分组练(4)曲线运动B组-【衡水金卷·先享题】2024年高考物理专项提分卷（新高考 Z）

分组练(4) 曲线运动B组 (限时50分钟) 1.(20分)如图甲所示为冬奥会的比赛项目--跳台 2.(12分)如图甲所示,在竖直平面内足够长的粗粒 滑雪,它被称作“勇敢者的运动”,其场地的简化图 绝缘水平轨道AB和光滑绝缘半圆轨道BCD平 如图乙所示。雪坡OB段为倾角。一30{的斜面,某 滑连接,竖直平而内存在匀强电场,其方向与水平 运动员从助滑道的最高点A由静止开始下滑,到 方向的夹角0一45{}、斜向右上方,一可视为质点的 达起跳点Q时借助设备和技巧:保持在Q点的速 带电滑块静止在半圆轨道上的P点,P为-圆强 率沿与水平方向成?角的方向起跳,最后落在雪 坡上的B点,起跳点O与落点B之间的距离OB BC的中点,把滑块移至粗糙水平轨道上的某处 并由静正释放,释放点与B点的距离为s,滑块与 为此项运动的成绩。已知A点与O点之间的高度 粗糙水平轨道间的动摩擦因数一0.5,滑块运动 差一50m,该运动员可视为质点,不计一切阻力 到半圆轨道上的C点时,对轨道的压力N.与;的 和摩擦,重力加速度g-10m/s。 关系图像如图乙所示,重力加速度g-10m/s。 (1)求该运动员在Q点起跳时的速度大小 (1)求滑块的质量和半圆轨道的半径 (2)该运动员以多大的起跳角0起跳,才能取得最 (2)要使滑块能通过D点,求滑块在粗糙水平轨道 佳成绩,最佳成绩为多少? 释放的位置离B点的最短距离。 (3)在(2)问条件下,该运动员离开雪坡的最大距 M/N 离为多少? 乙 乙 物理·Z第47页(共66页 3.(12分)春秋末年,齐国著作《考工记:轮人》篇中记 载:“轮人为盖”,“上欲尊而宇欲卑,上尊而宇卑, 定在竖直面内,轨道半径R-0.2m,圆心在O点; 则吐水,疾而雷远。”意思是车盖中央高而四周低, N.O.D为竖真真径上的三点,O.M、B、C四点在 形成一个斜面,泄水很快,而且水流的更远。如图 甲所示为古代马车示意图,车盖呈伞状,支撑轴位 同一水平而上,在N点正下方接近N点处固定一 个非常小的光滑水平支架,支架上放置着一个可 于竖直方向,车盖底为水平圆而。过支撑轴的截 面图可简化为如图乙所示的等腰三角形,车盖底 视为质点的物块.传送带以42m/s沿顺时针 面半径恒为,,底角为?。?取不同的值时,自车盖 方向匀速转动,传送带BC长1.-20+2 m,现将 顶端A由静止下滑的水滴(可视为质点)沿斜面运 一个可视为质点的小球。在M点的正上方由静正 动的时间不同,已知重力加速度为g,不计水滴与 释放,小球a进入圆轨道运动,已知小球a的质量 伞面间的摩擦力和空气阻力。 m.-0.2kg,物块的质量m。=0.4kg,重力加速 (1)求底角8为多大时,水滴下滑的时间最短,并 度g-10m/s,不计空气阻力。 求出最短时间; (1)若将物块么拿走,小球a从M点正上方某高度 处由静止释放后恰好能从园轨道最高点N水平飞 内有一长为r的水平横梁(可看成细杆),横梁位 出,且击中传送带上的B点,求OB的距离L。; 于支撑轴正前方,其俯视图如图丙所示,横梁的重 (2)若物块5放在支架上,小球a从M点正上方路 直平分线过支撑轴。现保持车辆静止,大量水滴 离M点0.18m处由静止释放,则小球a能不能 沿车盖顶端由静止向各方向滑下,整个横梁恰好 与物块久相碰?若能,求碰后两者的速度大小;若 不被淋湿,求水平面内横梁中点到支撑轴的距 不能,求小球a与圆轨道脱离的位置与圆心O的 离d。 高度差; 横梁 (3)若物块放在支架上,OB间的距离为L。,调整 车盖 小球a从M点正上方释放的高度,使小球a与物 横梁 块么发生弹性碰撞后,小球a能沿圆轨道返回,物 块做平抛运动后落在传送带上,且物块5落在传 甲 乙 丙 送带上瞬间竖直分速度全部损失,只保留水平分 速度,物块5与传送带间的动摩擦因数n三0.5。 当物块6落在传送带上的点与B点间的距离最近 时,物块5从N点运动到C点的时间为多少? 8.._. 物理·Z第48页(共66页物理·Z 参考答案及解析 8.... 分组练(4) 曲线运动B组 如图乙所示，滑块从粗糙水平轨道由静止开始运动到 C点，根据动能定理可得 1,【解析】(1)设该运动员的质量为m,从A点到O点， 根据机械能守恒定律可得 F.ssin 0-uFcos 0.sm (1分) mgh= 2 mu (1分) 在C点根据牛顿第二定律有 解得%=√2gh=10√10m/s (2分) N.'-Fsin 0- (1分) (2)如图所示，将该运动员起跳时的速度站和重力加 (1分) 速度g沿雪坡方向和垂直雪坡方向分解 联立解得N'=受+蒙 根据题图可知N=(10+20s)N (1分) 由牛顿第三定律可知Ne=N' 解得m=2kg,R=0.5m (2分) 30c (2)滑块能通过D点的临界条