2016学年(上)高三物理专项训练（八）——选考第20题.docVIP

试卷第 =page 2 2页，总 =sectionpages 3 3页 试卷第 =page 3 3页，总 =sectionpages 3 3页 2016学年（上）高三物理专项训练（8）——选考第20题 1．如图所示，竖直平面内的一半径R=0．50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点。质量m=0．10kg的小球从B点正上方H=0．95m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧槽轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离s=2．4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0．80m，取g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小球经过C点时轨道对它的支持力大小N； （2）小球经过最高点P的速度大小vP； （3）D点与圆心O的高度差hOD。 2．如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐。一个质量为的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数，小球进入管口C端时，它对上管壁有的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为，取重力加速度，求： （1）小球在C处受到的向心力大小； （2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能； （3）小球最终停止的位置。 3．如图所示是某公园中的一项游乐设施，半径为R=2．5m、r=1．5m的两圆形轨道甲和乙安装在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道CD相连，现让可视为质点的质量为10kg的无动力小滑车从A点由静止释放，刚好可以滑过甲轨道后经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，然后从水平轨道飞入水池内，水面离水平轨道的高度h=5m，所有轨道均光滑，g=10m/s2． （1）求小滑车到甲轨道最高点时的速度v． （2）求小滑车到乙轨道最高点时对乙轨道的压力． （3）若在水池中MN范围放上安全气垫（气垫厚度不计），水面上的B点在水平轨道边缘正下方，且BM=10m，BN=15m；要使小滑车能通过圆形轨道并安全到达气垫上，则小滑车起始点A距水平轨道的高度该如何设计？ 4．如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平．质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为EP，已知小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5．求： （1）小球达到B点时的速度大小vB； （2）水平面BC的长度s； （3）在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm． 5．如图所示的装置叫做阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置．绳子两端的物体下落（上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g，同自由落体相比，下落相同的高度，所花费的时间要长，这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M，物体C的质量为m，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，如果，将BC由静止释放，下落距离为H，此时A未与滑轮接触， 求：（1）此时A的速度大小； （2）此过程中B对C做的功。 6．如图甲所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长．一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态．当t=0时释放滑块．在0～0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示．已知弹簧的劲度系数k=2.0×102N/m，当t=0.14s时，滑块的速度v1=2.0m/s．g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．弹簧弹性势能的表达式为Ep=kx2（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）．求： （1）斜面对滑块摩擦力的大小f； （2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d； （3）在0～0.44s时间内，摩擦力做的功W． 7．2010年上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演，令参观者大开眼界。如图（a）所示，圆柱体形状的风洞底部产生风速、风量保持不变的竖直向上的气流。表演者在风洞内．通过身姿调整．可改变所受向上的风力大小．以获得不同的运动效果．假设人体受风力大小与有效面积成正比，水平横躺时受风力有效而积最大。当人钵与竖直方向成一定角度倾斜使受风力有效面积为最大值的一半时，恰好可以静止或匀速运动。已知表演者质量60kg，重力加速度g＝10m/s2，无风力时不计空气阻力。 （1）表演者以水平横躺的姿势通过挂钩与轻绳连接悬停在距风洞底部高度h=3．