高中物理必修二曲线运动经典例题
- 格式:doc
- 大小:103.50 KB
- 文档页数:5
高中物理曲线运动试题经典及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.光滑水平轨道与半径为R 的光滑半圆形轨道在B 处连接,一质量为m 2的小球静止在B 处,而质量为m 1的小球则以初速度v 0向右运动,当地重力加速度为g ,当m 1与m 2发生弹性碰撞后,m 2将沿光滑圆形轨道上升,问:(1)当m 1与m 2发生弹性碰撞后,m 2的速度大小是多少?(2)当m 1与m 2满足21(0)m km k =>,半圆的半径R 取何值时,小球m 2通过最高点C 后,落地点距离B 点最远。
【答案】(1) 2m 1v 0/(m 1+m 2) (2) R =v 02/2g (1+k )2 【解析】 【详解】(1)以两球组成的系统为研究对象, 由动量守恒定律得:m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2, 由机械能守恒定律得:12m 1v 02=12m 1v 12+12m 2v 22, 解得:102122m v v m m =+;(2)小球m 2从B 点到达C 点的过程中, 由动能定理可得:-m 2g ×2R =12m 2v 2′2-12m 2v 22, 解得:2221002212224()4()41m v vv v gR gR gR m m k'=-=-=-++小球m 2通过最高点C 后,做平抛运动,竖直方向:2R =12gt 2, 水平方向:s =v 2′t ,解得:22024()161v Rs R k g=-+, 由一元二次函数规律可知,当2022(1)v R g k =+时小m 2落地点距B 最远.2.如图所示,光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接,导轨半径为R .一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:(1)弹簧开始时的弹性势能.(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功.(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小.【答案】(1)3mgR (2)0.5mgR (3)52 mgR【解析】试题分析:(1)物块到达B点瞬间,根据向心力公式有:解得:弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能,所以有(2)物块恰能到达C点,重力提供向心力,根据向心力公式有:所以:物块从B运动到C,根据动能定理有:解得:(3)从C点落回水平面,机械能守恒,则:考点:本题考查向心力,动能定理,机械能守恒定律点评:本题学生会分析物块在B点的向心力,能熟练运用动能定理,机械能守恒定律解相关问题.3.如图所示,用绝缘细绳系带正电小球在竖直平面内运动,已知绳长为L,重力加速度g,小球半径不计,质量为m,电荷q.不加电场时,小球在最低点绳的拉力是球重的9倍。
第五章曲线运动一、曲线运动1.曲线运动的速度:曲线运动的速度方向时刻改变2.质点在某一点的速度方向:沿曲线在这一点的切线方向3.速度是矢量,曲线运动中速度方向是改变的,曲线运动是变速运动4.当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
(物体做曲线运动的条件)●曲线运动速度方向一定时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。
速度大小可以变化,也可以不变。
●曲线运动的加速的可以改变,如匀速圆周运动曲线运动的加速的可以不变,如平抛运动●曲线运动一定是变速运动,变速运动不一定是曲线运动。
基础题1.物体做曲线运动,下列物理量中,一定变化的是()A.速率B.合外力C.加速度D.速度2.关于运动的合成与分解,以下说法中不正确的是()A.任何形式的运动,都可以用几个分运动代替B.由合运动分解为两个分运动,可以有不同的分解方法C.物体做曲线运动时,才能将这个运动分解为两个分运动D.由两个分运动求合运动,合运动是唯一确定的3.撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动.若有水滴从伞面边缘最高处O飞出,如图所示.则飞出伞面后的水滴可能()A.沿曲oa运动B.沿直线ob运动C.沿曲线oc运动D.沿圆弧od运动4.关于运动的合成有下列说法,不正确的是()A.合运动的位移为分运动位移的矢量和B.合运动的速度为分运动速度的矢量和C.合运动和分运动是等效替代关系D.合运动的时间为分运动的时间之和5.如图所示,物体在恒力作用下沿曲线从A运动到B,这时,突然使它所受的力反向,大小不变,即由F变为−F.在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法错误的是()A.物体不可能沿曲线Ba运动B.物体不可能沿曲线Bb运动C.物体不可能沿曲线Bc运动D.物体不可能沿原曲线由B返回A1.答案解析A. 匀速圆周运动的速度的大小是不变的,即速率是不变的,故A错误;BC、平抛运动也是曲线运动,合外力为重力,加速度是重力加速度,都是不变的,故BC错误;D. 物体既然做曲线运动,那么它的速度方向肯定是不断变化的,所以速度一定在变化,故D正确。
高中物理曲线运动典题及答案一、单选题(本大题共14小题,共56.0分)1.某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示,每次曝光的时间间隔相等。
若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合,A,B,C和D表示重心位置,且A和D处于同一水平高度。
下列说法正确的是A. 相邻位置运动员重心的速度变化相同B. 运动员在A、D位置时重心的速度相同C. 运动员从A到B和从C到D的时间相同D. 运动员重心位置的最高点位于B和C中间2.在光滑的水平面上,质量m=1kg的物块在的水平恒力F作用下运动,如图所示为物块的一段轨迹。
已知物块经过P、Q两点时的速率均为v= 4m/s,用时为2s,且物块在P点的速度方向与PQ连线的夹角α=30°.关于物块的运动,下列说法正确的是( )A. 水平恒力F=4NB. 水平恒力F的方向与PQ连线成90°夹角C. 物块从P点运动到Q点的过程中最小速率为2m/sD. P、Q两点的距离为8m3.如图所示,从匀速运动的水平传送带边缘,垂直弹入一底面涂有墨汁的棋子,棋子在传送带表面滑行一段时间后随传送带一起运动.以传送带的运动方向为x轴,棋子初速度方向为y轴,以出发点为坐标原点,棋子在传送带上留下的墨迹为( )A. B. C. D.4.如图所示,水平桌面上有一涂有黑色墨水的小球,给小球一个初速度使小球向右做匀速直线运动,它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时,木板开始做自由落体运动。
若木板开始运动时,cd边与桌面相齐平,则小球在木板上留下的墨水轨迹是( )A. B.C. D.5.如图所示,长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点),杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点.置于同一水平面上的立方体B恰与A接触,立方体B的质量为M.今有微小扰动,使杆向右倾倒,各处摩擦均不计,而A与B刚脱离接触的瞬间,杆与地面夹角恰为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A. A、B质量之比为27∶25B. A落地时速率为√2glC. A与B刚脱离接触的瞬间,A、B速率之比为3∶5D. A与B刚脱离接触的瞬间,B的速率为√3gl56.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示,水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为ℎ.发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3ℎ.不计空气的作用,重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是( )A. L12√g6ℎ<v<L1√g6ℎB. L14√gℎ<v<√(4L12+L22)g6ℎC. L12√g6ℎ<v<12√(4L12+L22)g6ℎD. L14√gℎ<v<12√(4L12+L22)g6ℎ7.在爆炸实验基地有一发射塔,发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。
一、选择题1.如图,x 轴沿水平方向,y 轴沿竖直方向,图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )A .a 的飞行时间比b 的长B .b 和c 的飞行时间不相同C .a 的水平速度比b 的小D .若a 、b 同时抛出,落地前它们不可能在空中相碰D解析:DAB .由题图知b 、c 的高度相同,大于a 的高度,根据h =12gt 2 得2h t g = 知b 、c 的运动时间相同,a 的飞行时间小于b 的时间。
故AB 错误;C .因为a 的飞行时间短,但是水平位移大,根据0x v t =知,a 的水平速度大于b 的水平速度。
故C 错误;D .若a 、b 同时抛出且两者能在空中相遇,则相遇时由2h t g= 知两者抛出时的高度一定相同,显然与题意相矛盾,所以a 、b 同时抛出,落地前它们不可能在空中相碰,故D 正确。
故选D 。
2.在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人。
假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v 1,摩托艇在静水中的航速为以v 2,战士救人的地点A 离岸边最近处O 的距离为d ,如果战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点B 离O 点的距离为( )A 22221v v -B .0 C .12dv v D .21dv v C 解析:C如图所示最短时间为2v d t = 1s v t =解得12dv s v =故选C 。
3.排球比赛中的发球是制胜的关键因素之一,提高发球质量的方法主要是控制适当的击球高度H 和击球速度,以达到较小的落地角度θ(落地时速度方向与水平地面的夹角)。
若将发出的排球的运动看成是平抛运动,且排球落在对方场地内,排球击出时的水平速度为v 0,击球位置到本方场地底线的距离为l ,如图所示。
下列判断中除给出的条件变化外,其他条件不变,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )A .H 越大,排球落地的角度θ越小B .接球高度一定时,H 越大,对手的反应时间越长C .同时增大l 和v 0,排球落地的角度θ增大D .同时增大H 和l 可减小排球落地的角度θB解析:B竖直方向上,排球做自由落体运动,因此有212H gt = 00tan yv gt v v θ== H 越大,t 越大,v y 越大,θ越大,故A 错误;B .对手反应的时间是从排球发出到球被接住所经历的时间,接球高度一定时,H 越大,反应时间越长,故B 正确;C .v y 不变,由0tan yv v θ=可知v 0增大时,θ减小,故C 错误;D .落地角度正切值002tan y v gH v v θ== 同时增大H 和l ,初速度不变时,θ增大,故D 错误。
高中物理曲线运动21个典型题典型例题1——关于飞机轰炸飞机在离地面720m的高度,以70的速度水平飞行,为了使飞机上投下的炸弹落在指定的轰炸目标上,应该在离轰炸目标的水平距离多远的地方投弹?(不计空气阻力取)可以参考媒体展示飞机轰炸目标的整个过程以及分析,帮助理解.解:设水平距离为子弹飞行的时间:水平距离典型例题2——关于变速运动火车上的平抛运动在平直轨道上以的加速度匀加速行驶的火车上,相继下落两个物体下落的高度都是2.45m.间隔时间为1s.两物体落地点的间隔是2.6m,则当第一个物体下落时火车的速度是多大?(取)分析:如图所示、第一个物体下落以的速度作平抛运动,水平位移,火车加速到下落第二个物体时,已行驶距离.第二个物体以的速度作平抛运动水平位移.两物体落地点的间隔是2.6m.解:由位置关系得:物体平抛运动的时间:由以上三式可得点评:解本题时,作出各物体运动情况的草图对帮助分析题意十分重要.先后作平抛运动的物体因下落高度相同,所以运动的时间相同,但下落的时间不同于火车加速度运动的时间,不要混淆.典型例题3——关于三维空间上的平抛运动分析光滑斜面倾角为,长为,上端一小球沿斜面水平方向以速度抛出(如图所示),小球滑到底端时,水平方向位移多大?解:小球运动是合运动,小球在水平方向作匀速直线运动,有①沿斜面向下是做初速度为零的匀加速直线运动,有②根据牛顿第二定律列方程③由①,②,③式解得说明:中学阶段研究的曲线运动一定是两维空间(即平面上的)情况,因此,该题首先分析在斜面上的分运动情况.研究曲线运动必须首先确定分运动,然后根据“途径”处理.典型例题4——关于小船过河的一系列问题一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是2m/s,小船在静水中的速度是4m/s,求:①当船头始终正对着对岸时,小船多长时间到达对岸,小船实际运行了多远?②如果小船的路径要与河岸垂直,应如何行驶?消耗的时间是多少?③如果小船要用最短时间过河,应如何?船行最短时间为多少?【分析与解答】①在解答本题的时候可由此提问:船头始终正对河岸代表什么含义.(①题的答案:50秒,下游100米)②路径与河岸垂直——船的实际运动——船的合运动(在两个分运动的中间,并与河岸垂直)(②题的答案:与上游河岸成60°,57.7s)③分析本题,可以得到求t最小的方法:1、河宽一定,要想使时间最少应使垂直河岸方向的分速度最大,即正对河岸航行,则.2、或者由三个式子一一分析.一定,又有最小值,即河宽,便可以求出渡河最短时间.(③题的答案:50s)典型例题5——关于拉船分运动的分解判断在高处拉低处小船时,通常在河岸上通过滑轮用钢绳拴船,若拉绳的速度为4m/s,当拴船的绳与水平方向成60°时,船的速度是多少?(8m/s)【分析与解答】:在分析船的运动时,我们发现船的运动产生了两个运动效果:绳子在不断缩短;而且绳子与河岸的夹角不断减小,所以我们可以将船的运动——实际运动——合运动分解成沿绳子方向的运动和垂直绳子方向所做的圆周运动,因此可以将船的运动分为:1、船沿水平方向前进——此方向为合运动,求合速度v.2、小船的运动可以看成为沿绳子缩短方向的运动和垂直绳子方向做圆周运动的合运动.所以根据题意,船的速度大小与绳子的运行速度之间的关系是:典型例题6——关于汽车通过不同曲面的问题分析一辆质量t的小轿车,驶过半径m的一段圆弧形桥面,求:(重力加速度)(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?解:(1)汽车通过凹形桥面最低点时,在水平方向受到牵引力F和阻力f.在竖直方向受到桥面向上的支持力和向下的重力,如图(甲)所示.圆弧形轨道的圆心在汽车上方,支持力与重力的合力为,这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力,即.由向心力公式有:,解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大小是N.(2)汽车通过凸形桥面最高点时,在水平方向受到牵引力F和阻力f,在竖直方向受到竖直向下的重力和桥面向上的支持力,如图(乙)所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的下方,重力与支持力的合力为,这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力,即,由向心力公式有,解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为N.(3)设汽车速度为时,通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零.根据牛顿第三定律,这时桥面对汽车的支持力也为零,汽车在竖直方向只受到重力G作用,重力就是汽车驶过桥顶点时的向心力,即,由向心力公式有,解得:汽车以30 m/s的速度通过桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.典型例题7——细绳牵引物体做圆周运动的系列问题一根长的细绳,一端拴一质量的小球,使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动,求:(1)小球通过最高点时的最小速度?(2)若小球以速度通过周围最高点时,绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了,小球将如何运动.【分析与解答】(1)小球通过圆周最高点时,受到的重力必须全部作为向心力,否则重力G 中的多余部分将把小球拉进圆内,而不能实现沿竖直圆周运。
第四章 曲线运动第一讲:曲线运动条件和运动特点、运动的合成与分解考点一:运动的合成与分解 1、(多选)质量为m =2 kg 的物体在光滑的水平面上运动,在水平面上建立xOy 坐标系,t =0时物体位于坐标系的原点O.物体在x 轴和y 轴方向的分速度vx 、vy 随时间t 变化的图线如图甲、乙所示.则( ). A .t =0时,物体速度的大小为3 m/s 答案 ADB .t =8 s 时,物体速度的大小为4 m/sC .t =8 s 时,物体速度的方向与x 轴正向夹角为37°D .t =8 s 时,物体的位置坐标为(24 m,16 m)2.(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t =0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x 轴和y 轴方向运动的速度—时间图象如图甲、乙所示,下列说法中正确的是( ).答案 AD A .前2 s 内物体沿x 轴做匀加速直线运动B .后2 s 内物体继续做匀加速直线运动,但加速度沿y 轴方向C .4 s 末物体坐标为(4 m,4 m)D .4 s 末物体坐标为(6 m,2 m) 3.(单选)如图,从广州飞往上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场,若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s ,竖直分速度为6 m/s ,已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动,则飞机落地之前( ).答案 D A .飞机的运动轨迹为曲线B .经20 s 飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C .在第20 s 内,飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D .飞机在第20 s 内,水平方向的平均速度为21 m/s4、(多选)质量为0.2 kg 的物体在水平面上运动,它的两个正交分速度图线分别如图甲、乙所示,由图可知( )A .最初4 s 内物体的位移为8 2 m 答案 ACB .从开始至6 s 末物体都做曲线运动C .最初4 s 内物体做曲线运动,接下来的2 s 内物体做直线运动D .最初4 s 内物体做直线运动,接下来的2 s 内物体做曲线运动 5、(单选)各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图所示,该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物沿竖直方向做匀减速运动.此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的( ). 答案 D6.汽车静止时,车内的人从矩形车窗ABCD 看到窗外雨滴的运动方向如图图线①所示.在汽车从静止开始匀加速启动阶段的t 1、t 2两个时刻,看到雨滴的运动方向分别如图线②③所示.E 是AB 的中点.则( ) A .t2=2t 1 B .t 2=2t 1 C .t 2=5t 1D .t 2=3t 1 答案 A解析 静止时,雨滴相对于地面做的是竖直向下的直线运动,设雨滴的速度为v0,汽车匀加速运动后,在t1时刻,看到的雨滴的运动方向如图线②,设这时汽车的速度为v1,这时雨滴水平方向相对于汽车的速度大小为v1,方向向左,在t2时刻,设汽车的速度为v2,则雨滴的运动方向如图线③,雨滴水平方向相对于汽车速度大小为v2,方向水平向左,根据几何关系,v1OA =v0AB ,v2OA =v012AB ,得v2=2v1,汽车做匀加速运动,则由v =at 可知,t2=2t1,A 项正确.7.一物体在光滑水平面上运动,它在x 方向和y 方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示. (1)判断物体的运动性质;(2)计算物体的初速度大小;(3)计算物体在前3 s 内和前6 s 内的位移大小.答案 (1)匀变速曲线运动 (2)50 m/s (3)3013m 180 m8.如图所示,为一次洪灾中,德国联邦国防军的直升机在小城洛伊宝根运送砂袋.该直升机A 用长度足够长的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m =50 kg 的砂袋B ,直升机A 和砂袋B 以v0=10 m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动,某时刻开始将砂袋放下,在5 s 时间内,B 在竖直方向上移动的距离以y =t2(单位:m)的规律变化,取g =10 m/s2.求在5 s 末砂袋B 的速度大小及位移大小.答案 10 2 m/s 25 5 m9、如图所示,在竖直平面内的xOy 坐标系中,Oy 竖直向上,Ox 水平向右.设平面内存在沿x 轴正方向的恒定风力.一小球从坐标原点沿Oy 方向竖直向上抛出,初速度为v0=4 m/s ,不计空气阻力,到达最高点的位置如图中M 点所示(坐标格为正方形,g =10 m/s2)求:(1)小球在M 点的速度v1;(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x 轴时的位置N ; (3)小球到达N 点的速度v2的大小.答案 (1)6 m/s (2)见解析图 (3)410 m/s解析 (1)设正方形的边长为x0. 竖直方向做竖直上抛运动,有v0=gt1,2x0=v02t1水平方向做匀加速直线运动,有3x0=v12t1. 解得v1=6 m/s.(2)由竖直方向的对称性可知,小球再经过t1到x 轴,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,所以回到x 轴时落到x =12处,位置N 的坐标为(12,0).(3)到N 点时竖直分速度大小为v0=4 m/s 水平分速度vx =a 水平tN =2v1=12 m/s , 故v2=v 20+v 2x =410 m/s.考点二:绳(杆)端速度分解模型(结合受力和机械能守恒)1、如图所示,人用绳子通过定滑轮以不变的速度0v 拉水平面上的物体A ,当绳与水平方向成θ角时,求物体A 的速度。
高中物理必修二曲线运动经典例题1.关于曲线运动,正确的说法是曲线运动可能是匀变速运动。
2.当质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,撤去F1后保持F2、F3不变,则质点会做曲线运动。
3.关于运动的合成,正确的说法是两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动。
4.对于质量为0.2kg的物体在光滑水平面上运动,根据速度-时间图可得:1) 物体所受的合力为0.2m/s²。
2) 物体的初速度为2m/s。
3) 物体做匀变速直线运动。
4) 4s末物体的速度为2m/s,位移为8m。
5.在静水中的速率为v1=4m/s的船要渡过一条河,河宽为d=100m,河水的流动速度为v2=3m/s,方向与河岸平行。
分析可得:1) 欲使船以最短时间渡过河去,航向应沿着河岸方向,最短时间为100/5=20s,到达对岸的位置应在河对岸的垂线上,船发生的位移为400m。
2) 欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向应与河流方向垂直,渡河所用时间为100/4=25s。
7.根据小球在平抛运动途中的几个位置可得,小球平抛的初速度为v=5Lg=6.125m/s。
9.油滴的落地点必在O点的左方,离O点的距离为h/2.11.对于在倾角为θ的斜面顶端A处以速度V水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B处,空气阻力不计,可得:1) 小球从A运动到B处所需的时间为t=B/(Vcosθ)。
2) 从抛出开始计时,经过时间t/2小球离斜面的距离达到最大。
13.对于皮带传动装置中,右边两轮固定在一起同轴转动,A、B、C三轮的半径关系为rA=rC=2rB,皮带不打滑,则三轮边缘上的一点线速度之比.4、根据分速度vx和vy随时间变化的图线可知,物体在x轴上的分运动是匀加速直线运动,在y轴上的分运动是匀速直线运动。
从两图线中求出物体的加速度与速度的分量,然后再合成。
1) 由图象可知,物体在x轴上分运动的加速度大小ax=1m/s²,在y轴上分运动的速度为,因此物体的合加速度大小为a=1m/s²,方向沿x轴正方向。
人教版高中物理必修2第五章曲线运动第一节曲线运动典型例题分析知识点1 曲线运动是变速运动质点运动轨迹是一条曲线,称质点做曲线运动。
轨迹上各点的切线方向为质点在该点的速度方向。
由于轨迹是条曲线,曲线上不同点,切线方向一般不同,即速度方向不同。
所以质点做曲线运动,速度方向时刻在变化。
速度是矢量,速度的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,因此曲线运动是一种变速运动。
[例1]下列有关曲线运动的说法中,正确的是()A、曲线运动是一种变速运动B、做曲线运动的物体合外力一定不为零C、做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的D、曲线运动不可能是一种匀变速运动[思路分析]由于速度方向是轨迹各点的切线方向,而曲线运动轨迹切线随位置而变化,所以曲线运动速度是变化的,具有加速度,由F=ma有合外力必定不为零,则A、B正确。
做曲线运动的条件是物体具有一定的初速度,受一个与速度不在一条直线上的合外力作用。
此力不一定变化,也不一定不变化。
若力变化,则为变加速运动,故C、D错。
[答案] A、B[总结]1、变速运动指速度变化的运动。
速度的变化有:速度大小变化(包括变速直线运动)、速度方向变化(如曲线运动)、速度大小和方向都变化。
在物体运动的过程中,即使速度大小不变,但方向变化,仍为曲线运动。
2、做曲线运动的物体,不管速度大小是否变化,只要其方向变化,速度就会发生变化,因此曲线运动必定是变速运动。
3、作直线运动的物体,如果速度方向不变,其大小变化,也称为变速运动。
[变式训练]下列说法正确的是()A、做曲线运动物体的速度方向必定变化B、速度变化的运动必定是曲线运动C、曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向,就是曲线上这一点的切线方向D、物体做曲线运动,速度大小必定变化〔答案〕AC知识点2 物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
注意:1、曲线运动是变速运动,凡物体做变速运动比有加速度,而加速度是由于力的作用产生的,做曲线运动的物体在任何时刻所受合外力皆不为零,不受力的物体不可能做曲线运动,加速度方向与合外力方向相同,可推知:曲线运动的加速度方向与速度方向不在同一直线上。
曲线运动单元测试一、选择题(本大题共10个小题,每小题一个或者一个以上正确答案,请将正确答案的序号选出并填写在对应题号下的空格中,每小题4分,共40分)1、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内()A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变B.速度一定在不断地改变,加速度可以不变C.速度可以不变,加速度一定不断地改变D.速度可以不变,加速度也可以不变2、关于离心运动,下列说法中正确的是()A.物体突然受到向心力的作用,将做离心运动B.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然变大时将做离心运动C.做匀速圆周运动的物体,只要提供向心力的合力的数值发生变化,就做离心运动D.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然消失或变小时将做离心运动3、关于物体所受合力的方向,下列说法正确的是()A.物体做速率逐渐增大的运动时,其所受合力的方向一定与速度方向相同B.物体做变速曲线运动时,其所受合力的方向一定改变C.物体做变速圆周运动时,其所受合力的方向一定指向圆心D.物体做匀速曲线运动时,其所受合力的方向总是与速度方向垂直4、(多选)如图所示的皮带转动中小轮半径r a是大轮半径r b的一半,a、b分别是小轮和大轮边缘上的点,大轮上c点到轮心O的距离恰好等于r a,若皮带不打滑,则图中a、b、c三点()A.线速度之比为2∶1∶1B.角速度之比为2∶1∶2C.转动周期之比为1∶2∶2D.向心加速度大小之比为4∶2∶15、如图所示,吊车以速度v1沿水平直线匀速行驶,同时以恒定速度v2收拢绳索提升物体,下列表述正确的是()A.绳索保持竖直状态B.物体的实际运动速度为v1+v2C.物体相对地面做曲线运动D.绳索受到的拉力大于物体的重力6、近期,南京军区部队在邻近某小岛的东南沿海进行抢滩、海空联合作战演习。
如图所示,某登陆舰船头垂直河岸自A点出发,分别沿路径AB、AC在演练岛屿的B、C两点登陆,已知登陆舰在静水中的速度恒定且大于水速,则下列说法正确的是()A.沿AC航行所用时间较长B.沿AC航行时水速较大C.两次实际航速大小相等D.无论船头方向如何,登陆舰都无法在A点正对岸登陆7、刀削面是西北人喜欢的面食之一,全凭刀削得名。
高中物理曲线运动的技巧及练习题及练习题( 含答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如下图,一箱子高为H.底边长为L,一小球从一壁上沿口 A 垂直于箱壁以某一初速度向对面水平抛出,空气阻力不计。
设小球与箱壁碰撞前后的速度大小不变,且速度方向与箱壁的夹角相等。
(1)若小球与箱壁一次碰撞后落到箱底处离 C 点距离为,求小球抛出时的初速度v0;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,求初速度的可能值。
【答案】( 1)( 2)【分析】【剖析】(1)将整个过程等效为完好的平抛运动,联合水平位移和竖直位移求解初速度;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,则水平位移应当是2L 的整数倍,经过平抛运动公式列式求解初速度可能值。
【详解】(1)本题能够当作是无反弹的完好平抛运动,则水平位移为: x==v0t竖直位移为: H= gt2解得: v0=;(2)若小球正好落在箱子的 B 点,则小球的水平位移为:x′=2nL( n= 1.2.3 )同理: x′=2nL=v′H=20t,gt ′解得:( n= 1.2.3 )2.圆滑水平面AB 与竖直面内的圆形导轨在 B 点连结,导轨半径R= 0.5 m,一个质量m= 2 kg 的小球在 A 处压缩一轻质弹簧,弹簧与小球不拴接.用手挡住小球不动,此时弹簧弹性势能 Ep= 49 J,如下图.松手后小球向右运动离开弹簧,沿圆形轨道向上运动恰能经过最高点 C, g 取 10 m/s 2.求:(1)小球离开弹簧时的速度大小;(2)小球从 B 到 C 战胜阻力做的功;(3)小球走开 C 点后落回水平面时的动能大小.【答案】(1)7m / s( 2)24J( 3)25J 【分析】【剖析】【详解】(1)依据机械能守恒定律12E p=mv1 ?①12Ep=7m/s ②v =m(2)由动能定理得- mg·2R- W f=1mv221mv12③22小球恰能经过最高点,故mg m v22④R由②③④得W f=24 J(3)依据动能定理:mg 2R E k 1mv22 2解得: E k25J故本题答案是:( 1)7m / s( 2)24J( 3)25J【点睛】(1)在小球离开弹簧的过程中只有弹簧弹力做功,依据弹力做功与弹性势能变化的关系和动能定理能够求出小球的离开弹簧时的速度v;(2)小球从 B 到 C 的过程中只有重力和阻力做功,依据小球恰巧能经过最高点的条件获得小球在最高点时的速度 ,进而依据动能定理求解从 B 至 C 过程中小球战胜阻力做的功 ;(3)小球走开 C 点后做平抛运动 ,只有重力做功,依据动能定理求小球落地时的动能大小3.如下图,质量为M4kg 的平板车P的上表面离地面高h 0.2m,质量为 m 1kg 的小物块 Q (大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统本来静止在圆滑水平川面上,一不行伸长的轻质细绳长为R 0.9m ,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为 m 的小球(大小不计,可视为质点)。
人教新课标版高一必修2第五章曲线运动经典例题一、对曲线运动的方向和特点的认识典型例题1:关于物体的运动,下列说法正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.曲线运动一定是变加速运动D.运动物体的加速度大小、速度大小都不变的运动一定是直线运动思路点拨:曲线运动的速度方向一定变化,其他量不一定变化.解析:做曲线运动的物体速度方向时刻变化,即速度不断变化,A正确;变速运动还包括速度方向不变,只改变大小的变速直线运动,B错;当物体做平抛运动(后面学习)时,虽然轨迹是曲线,但加速度g恒定不变,C错;物体做匀速圆周运动(后面学习)时加速度大小、速度大小都不变,D错.答案:A规律方法:曲线运动的特点曲线运动一定是变速运动(1)由于做曲线运动的物体其速度方向沿曲线的切线方向,而曲线运动中,速度的方向时刻发生变化,因此曲线运动一定是变速运动.(2)曲线运动是否为匀变速运动决定于物体是否受到恒力作用.若物体受恒力作用做曲线运动时,则为匀变速曲线运动,否则为非匀变速曲线运动.典型例题2:在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离了的后轮的运动情况,以下说法正确的是()A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能解析:选C.由于车轮原随赛车做曲线运动,脱离赛车时车轮的速度方向为弯道的切线方向,此后车轮会受到地面的摩擦力作用,但力的方向为此时弯道切线的反方向,由此可知C正确.曲线运动的速度方向为该点的切线方向.二、曲线运动的条件典型例题2:一个质点受到两个互成锐角的恒力F1和F2的作用,由静止开始运动.若运动中保持二力方向不变,但让F1突然增大到F1+ΔF,则质点以后()A.一定做匀变速曲线运动B.可能做匀变速直线运动C.一定做匀变速直线运动D.可能做变加速曲线运动解析:质点是受两恒力F1和F2的作用,从静止开始沿两个力的合力方向做匀加速直线运动,当F1发生变化后,F1+ΔF和F2的合力大小和方向与原合力F合相比均发生了变化,如图所示,此时合外力仍为恒力,但方向与原来的合力方向不同,即与速度方向不相同,所以此后物体将做匀变速曲线运动,故A正确.规律方法:应用曲线运动的条件判断分析,当力发生变化时,确定合力方向与速度方向间的关系.典型例题2.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,而保持F2、F3不变,则质点() A.一定做匀变速运动B.一定做直线运动C.一定做非匀变速运动D.一定做曲线运动解析:选A.质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动.由题意可知,当突然撤去F1而保持F2、F3不变时,质点受到的合力大小与F1等大,方向与F1方向相反,故一定做匀变速运动.在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上).综上所述,A正确,B、C、D错误.101小贴士:当力发生变化时,加速度也发生变化,有加速度与力的关系确定轨迹是直还是曲.三、力、速度、轨迹的关系典型例题1:点在一平面内沿曲线由P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下图中可能正确的是()思路点拨:做曲线运动的物体,受到的合外力与速度不在同一直线上,并且轨迹夹在力和速度之间,弯向合外力的一侧.解析:做曲线运动的物体,其速度方向就是曲线上那一点的切线方向,曲线运动的轨迹向合外力的方向弯曲,而合外力的方向就是加速度的方向,故只有D项正确.规律方法:合外力的方向一定指向轨迹的凹侧(1)在处理曲线运动的轨迹问题时,注意轨迹是向合外力的方向弯曲,合外力的方向总是指向轨迹的凹侧.(2)运动的轨迹总是夹在合外力和速度的方向之间.(3)速度沿轨迹的切线方向.典型例题2.质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点,已知其速度逐渐减小,图中能正确表示质点在C点处受力的是()解析:选C.把力F分解为一个与速度方向在同一直线上的分力F1,一个与速度方向垂直的分力F2,根据曲线运动中F应指向轨迹的“凹侧”,可排除A、D.在B项中,F1的方向与v的方向同向,使质点从A到B加速,故B项错;在C项中,F1的方向与v的方向反向,使质点从A到B减速,故C正确.101小贴士:曲线运动的轨迹向合外力的方向弯曲,而合外力的方向就是加速度的方向.当加速度与速度夹角为锐角,速度增加.四、合运动轨迹的判断典型例题1:如图所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的()A.直线P B.曲线Q C.曲线R D.无法确定思路点拨:由a与v的方向关系判定是直线还是曲线运动,由v与曲线相切判定曲线是Q还是R,也可以根据水平速度逐渐变大,合速度与水平方向的夹角逐渐减小判断.解析:红蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动两个分运动,由于它在任一点的合速度方向是向上或斜向右上的,而合加速度就是水平向右的加速度,它与速度方向之间有一定夹角,故轨迹是曲线.又因为物体做曲线运动时曲线总向加速度方向偏折(或加速度方向总是指向曲线的凹侧),故选项B正确.规律方法:合运动轨迹的判断方法:两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹,由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定.(1)根据合加速度是否恒定判定合运动是匀变速运动还是非匀变速运动,若合加速度不变且不为零,则合运动为匀变速运动,若合加速度变化,则为非匀变速运动.(2)根据合加速度与合初速度是否共线判断合运动是直线运动还是曲线运动.若合加速度与合初速度在同一直线上,则合运动为直线运动,否则为曲线运动.典型例题2:关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动,下述说法正确的是()A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是直线运动,也可能是曲线运动D.以上都不对解析:选C.两个运动的初速度合成、加速度合成如图所示.当a和v重合时,物体做直线运动;当a和v不重合时,物体做曲线运动.由于题目没有给出两个运动的加速度和初速度的具体数值,所以以上两种情况都有可能.五、运动的合成与分解典型例题1:玻璃板生产线上,宽9 m的成型玻璃板以2 m/s的速度匀速向前行进,在切割工序处,金刚钻割刀的走刀速度为10 m/s.为了使割下的玻璃板都成符合规定尺寸的矩形,金刚钻割刀的轨道应如何控制?切割1次的时间为多长?思路点拨:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解.由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法则.解析:金刚钻割刀的走刀速度为v=10 m/s,为了使割下的玻璃板都成矩形,在玻璃板上看割刀的速度v1应垂直于玻璃板边缘,如图所示,设玻璃板以速度v2向右移动,割刀的实际速度v为v1和v2的合速度.设v 的方向与v2的方向夹角为θ,则vcosθ=v2,θ=arccos 15故金刚钻割刀的轨道应取图中v 的方向,且使θ=arccos 15;切割一次所用时间t =l v =910sinθs =0.92 s .答案:D 规律总结:1.运动的合成与分解是解决复杂运动的一种基本方法.它的目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动,这样就可以运用已经掌握的有关直线运动的规律来研究一些复杂的曲线运动.2.不是同一物体在同一时间内参与的运动不能进行合成.3.对速度v 进行分解时,不能随意分解,应按物体的实际运动效果进行分解.典型例题2. 2010年7月21日4时30分左右,辽宁省铁岭市辽河支流胜利河阿吉段由于短时间内受到高强度集中降雨影响,出现决口,决口长度达20米,数千群众受到威胁,险情使交通阻断,给救援工作带来极大困难,直升飞机成为主要的救援工具,如图5-1-11所示,一架沿水平直线飞行的救援直升机A ,用悬索(重力可忽略不计)救护被困伤员B .在直升飞机A 和伤员B 以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,在某一段时间内,A 、B 之间的距离以l =H -t 2(式中H 为直升飞机A 离地面的高度,各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断不正确的是( )A .悬索的拉力等于伤员的重力B .悬索是竖直的C .伤员做加速度大小方向均不变的曲线运动D .伤员做速度大小增加的曲线运动解析:选A .由AB 间距离以l =H -t 2规律变化知,伤员离地面的高度h =t 2,所以伤员在竖直方向上做匀加速运动,与水平方向上的匀速运动的合运动是匀变速曲线运动,故选A .第二节 平抛运动一、对平抛运动的理解典型例题1.下列关于平抛运动的说法正确的是( )A .平抛运动是非匀变速运动B .平抛运动是匀变速曲线运动C .做平抛运动的物体,每秒内速率的变化相等D .水平飞行的距离只与初速度大小有关思路点拨: 从平抛运动的受力情况入手分析,由于做平抛运动的物体只受重力作用,故其为匀变速运动,加速度恒为重力加速度g ,即相等时间内的速度改变量相同,据此可做判断.解析:平抛运动是一种理想化的运动模型,不考虑空气阻力,且只受重力的作用,加速度大小为g ,方向竖直向下,所以平抛运动是匀变速曲线运动,A 错,B 对;因为Δv =g·Δt ,所以做平抛运动的物体在相等的时间内速度的变化(包括大小和方向)相等,但每秒内速率的变化不相等,C 错;据21y=gt 2得t =2y g ,所以得0x v t=v =见,平抛运动的水平位移由初速度0v 和下落高度y 共同决定,D 错. 答案: B规律总结:平抛运动的特点1.理想化特点:平抛运动是一种理想化的模型,即把物体看成质点,抛出后只考虑重力作用,忽略空气阻力.2.匀变速特点:平抛运动是加速度恒等于重力加速度,匀变速曲线运动.3.速度变化的特点:平抛时物体在任意相等的时间内速度的变化量相等,均为Δv =g Δt ,方向竖直向下典型例题2.一人站在楼上水平抛出一个小球,球离手的速度为v 0,落地时的速度为vt ,不计空气阻力.在下图所示的速度矢量变化情况的示意图中正确的一个是( )解析:选B .由于平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动,因而在任一时刻速度的水平分量均应相等,可知速度矢量末端在同一竖直线上,示意图B 是正确的. 答案: B思路点拨:速度变化量的方向与加速度的方向相同.101小贴士:速度的合成遵循平行四边定则.二、平抛运动的时间和射程典型例题1.如图所示,在同一竖直面内,小球a 、b 从高度不同的两点,分别以初速度va 和vb 沿水平方向抛出,经过时间ta 和tb 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点.若不计空气阻力,下列关系正确的是( )A .ta >tb ,va <vbB .ta >tb ,va >vbC .ta <tb ,va <vbD .ta <tb ,va >vb思路点拨: 把平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动是研究平抛运动的基本方法. 解析: 小球a 、b 做平抛运动,0x v t =,21h=gt 2,0v =xt ,t =2h g,ha >hb ,ta >tb , 又xa =xb ,va <vb ,所以A 选项正确.答案: A1.平抛运动的时间由212y gt =得t =知平抛运动的物体在空中运动的时间,只与下落的高度有关,与初速度大小无关.2.平抛运动的水平位移由0x v t v ==知平抛物体的水平位移由初速度0v 和下落的高度y 共同决定典型例题2.滑雪运动员以20 m/s 的速度从一平台水平飞出,落地点与飞出点的高度差为3.2 m .不计空气阻力,g 取10 m/s2.运动员飞过的水平距离为x ,所用时间为t ,则下列结果正确的是( )A .x =16 m ,t =0.50 sB .x =16 m ,t =0.80 sC .x =20 m ,t =0.50 sD .x =20 m ,t =0.80 s解析:选B .平抛运动在竖直方向是自由落体运动21h=gt 2,t =2h g=0.80 s ,水平方向是匀速直线运动0x v t ==16 m .101小贴士:平抛运动的物体在空中运动的时间,只与下落的高度有关.抛物体的水平位移由初速度0v 和下落的高度y 共同决定.三、飞机投弹问题典型例题1:如图所示,飞机距地面高度H =500 m ,水平飞行速度v 1=100 m/s ,追击一辆速度为v 2=20 m/s 同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距汽车水平距离多远处投弹?(g 取10 m/s2)思路点拨:分析平抛类问题时,常规的方法是将其沿水平和竖直两个方向分解,然后在这两个方向上利用直线运动的有关规律求解,分析时注意时间这个物理量的灵活运用.解析:炸弹离开飞机后做平抛运动,由h =12gt2得:下落时间t =2H g =2×50010s =10 s. 设距离为x 时投弹,由位移关系知:v 1t =x +v 2t ∴x =(v 1-v 2)t =(100-20)×10 m =800 m.规律总结:飞机投弹问题其实是平抛运动运动与直线运动的追击问题,关键找到时间关系和位移关系.典型例题2:2010年7月15日,我国海军第六批护航编队指挥舰“昆仑山”舰在亚丁湾执行护航任务.为了驱赶索马里海盗,我护航官兵首先从空中直升机上水平向海盗船发射了一颗警告弹,6 s 后官兵看到警告弹在海盗船附近爆炸,若爆炸时警告弹的运动方向与水平方向的夹角为30°,空气阻力不计,g =10 m/s2,求:(1)直升机发射警告弹时的高度;(2)警告弹的初速度; (3)发射警告弹时直升机到海盗船的距离.解析:(1)直升机的高度h =12gt 2=12×10×62 m =180 m. (2)警告弹爆炸前瞬间的竖直速度v y =g·t =10×6 m/s =60 m/s 所以v 0=vy tan30°=6033 m/s≈104 m/s (3)直升机到海盗船的距离s = m ≈649 m答案:(1)180 m (2)104 m/s (3)649 m101小贴士:平抛运动的时间由下落的高度决定.四、与斜面有关的平抛运动的计算典型例题1:如图所示,小球从倾角为37°的斜面底端的正上方以15 m/s 的速度水平抛出,飞行一段时间后恰好垂直撞在斜面上,则小球在空中飞行的时间为 s ;抛出点距斜面底端的高度为 m.(g 取10 m/s2)思路点拨:已知小球垂直撞在斜面上,即已知合速度方向,又已知水平初速度,可求vy ,由vy =gt 求出时间. 解析: 小球恰好垂直撞在斜面上,可见落地速度方向已定,如下图所示,v 垂直斜面,v 与水平面夹角θ=53°.根据已知条件小球垂直撞在斜面上,及tanθ=vy/vx =gt/v 0得飞行时间t =v 0tan53°/g =15×4/310s =2.0 s 抛出点高度H =h +y 其中y =12gt 2=20 mh =x·tan37°=(v 0t)tan37°=15×2×0.75 m =22.5 m ,所以H =42.5 m. 答案: 2.0 42.5规律方法: 此题为平抛运动与斜面相结合的问题,解决此类问题的关键是分析出平抛运动的速度方向与斜面倾角的关系.典型例题2:如图所示,在与水平方向成37°角的斜坡上的A 点,以10 m/s 的初速度水平抛出一个小球,求落在斜坡上的B 点与A 点的距离及在空中飞行的时间.(g 取10 m/s 2)解析:设A 、B 间的距离为s ,球在空中飞行的时间为t ,则ssin37°=12gt2①scos37°=v0t ② 由①②得t =02tan37v g=2×10×3410 s =1.5 s ③将③代入②得s ×45=10×1.5,解得s =18.75 m. 答案:18.75 m 1.5 s 101小贴士:本题中应注意利用位移方向与斜面倾角相等的关系.第三节 实验:研究平抛运动一、对器材的安装和实验操作的考查典型例题1、在做“研究平抛运动”实验时,下列说法正确的是( )A.安装有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直B.安装有斜槽的木板时,要注意小球不和木板发生摩擦C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律 思路点拨:(1)应保持斜槽末端的切线水平,钉有坐标纸的木板竖直,并使小球的运动靠近坐标纸但不接触.(2)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下,在斜槽上释放小球的高度应适当,使小球以合适的水平初速度抛出,其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布,从而减小测量误差.解析:做本实验必须使斜槽末端切线水平,使木板竖直,以确保小球水平飞出和正确画出坐标轴.小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下,可保证小球初速度不变. 答案:ABCD规律方法:研究平抛运动时的注意事项和误差分析注意事项(1)实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否有明显的运动倾向).(2)方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.(3)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下.误差分析(1)安装斜槽时,其末端不水平. (2)小球做平抛运动受空气阻力影响,宜用密度大的金属小球.(3)小球每次滚下的初位置不尽相同. (4)建立坐标系时,可能误将斜槽末端端口作为坐标原点.二、根据运动轨迹求初速度典型例题1、图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm ,如果取g =10 m/s2,那么:(1)闪光频率是________H z ; (2)小球运动中水平分速度的大小是_____m/s ;(3)小球经过B 点的速度大小是________m/s .思路点拨:利用竖直方向为自由落体运动,由匀变速直线运动的运动规律求得时间间隔.有水平方向的匀速直线运动求得初速度.解析:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.A 、B 、C 三点水平间隔相等,故相邻各点的时间间隔相等,设为T.在竖直方向,Δh=gT2即(5-3)×0.05 m =gT2,解得T =0.1 s.故闪光频率 110Z f H T == 水平方向上有3×0.05 m=v 0T ,故水平分速度001515.m .m/s v T== 竖直方向上B 点速度为AC 段竖直方向的平均速度5300522().m m/s Byv T +⨯== .v 0与v By 合成得B 25./m s =规律方法:遇到根据平抛轨迹或平抛物体闪光照片计算初速度时,要注意上方的点不一定是抛出点,解决方法是在竖直方向列出Δy=aT 2和水平方向列出Δx=v 0T 求解.三、实验的创新设计典型例题1、试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);米尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意:___________;(3)实验中需要测量的量为(并在示意图中用字母标出)_______________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方法是_________;思路点拨:根据平抛运动的规律及各分运动间的等时性和独立性的特点,可以重新设计实验以达到探究平抛运动规律的目的.解析:(1)实验示意图如图所示;(2)弹射器必须保持水平,以保证弹丸初速度沿水平方向;(3)应测出弹丸下降的高度y和水平位移x,如图所示;(4)在不改变高度y的条件下进行多次实验测量水平位移x,得出水平位移x的平均值,以减小误差;规律方法:根据平抛运动的规律设计实验,由平抛运动的特点及实验数据达到探究平抛运动规律的目的.第四节圆周运动一、圆周运动的计算典型例题1:地球半径R=6400 km,站在赤道上的人和站在北纬60°上的人随地球转动的角速度多大?它们的线速度多大?思路点拨:站在地球上的人随地球做匀速圆周运动,其周期均与地球自转周期相同.由2wTπ=和v rw=可得角速度与线速度的关系.解析:站在地球上的人随地球做匀速圆周运动,其周期均与地球自转周期相同.如图所示作出地球自转示意图,设赤道上的人站在A点,北纬60°上的人站在B点,地球自转角速度不变,A、B两点的角速度相同,有ωA=ωB=2π/T=(2×3.14)/(24×3600)rad/s≈7.3×10-5 rad/s依题意可知:A、B两处站立的人随地球自转做匀速圆周运动的半径分别为R A=R,R B=Rcos60°,则由v=ω·r可知,A、B两点的线速度分别为:vA=ωARA=7.3×10-5×6400×103 m/s=467.2 m/s vB=ωBRB=7.3×10-5×6400×103×cos60° m/s=233.6 m/s即人转动的角速度为7.3×10-5 rad/s,赤道上和北纬60°的人随地球转动的线速度分别为467.2 m/s和233.6 m/s.规律方法:处理圆周运动问题时,首先确定匀速圆周运动的圆平面、圆心及半径,最后根据已知条件列方程求解.典型例题2:手表的时针和分针转动时()A.分针的角速度是时针的12倍B.时针的周期是12 h,分针的周期是60 sC.若分针的长度是时针的1.5倍,针端点的线速度分针是时针的150倍D.若分针的长度是时针的1.5倍,针端点的线速度分针是时针的18倍思路点拨:由时针和分针的周期,根据2wTπ=和v rw=可得角速度与线速度的关系.解析:选AD.时针的周期T1=12 h,分针的周期T2=1 h,T1=12T2;时针的角速度ω1=2π/T1,分针的角速度ω2=2π/T2,得ω2=12ω1;时针长度为r1,分针长度为r2,由题意r2=1.5r1,分针端点的线速度与时针端点线速度之比v2/v1=r2ω2/r1ω1=1.5×12=18. 规律方法:处理圆周问题时,首先确定匀速圆周运动的圆平面,由线速度角速度及周期的定义及它们间的关系求解.二、传动装置中相关物理量的关系典型例题1:如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系为r A=r C=2r B.若皮带不打滑,求A、B、C轮边缘上的a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.思路点拨:皮带传动装置正常工作时,皮带和两个皮带轮之间没有相对滑动,在相同的时间里,皮带上一点转过的距离一定等于两个皮带轮轮缘上的点转过的弧长,即两个皮带轮轮缘上点的线速度大小相等,都等于皮带上点的运动速度,在例题图中va=vb.解析:A、B两轮通过皮带传动,皮带不打滑,A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等,即va=vb,故va∶vb=1∶1.B、C两个轮子固定在一起,属于同一个转动的物体,它们上面的任何一点具有相同的角速度,即ωb∶ωc=1∶1.因为ω=v/r,va=vb,r A=2r B,所以ωa∶ωb=r B∶r A=1∶2又因为v=ωr,ωb=ωc,r C=2r B,所以vb∶vc=r B∶r C=1∶2.综合可知:ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2,va∶vb∶vc=1∶1∶2.规律方法:皮带传动装置中的两个结论(1)同轴的各点角速度、转速、周期相等,线速度与半径成正比.(2)在不考虑皮带打滑的情况下,皮带上各点和与之接触的轮上各点线速度大小相等,而角速度与半径成反比.典型例题2:如图所示,为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑,则()A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的线速度大小相等思路点拨:关键是确定两点间的传动方式,由此得到线速度角速度的关系。
第五章曲线运动经典分类例题§5.1 曲线运动基础一、知识讲解二、【典型例题】知识点1、力和运动的关系1、曲线运动的定义:2、合外力决定运动的速度:3、合外力和速度是否共线决定运动的轨迹:4、物体做曲线运动的条件:习题1、关于曲线运动的速度,下列说法正确的是:()A、速度的大小与方向都在时刻变化B、速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化C、速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化D、质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向2、下列叙述正确的是:()A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动B、物体在变力作用下不可能作直线运动C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动3、下列关于力和运动关系的说法中,正确的上:()A.物体做曲线运动,一定受到了力的作用B.物体做匀速运动,一定没有力作用在物体上C.物体运动状态变化,一定受到了力的作用D.物体受到摩擦力作用,运动状态一定会发生改变4、下列曲线运动的说法中正确的是:()A、速率不变的曲线运动是没有加速度的B、曲线运动一定是变速运动C、变速运动一定是曲线运动D、曲线运动一定有加速度,且一定是匀加速曲线运动5、物体受到的合外力方向与运动方向关系,正确说法是:()A、相同时物体做加速直线运动B、成锐角时物体做加速曲线运动C、成钝角时物体做加速曲线运动D、如果一垂直,物体则做速率不变的曲线运动6.某质点作曲线运动时:()A.在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向B.在任意时间内位移的大小总是大于路程C.在任意时刻质点受到的合外力不可能为零D、速度的方向与合外力的方向必不在一直线上V 0F M N MVN 知识点2、曲线运动的特点例题1、已知物体运动的初速度v 的方向及受恒力的方向如图所示,则图6-1-1中可能正确的运动轨迹是:例题2、.某质点在恒力 F 作用下从A 点沿图B 点后,质点受到的力大小仍为F ,但方向相反,则它从B 点开始的运动轨迹可能是图中的:( ) A.曲线a B.曲线bC.曲线CD.以上三条曲线都不可能例题3、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用,有静止开始运动,若运动中保持力的方向不变,但F1突然增大到F1+F ,则此质点以后做_______________________习题:质量为m 的物体受到两个互成角度的恒力F 1和F 2的作用,若物体由静止开始,则它将做 运动,若物体运动一段时间后撤去一个外力F 1,物体做的运动是 运动。
(物理)物理曲线运动练习题20篇含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,半径R=2.5m的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg 的小滑块(可视为质点)静止在A点.一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动,经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上的D点.经测量,D、B间的距离s1=10m,A、B间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数 ,重力加速度.求:(1)滑块通过C点时的速度大小;(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力;(3)滑块在A点受到的瞬时冲量的大小.【答案】(1)(2)45N(3)【解析】【详解】(1)设滑块从C点飞出时的速度为v c,从C点运动到D点时间为t滑块从C点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R=gt2水平方向:s1=v c t解得:v c=10m/s(2)设滑块通过B点时的速度为v B,根据机械能守恒定律mv B2=mv c2+2mgR解得:v B=10m/s设在B点滑块受轨道的压力为N,根据牛顿第二定律:N-mg=m解得:N=45N(3)设滑块从A点开始运动时的速度为v A,根据动能定理;-μmgs2=mv B2-mv A2解得:v A=16.1m/s设滑块在A点受到的冲量大小为I,根据动量定理I=mv A解得:I=8.1kg•m/s;【点睛】本题综合考查动能定理、机械能守恒及牛顿第二定律,在解决此类问题时,要注意分析物体运动的过程,选择正确的物理规律求解.2.如图所示,一位宇航员站一斜坡上A 点,沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡上另一点B ,斜坡倾角为α,已知该星球的半径为R ,引力常量为G ,求:(1)该星球表面的重力加速度g ; (2)该星球的密度ρ . 【答案】(1)02tan v t α (2)03tan 2v RtGαπ 【解析】试题分析:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度.根据万有引力等于重力求出星球的质量,结合密度的公式求出星球的密度.(1)小球做平抛运动,落在斜面上时有:tanα===所以星球表面的重力加速度为:g=.(2)在星球表面上,根据万有引力等于重力,得:mg=G解得星球的质量为为:M=星球的体积为:V=πR 3. 则星球的密度为:ρ= 整理得:ρ=点晴:解决本题关键为利用斜面上的平抛运动规律:往往利用斜面倾解的正切值进行求得星球表面的重力加速度,再利用mg=G和ρ=求星球的密度.3.一宇航员登上某星球表面,在高为2m 处,以水平初速度5m/s 抛出一物体,物体水平射程为5m ,且物体只受该星球引力作用求: (1)该星球表面重力加速度(2)已知该星球的半径为为地球半径的一半,那么该星球质量为地球质量的多少倍.【答案】(1)4m/s 2;(2)110; 【解析】(1)根据平抛运动的规律:x =v 0t 得0515x t s s v === 由h =12gt 2 得:2222222/4/1h g m s m s t ⨯=== (2)根据星球表面物体重力等于万有引力:2G M mmg R 星星= 地球表面物体重力等于万有引力:2G M mmg R '地地=则222411=()10210M gR M g R '⨯=星星地地= 点睛:此题是平抛运动与万有引力定律的综合题,重力加速度是联系这两个问题的桥梁;知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力.4.如图所示,一轨道由半径2R m =的四分之一竖直圆弧轨道AB 和水平直轨道BC 在B 点平滑连接而成.现有一质量为1m Kg =的小球从A 点正上方2R处的O '点由静止释放,小球经过圆弧上的B 点时,轨道对小球的支持力大小18N F N =,最后从C 点水平飞离轨道,落到水平地面上的P 点.已知B 点与地面间的高度 3.2h m =,小球与BC 段轨道间的动摩擦因数0.2μ=,小球运动过程中可视为质点. (不计空气阻力, g 取10 m/s 2). 求:(1)小球运动至B 点时的速度大小B v(2)小球在圆弧轨道AB 上运动过程中克服摩擦力所做的功f W (3)水平轨道BC 的长度L 多大时,小球落点P 与B 点的水平距最大.【答案】(1)4?/B v m s = (2)22?f W J = (3) 3.36L m = 【解析】试题分析:(1)小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力,由此即可求出B 点的速度;(2)根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功;(3)结合平抛运动的公式,即可求出为使小球落点P 与B 点的水平距离最大时BC 段的长度.(1)小球在B 点受到的重力与支持力的合力提供向心力,则有:2BN v F mg m R-=解得:4/B v m s =(2)从O '到B 的过程中重力和阻力做功,由动能定理可得:21022f B R mg R W mv ⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭解得:22f W J =(3)由B 到C 的过程中,由动能定理得:221122BC C B mgL mv mv μ-=- 解得:222B C BCv v L gμ-=从C 点到落地的时间:00.8t s == B 到P 的水平距离:2202B CC v v L v t gμ-=+ 代入数据,联立并整理可得:214445C C L v v =-+ 由数学知识可知,当 1.6/C v m s =时,P 到B 的水平距离最大,为:L=3.36m【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动,解题的关键就是对每一个过程进行受力分析,根据运动性质确定运动的方程,再根据几何关系求出最大值.5.高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性。
高中物理必修二曲线运动一.选择题(共25小题)1.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确.如图所示,AB为倾角为θ的斜面,小球从A点以初速度v0(方向与斜面成α角)抛出,恰好落到斜面底端的B点,不计空气阻力,则AB两点间的距离为()A.B.C.D.2.如图甲所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F N,小球在最高点的速度大小为v,F N﹣v2图象如图乙所示.下列说法正确的是()A.当地的重力加速度大小为B.小球的质量为C.当v2=c时,杆对小球弹力方向向上D.若v2=2b,则杆对小球弹力大小为2a3.如图所示,O为斜面的底端,在O点正上方的A、B两点分别以初速度v A、v B正对斜面抛出两个小球,结果两个小球都垂直击中斜面,击中的位置分别为P、Q(图中未标出)。
OB=AB,空气阻力忽略不计,则()A.OP=OQ B.OP=4OQ C.v A=v B D.v A=v B4.汽车以速度v0沿平直的水平面向右匀速运动,通过定滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)把质量为M的重物向上提起,某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为θ,如图所示。
则下列说法正确的是()A.此时重物的速度大小为v=v0sinθB.重物上升的速度越来越小C.由于汽车做匀速运动,所以重物也是匀速上升D.绳子中的拉力大于重物的重力5.如图所示是一个玩具陀螺。
a、b和c是陀螺上的三个点。
当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是()A.a、b 和c 三点的线速度大小相等B.a、b 和c 三点的角速度相等C.a、b 的角速度比c 的大D.c 的线速度比a、b 的大6.如图所示,套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连,施加外力让A沿杆以速度v 匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置,已知AO与竖直杆成θ角,则()A.刚开始时B的速度为B.A匀速上升时,重物B也匀速下降C.重物B下降过程,绳对B的拉力大于B的重力D.A运动到位置N时,B的速度最大7.质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。
一、曲线运动中的变量1、做曲线运动的物体,在运动过程中必定变化的量是:()A .速率 B. 速度C.加快度 D. 合外力2、对于做曲线运动物体的速度和加快度,以下说法中正确的选项是()A.速度、加快度都必定随时在改变B.速度、加快度的方向都必定随时在改变C.速度、加快度的大小都必定随时在改变D.速度、加快度的大小可能都保持不变3、对于物体做曲线运动,以下说法中,正确的选项是()A.物体做曲线运动时所受的合外力必定不为零B.物体所受的合外力不为零时必定做曲线运动C.物体有可能在恒力的作用下做曲线运动,如推出手的铅球D.物体只可能在变力的作用下做曲线运动4、对于运动的性质,以下说法中正确的选项是:()A.变速运动必定是曲线运动B.曲线运动必定是变加快运动C.曲线运动必定是变速运动D.物体加快度数值,速度数值均不变的运动必定是直线运动二、由运动轨迹判断所受协力的方向1、一个质点在恒力作用下,在xoy 平面内从 o 点运动到 A 点的轨迹如图,且在 A 点时的速度方向与x 轴平行,则恒力 F 的方向不行能的是:()A. 沿 +x 方向yAB.沿 -x 方向C.沿 +y 方向D.沿 -y 方向o x2、质点做曲线运动,它的轨迹如下图,由 A 向 C 运动,对于它经过 B 点时的速度 v 的方向和加快度 a 的方向正确的是:()3、一个物体在圆滑水平面上以初速度v 做曲线运动,已知物体在运动过程中只受水平恒力的作用,其运动轨迹如图,则物体由 M 点运动到N 点的过程中,速度的大小变化状况是:()A .渐渐增添B .渐渐减小NC.先增添后减小D.先减小后增添V M三、由分运动判断合运动的轨迹1、若一个物体的运动是两个独立的分运动合成的,则:()A.若此中一个分运动是变速直线运动,另一个分运动是直线运动,则物体的合运动必定是变速运动B.若两个分运动都是匀速直线运动,则物体的合运动必定是匀速直线运动C.若此中一个分运动是匀变速直线运动,另一个分运动是匀速直线运动,则物体的运动必定是曲线运动D.若此中一个分运动是匀加快直线运动,另一个分运动是匀速直线运动,合运动能够是曲线运动2、对于运动的合成,以下说法中正确的选项是:()A.合运动的速度必定比每一个分运动的速度大B.两个匀速直线运动的合运动必定是直线运动C.两个分运动是直线运动的合运动,必定是直线运动D.两个分运动的时间,必定与它们的合运动的时间相等3、以下对于分运动和合运动的关系的议论中,错误的说法是:()A.两个直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;B.两个匀速直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;C.两个匀变速直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;D.两个分运动的运动时间,必定与它们的合运动的运动时间相等。
高中物理《曲线运动》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________ 一、单选题1.下列关系式中不是利用物理量之比定义新的物理量的是()A.FEq=B.pEqϕ=C.Fam=D.tθω=2.一船以恒定的速率渡河,水速恒定(小于船速)。
要使船垂直河岸到达对岸,则()A.船应垂直河岸航行B.船的航行方向应偏向上游一侧C.船不可能沿直线到达对岸D.河的宽度一定时,船垂直到对岸的时间是任意的3.如图所示,一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。
若杂技演员和摩托车的总质量为m,其所受向心力大小为()A.mvRB.2mvRC.22mvRD.2mvR4.如图所示,细线一端固定在A点,另一端系着小球。
给小球一个初速度,使小球在水平面内做匀速圆周运动,关于该小球的受力情况,下列说法中正确的是()A.受重力、向心力作用B.受细线拉力、向心力作用C.受重力、细线拉力作用D.受重力、细线拉力和向心力作用5.下列现象或措施中,与离心运动有关的是()A.汽车行驶过程中,乘客要系好安全带B.厢式电梯张贴超载标识C.火车拐弯处设置限速标志D.喝酒莫开车,开车不喝酒6.把地球设想成一个半径为地球半径R=6 400km的拱形桥,如图所示,汽车在最高点时,若恰好对“桥面”压力为0,g=9.8m/s2,则汽车的速度为()A.7.9m/s B.7.9m/h C.7.9km/s D.7.9km/h7.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴正方向成α角(如图所示),与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则()A.因为有Fx,质点一定做曲线运动B.如果Fy>Fx,质点向y轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动D.如果Fy<Fx tanα,质点向x轴一侧做曲线运动8.在2022年2月5日北京冬奥会上,我国选手运动员在短道速滑比赛中的最后冲刺阶段如图所示,设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线PQ,然后分别沿半径为r1和r2(r2>r1)的滑道做匀速圆周运动,运动半个圆周后匀加速冲向终点线。
曲线运动一、选择题1、对曲线运动的速度,下列说法正确的是:( )A、速度的大小与方向都在时刻变化B、速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化C、质点在某一点的速度方向是在这一点的受力方向D、质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向2、一个物体在两个互为锐角的恒力作用下,由静止开始运动,当经过一段时间后,突然去掉其中一个力,则物体将做()A.匀加速直线运动B.匀速直线运动C.匀速圆周运动D.变速曲线运动3、下列说法错误的是()A、物体受到的合外力方向与速度方向相同,物体做加速直线运动B、物体受到的合外力方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动C、物体只有受到的合外力方向与速度方向成锐角时,物体才做曲线运动D、物体只要受到的合外力方向与速度方向不在一直线上,物体就做曲线运动4.下列说法中正确的是()A.物体在恒力作用下一定作直线运动B.若物体的速度方向和加速度方向总在同一直线上,则该物体可能做曲线运动C.物体在恒力作用下不可能作匀速圆周运动D.物体在始终与速度垂直的力的作用下一定作匀速圆周运动5、关于运动的合成和分解,说法错误的是()A、合运动的方向就是物体实际运动的方向B、由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小C、两个分运动是直线运动,则它们的合运动不一定是直线运动D、合运动与分运动具有等时性6、关于运动的合成与分解的说法中,正确的是:()A 、合运动的位移为分运动的位移矢量和B、合运动的速度一定比其中的一个分速度大C、合运动的时间为分运动时间之和D、合运动的位移一定比分运动位移大7.以下关于分运动和合运动的关系的讨论中,错误的说法是:()A.两个直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;B.两个匀速直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;C.两个匀变速直线运动的合运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动;D.两个分运动的运动时间,一定与它们的合运动的运动时间相等。
《曲线运动》1、关于曲线运动,下列说法中正确的是( )A. 曲线运动一定是变速运动B. 变速运动一定是曲线运动C. 曲线运动可能是匀变速运动D. 变加速运动一定是曲线运动2、质点在三个恒力F 1、F 2、F 3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F 1,而保持F 2、F 3不变,则质点( )A .一定做匀变速运动B .一定做直线运动C .一定做非匀变速运动D .一定做曲线运动3、关于运动的合成,下列说法中正确的是( )A. 合运动的速度一定比分运动的速度大B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等4、质量m=0.2kg 的物体在光滑水平面上运动,其分速度v x 和v y 随时间变化的图线如图所示,求:(1) 物体所受的合力。
(2) 物体的初速度。
(3) 判断物体运动的性质。
(4) 4s 末物体的速度和位移。
5、已知某船在静水中的速率为v 1=4m/s ,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d =100m ,河水的流动速度为v 2=3m/s ,方向与河岸平行。
试分析:⑴ 欲使船以最短时间渡过河去,航向怎样?最短时间是多少?到达对岸的位置怎样?船发生的位移是多大?⑵ 欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样?渡河所用时间是多少?7、在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L =1.25cm ,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a 、b 、c 、d 所示,则小球平抛的初速度为v 0= (用L 、g 表示),其值是 。
(g 取9.8m/s 2)9、如图,高h 的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶,加速度大小为a ,车厢顶部A 点处有油滴滴下落到车厢地板上,车厢地板上的O 点位于A 点的正下方,则油滴的落地点必在O 点的 (填“左”或“右”)方,离O 点的距离为 。
11、如图在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度V 0水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B 处,设空abc d气阻力不计,求(1)小球从A 运动到B 处所需的时间;(2)从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?13、如图所示的皮带传动装置中,右边两轮固定在一起同轴转动,图中A 、B 、C 三轮的半径关系为r A =r C =2r B ,设皮带不打滑,则三轮边缘上的一点线速度之比v A ∶v B ∶v C = ,角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC = 。
15、关于向心加速度,以下说法中正确的是( )A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直B. 向心加速度的方向保持不变C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心17、如图所示,将一质量为m 的摆球用长为L 的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆。
关于摆球的受力情况,下列说法中正确的是( )A .摆球受重力、拉力和向心力的作用B .摆球受拉力和向心力的作用C .摆球受重力和拉力的作用D .摆球受重力和向心力的作用18、如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥形筒固定不动,有两个质量相等的小球A 和B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则以下说法中正确的是()A .A 球的线速度必定大于B 球的线速度B .A 球的角速度必定小于B 球的线速度C .A 球的运动周期必定小于B 球的运动周期D .A 球对筒壁的压力必定大于B 球对筒壁的压力F答案解析1、AC 【解析】曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,一定是变化的,所以曲线运动一定是变速运动。
变速运动可能是速度的方向不变而大小变化,则可能是直线运动。
当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时,物体做匀变速运动,但力的方向可能与速度方向不在一条直线上,这时物体做匀变速曲线运动。
做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变,但方向始终与速度方向在一条直线上,这时物体做变速直线运动。
2、A 【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动。
由题意可知,当突然撤去F 1而保持F 2、F 3不变时,质点受到的合力大小为F 1,方向与F 1相反,故一定做匀变速运动。
在撤去F 1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F 1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F 1后,质点可能做直线运动(条件是F 1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F 1的方向和速度方向不在一条直线上)。
3、C 【解析】根据速度合成的平行四边形定则可知,合速度的大小是在两分速度的和与两分速度的差之间,故合速度不一定比分速度大。
两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。
两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动,决定于两初速度的合速度方向是否与合加速度方向在一直线上。
如果在一直线上,合运动是匀变速直线运动;反之,是匀变速曲线运动。
根据运动的同时性,合运动的两个分运动是同时的。
4、【解析】根据分速度v x 和v y 随时间变化的图线可知,物体在x 轴上的分运动是匀加速直线运动,在y 轴上的分运动是匀速直线运动。
从两图线中求出物体的加速度与速度的分量,然后再合成。
(1) 由图象可知,物体在x 轴上分运动的加速度大小a x =1m/s 2,在y 轴上分运动的加速度为0,故物体的合加速度大小为a=1m/s 2,方向沿x 轴的正方向。
则物体所受的合力 F=ma=0.2×1N=0.2N ,方向沿x 轴的正方向。
(2) 由图象知,可得两分运动的初速度大小为 v x 0=0,v y 0=4m/s ,故物体的初速度22020040+=+=y x v v v m/s=4m/s ,方向沿y 轴正方向。
(3)根据(1)和(2)可知,物体有y 正方向的初速度,有x 正方向的合力,则物体做匀变速曲线运动。
(4) 4s 末x 和y 方向的分速度是v x =at =4m/s ,v y =4m/s ,故物体的速度为v=s m v v y x /24442222=+=+,方向与x 正向夹角θ,有tan θ= v y / v x =1。
x 和y 方向的分位移是 x=at 2/2=8m ,y=v y t =16m ,则物体的位移为 s=5822=+y x m ,方向与x 正向的夹角φ ,有tan φ=y/x=2。
5、【解析】 ⑴ 根据运动的独立性和等时性,当船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥最大时,渡河所用时间最短,设船头指向上游且与上游河岸夹角为α,其合速度v 与分运动速度v 1、v 2的矢量关系如图1所示。
河水流速v 2平行于河岸,不影响渡河快慢,船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥=v 1sin α,则船渡河所用时间为 t =αsin 1v d。
显然,当sin α=1即α=90°时,v ⊥最大,t 最小,此时船身垂直于图12图2河岸,船头始终指向正对岸,但船实际的航向斜向下游,如图2所示。
渡河的最短时间 t min =1v d =1004 s =25s 。
船的位移为 s =v t =⋅+2221v v t min =2234+×25m =125m 。
船渡过河时已在正对岸的下游A 处,其顺水漂流的位移为x =v 2t min =12v d v =3×1004 m =75m 。
⑵ 由于v 1>v 2,故船的合速度与河岸垂直时,船的渡河距离最短。
设此时船速v 1的方向(船头的指向)斜向上游,且与河岸成θ角,如图6-34所示,则cos θ=12v v =34,θ=41°24′。
船的实际速度为 v 合=2221v v -=42-32 m/s =7 m/s 。
故渡河时间 t ′=d v 合 =1007s =10077 s ≈38s 。
7、【解析】由水平方向上ab =bc =cd 可知,相邻两点的时间间隔相等,设为T ,竖直方向相邻两点间距之差相等,Δy =L ,则由 Δx =aT 2,得 T =Lg。
时间T 内,水平方向位移为x =2L ,所以 v 0=tx =2Lg 8.90125.02⨯⨯=m/s =0.70m/s 。
9、【解析】因为油滴自车厢顶部A 点脱落后,由于惯性在水平方向具有与车厢相同的初速度,因此油滴做平抛运动,水平方向做匀速直线运动 x 1=vt , 竖直方向做自由落体运动h =12gt 2,又因为车厢在水平方向做匀减速直线运动,所以车厢(O 点)的位移为 x 2=vt -12at 2。
如图所示 x =x 1-x 2h ga g h a at =⋅==221212, 所以油滴落地点必在O 点的右方,离O 点的距离为 agh 。
11、【解析】(1)小球做平抛运动,同时受到斜面体的限制,设从小球从A 运动到B 处所需的时间为t ,水平位移为x=V 0t竖直位移为y=221gt 图6-34v 合v θvA OAx 1 x 2 xO由数学关系得:gV t t V gt θθtan 2,tan )(21002== (2)从抛出开始计时,经过t 1时间小球离斜面的距离达到最大,当小球的速度与斜面平行时,小球离斜面的距离达到最大。
因V y1=gt 1=V 0tan θ,所以gV t θtan 01=。
13、【解析】A 、B 两轮由皮带带动一起转动,皮带不打滑,故A 、B 两轮边缘上各点的线速度大小相等。
B 、C 两轮固定在同一轮轴上,同轴转动,角速度相等。
由v =rω可知,B 、C 两轮边缘上各点的线速度大小不等,且C 轮边缘上各点的线速度是B 轮边缘上各点线速度的两倍,故有 v A ∶v B ∶v C =1∶1∶2。
A 、B 两轮边缘上各点的线速度大小相等,同样由v =rω可知,它们的角速度与半径成反比,即 ωA ∶ωB =r B ∶r A =1∶2。
因此ωA ∶ωB ∶ωC =1∶2∶215、AD 【解析】 向心加速度的方向沿半径指向圆心,速度方向则沿圆周的切线方向。
所以,向心加速度的方向始终与速度方向垂直,且方向在不断改变。
物体做匀速圆周运动时,只具有向心加速度,加速度方向始终指向圆心;一般情况下,圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度的方向就不始终指向圆心。
17、C 【解析】物体只受重力G 和拉力F T 的作用,而向心力F 是重力和拉力的合力,如图所示。
也可以认为向心力就是F T 沿水平方向的分力F T2,显然,F T 沿竖直方向的分力F T1与重力G 平衡。
18、AB 【解析】小球A 或B 的受力情况如图,两球的向心力都来源于重力G 和支持力F N 的合力,建立坐标系,有F N1=F N sin θ=mg ,F N2=F N cos θ=F ,所以 F =mg cot θ,即小球做圆周运动所需的向心力,可见A 、B 两球的向心力大小相等。