高考物理试题《向心力与向心加速度》高频考点预测(2019年最新版)(二)

时间:2019-07-11 04:37:57

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1、选择题  如图所示,绝缘光滑的半圆轨道位于竖直平面内,并处于竖直向下的匀强电场中,在轨道的上缘有一个质量为m,带电荷量为+q的小球,由静止开始沿轨道运动.下列说法正确的是(?)
A.小球运动过程中机械能守恒
B.小球在轨道最低点时速度最大
C.小球在最低点对轨道的压力为mg+qE
D.小球在最低点对轨道的压力为3(mg+qE)


参考答案:BD


本题解析:分析:物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功,根据机械能守恒的条件分析物体的受力的情况,即可判断物体是否是机械能守恒.
小球向下运动的过程中,不仅是重力做功,还有电场力做功,由功和能的关系,可以判断速度的变化,小球做的是圆周运动,由向心力的公式可以分析球与轨道的作用力.
解答:解:A、物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功,小球在运动的过程中还有电场力对求做功,所以机械能不守恒,故A错误.
B、小球向下运动到轨道最低点的过程中,重力和电场力对小球都做正功,根据动能定理可以知道,小球在轨道最低点时速度最大,所以B正确.
C、对小球由动能定理可得,(mg+qE)R=mV2,在最低点时,由向心力的公式可得,N-mg-qE=m,联立以上两个方程可得N=3(mg+qE),由牛顿第三定律可知,小球在最低点对轨道的压力为3(mg+qE),所以C错误.
D、根据C的分析,可知D正确.
故选BD.


本题难度:一般



2、简答题  “勇气”号探测器离火星地面12m时与降落伞自动脱离,被众气囊包裹的探测器竖直下落到地面后又弹跳到5层楼的(以15m进行计算)高度,这样上下碰撞了20多分后,才静止在火星表面上.已知火星半径为地球半径的二分之一,质量为地球的

1
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(取地球表面的重力加速度为10m/s2,计算结果均取两位有效数字).
(1)若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%,不计空气的阻力,求探测器在12m高处的速度.
(2)已知探测器和气囊的总质量为200kg,设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s,求探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力?


参考答案:(1)设探测器在12m高处向下的速度为v火,则有
12mv火2+mg火h1-mg火h2=0.1×(12mv火2+mg火h1)
在星球表面处有GMmR2=mg,
可得g火g地=M火R地2M地R火2=49
联立解得v火=6.4m/s
(2)设探测器与火星碰前瞬间的速度为v1,反弹的速度为v2,则有
v12=v火2+2g火h1
v22=2g火h2
规定向上为正方向,对探测器由动量定理可得
(F-mg火)t=mv2-mv1
解以上各式得F=1.3×104N
答:(1)若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%,不计空气的阻力,则探测器在12m高处的速度为6.4m/s.
(2)已知探测器和气囊的总质量为200kg,设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s,则探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力为1.3×104N.


本题解析:


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,为重庆洋人街某游乐器械的模型简图。一质量为m的人站在粗糙木板上,随板一起在竖直平面内做匀速圆周运动,木板始终保持水平,当木板运动到最高点时,人对木板的压力恰好为零,重力加速度为g。则人运动到最低点时对木板的压力大小为(?)

A.mg
B.2mg
C.3mg
D.4mg


参考答案:B


本题解析:在最高点时有,在最低点时时有,联立解得,所以人运动到最低点时对木板的压力大小2mg.
故选B
点评:本题可以由当木板运动到最高点时人对木板的压力恰好为零得出此时重力等于向心力,可以求出匀速圆周运动的速度,根据在最低点的合外力等于向心力求出木板对人的支持力。


本题难度:简单



4、简答题  如图所示为儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向夹角为37°,BC为水平滑槽,与半径为0.2m的

1
4
圆弧CD相切,ED为地面.已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数μ=0.5,A点离地面的竖直高度AE为2m,不计空气阻力,求:
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小;
(2)为了儿童在娱乐时能沿CD圆弧下滑一段,而不会从C处平抛飞出,水平滑槽BC至少应有多长?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)91考试网


参考答案:(1)设儿童在AB段的加速度为a,依牛顿第二定律有:mgsin37°-μmgcos37°=ma
∴a=gsin37°-μmgcos37°=2(m/s2)?
AB=s1=AE-rsin37°
由vb2=2as1得
vB=2


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是(  )
A.人在最高点时对座位的压力一定等于零
B.人在最高点时对座位的压力一定小于mg
C.人在最低点时对座位的压力一定等于零
D.人在最低点时对座位的压力一定大于mg


参考答案:A、在最高点,根据牛顿第二定律有:N+mg=mv2r,则N=mv2r-mg,当v=


本题解析:


本题难度:简单




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