所示,当 v2 与 AB 垂直时,v2 最 小,v2min=v1sin37°= 2.4m/s,选项B正确。] 2.B [在地球表面,重力等于万有引力,故 mg= GMm R2 ,解得 M=gR 2 G ,故地球的密度ρ= M V = gR2 G 4 3πR 3 = 3g4πGR 。同理,月球的密度ρ0= 3g0 4πGR0 。 故地球和月球的密度之比ρ ρ0 = gR0 g0R =32 ,选项B正确。] 3.C [乒乓球从最高点分别运动到甲、乙的拍面处的运动均可看做平 抛运动,根据平抛运动规律可知,乒乓球击打拍面时的水平速度大 小相同,将击打拍面时的速度沿水平方向和竖直方向进行分解,则 有v1sin45°=v2sin30°,解得 v1 v2 = 22 ,选项C正确。] 4.AB [因为汽车通过最低点时,演员具有指向圆心向上的加速度, 故处于超重状态,A正确;由ω=vr 可得汽车在环形车道上的角速 度为2rad/s,D错 误;在 最 高 点 由 mg=m v02 r 可得v0= gr≈ 7.7m/s,C错误;由 mg+F=mv 2 r 及牛顿第三定律可得汽车通过 最高点时对环形车道的压力为F=1.4×104N,B正确。] 5.BD [发射速度与质量无关,故A项错误;根据万有引力公式,得探 测器在地球表面受到的引力F1= GM地 m R地2 ,在火星表面受到的引力 F2= GM火 m R火2 ,而地球、火星两星球的质量比约为10∶1,半径比约为 2∶1,解得 F1 F2 =52 ,即探测器在地球表面受到的引力比在火星表面 的大,故B项正确;探测器脱离星球时,其需要的发射速度为 2v= 2GM R ,故地球与火星上所需发射速度不同,故C项错误;由于探 测器脱离星球过程中,引力做负功,势能逐渐增大,故D项正确。] 6.CD [飞机盘旋时重力 mg和机翼升力FN 的合力F 提 供向心力,如图所示,因此有 mgtanθ=mv 2 R ,解得R= v2 gtanθ ,T=2πRv = 2πv gtanθ 。若飞行速率v不变,θ增大, 则半径R减小,周期T 减小,A、B项错误;若θ不变,飞 行速率v增大,则半径R 增大,C项正确;若飞行速率v 增大,θ增大,如果满足 vtanθ= v′ tanθ′ ,则周期T 不变,D项正确。] 7.AC [根据万有引力定律可知,飞船沿不同轨道经过P 点时所受火 星的万有引力相同,由牛顿第二定律可知飞船沿不同轨道经过P 点 时的加速度均相同,故选项A正确;飞船从外层轨道进入内层轨道 时需要减速,所以飞船沿不同轨道经过 P 点时的速度满足vⅢ> vⅡ>vⅠ,且飞船在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行 时的机械能,故选项B错误,C正确;飞船在同一轨道上运行时,只 有万有引力做功,其机械能守恒,故选项D错误。] 8.解析 (1)设运动员在B点时的竖直分速度为v1, 则有tan30°= v0 v1 解得v1=12m/s A、B间的高度差h1= v12 2g=7.2m O、B之间的高度差h2=Rcosθ=1.5m A 点距C 点的高度H=h1+R-h2=8.7m。 (2)设滑板运动员到达D 点的速度为vD,由机械能守恒定律有 1 2mv0 2+mgH=mg·2R+12mvD 2 解得vD2=102m2/s2 运动员通过圆弧轨道的最高点应满足mv 2 R ≥mg , 即v2≥gR=30m2/s2 因为vD2>gR,所以滑板运动员能顺利通过最高点 设在最高点轨道对运动员的支持力为FN 有 mg+FN= mvD2 R 代入数据解得FN=1440N 由牛顿第三定律得运动员对轨道的压力 FN′=FN=1440N 方向竖直向上。 答案 (1)8.7m (2)1440N ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ ┈ 方向竖直向上 232 二轮专题复习 物理 $$ 主题三 力与曲线运动 规律方法提炼 1.竖直面内的圆周运动 竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常 利用动能定理来建立联系,然后结合牛顿第二定律进行动 力学分析。 2.平抛运动 (1)对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题,应用 “合成与分解的思想”,分析这两种运动