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2024榆林二摸数学试卷答案
12.如图所示,一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平面上,有一质量为m的小球由槽顶端A静止释放。已知重力加速度为g,空气阻力忽略不计,在其下滑至槽末端B的过程中,下列说法正确的是A.若圆弧槽不固定,小球和槽组成的系统动量不守恒B.若圆弧槽不固定,小球水平方向移动的位移为C.圆弧槽在固定和不固定的情形下,小球滑到B点时的速度之比为6:2D.若圆弧槽固定,则圆弧槽对地面的最大压力为6mg
分析利用$\left\{\begin{array}{l}{x=ρcosθ}\\{y=ρsinθ}\end{array}\right.$即可把:
(1)设P(x,y),由题设可知,则$x=\frac{2}{3}|AB|cos(π-α)=-2cosα$,$y=\frac{1}{3}|AB|sin(π-α)=sinα$,即可得出参数方程;
(2)利用$\left\{\begin{array}{l}{x=ρcosθ}\\{y=ρsinθ}\end{array}\right.$即可把曲线T的极坐标方程ρ=-4sinθ即ρ2=-4ρsinθ,化为直角坐标方程,再利用两点之间的距离公式、三角函数的单调性与值域即可得出.
解答解:(1)设P(x,y),由题设可知,则$x=\frac{2}{3}|AB|cos(π-α)=-2cosα$,$y=\frac{1}{3}|AB|sin(π-α)=sinα$,
∴曲线C的参数方程为$\left\{{\begin{array}{l}{x=-2cosα}\\{y=sinα}\end{array}}\right.$(α为参数,$\frac{π}{2}<α<π$).
(2)由曲线T的极坐标方程为ρ=-4sinθ,化为ρ2=-4ρsinθ,
可得:直角坐标方程为x2+y2=-4y,即x2+(y+2)2=4,是圆心为A(0,-2)半径为2的圆,
故|PA|2=(-2cosα)2+(sinα+2)2=4cos2α+sin2α+4sinα+4=$-3{sin^2}α+4sinα+8=-3{(sinα-\frac{2}{3})^2}+\frac{28}{3}$.
当$sinα=\frac{2}{3}$时,|PA|取得最大值$\frac{{2\sqrt{21}}}{3}$.
∴|PD|的最大值为$\frac{{2\sqrt{21}}}{3}$+2.
点评本题考查了极坐标方程化为直角坐标方程、椭圆的参数方程、圆的标准方程、两点之间的距离公式、三角函数的单调性与值域,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.