2023届高考物理二轮复习学案：专题一+第三讲力与曲线运动

专题一、力与运动

第三讲  力与曲线运动

【体验高考】

1、（2021·山东卷·T3）如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　）

1.  B.  
2. C.  D.

2、（2021·山东卷·T11）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　）

A. 投出物资后热气球做匀加速直线运动

B. 投出物资后热气球所受合力大小为

C.

D.

3、（2021·山东卷·T16）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空气阻力。

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力的大小F；（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为，速度大小在之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。

4、（2020·山东卷·T16）单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：

(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；

(2)M、N之间的距离L。

【必备知识】

自主构建“力与物体的曲线运动”知识体系

【关键能力典型练】

【典例1】如图所示，倾角θ＝45°、长为L的斜面处在竖直向下的匀强电场中。第一次将一不带电的小球从斜面顶端以速度v0水平向右抛出，小球恰好落在斜面底端；第二次使小球带上＋q的电量，仍以速度v0从斜面顶端水平向右抛出，小球恰落在斜面的中点处；若把电场方向改为水平向左(场强大小不变)，将小球第三次以速度v0从斜面顶端水平向右抛出，小球也落在斜面上。不计空气阻力，则小球在第三次运动过程中，下列说法正确的是(　　)

A．小球距离斜面的最远距离为

B．小球的落点与斜面顶端的距离为

C．小球落在斜面上时的速度仍为v0

D．小球受到的电场力大小是其重力大小的2倍

【典例2】(多选)如图所示，带有支架总质量为M的小车静止在水平面上，质量为m的小球通过轻质细绳静止悬挂在支架上的O点，绳长为L，现给小球一初速度v0让小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，小球恰能通过最高点A，其中A、C为圆周运动的最高点和最低点，B、D与圆心O等高。小球运动过程中，小车始终保持静止，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是(　　)

A.小球通过最低点C的速率为v0＝

B．小球通过最低点C时，地面对小车支持力大小为Mg＋6mg

C．小球通过B点时，小车受地面向左的摩擦力大小为2mg

D．小球通过D点时，小球处于失重状态

【学科素养提升练】

1.疫情居家期间，某人为锻炼身体设计了如图所示的装置，在水平地面上竖直固定直杆A和B。将重物套在杆A上，在杆B的顶端固定一轻滑轮，绳子的一端连接重物，跨过定滑轮后另一端系在腰上。开始时，重物在水平地面上，人以恒定的速度v0向左运动，当绳子与杆A的夹角θ＝60°时重物的速度为v，加速度为a，规定向上为重物速度、加速度正方向。下列说法正确的是(　　)

A．v＝v0      B．v＝v0

C．a＞0       D．a＜0

2. (2021·滨州二模)如图所示，O点为正四面体OABC的顶点，ABC处在水平面上，D点为AB边的中点。在O点沿不同方向水平抛出两个小球，甲球恰好落在A点，乙球恰好落在D点，空气阻力不计。则甲球和乙球平抛初速度大小的比为(　　)

A．2∶1　　B．3∶1　　C．3∶2　　D．72∶1

3、（2021全国甲）2. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（　　）

A. 10m/s2 B. 100m/s2 

C. 1000m/s2 D. 10000m/s2

4.如图(俯视图)，用自然长度为l0，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物块P、Q和O点恰好组成一个边长为2l0的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为kl0。现使圆盘带动两个物块以不同的角速度做匀速圆周运动，则(　　)

A．当物块P、Q刚要滑动时，圆盘的角速度为ω＝

B．当圆盘的角速度为ω＝时，圆盘对P的摩擦力最小

C．当圆盘的角速度为ω＝时，物块Q受到的合力大小为

D．当圆盘的角速度为ω＝时，圆盘对Q的摩擦力的大小等于弹簧弹力的大小

【核心素养归纳】

斜面上的类平抛运动                             类平抛运动的处理方法

水平面上的圆周运动

竖直平面上的圆周运动