(物理)物理曲线运动练习题20篇

（物理）物理曲线运动练习题20篇

一、高中物理精讲专题测试曲线运动

1．如图所示，在风洞实验室中，从A 点以水平速度v 0向左抛出一个质最为m 的小球，小球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为F ，经过一段时间小球运动到A 点正下方的B 点 处，重力加速度为g ，在此过程中求

（1）小球离线的最远距离； （2）A 、B 两点间的距离； （3）小球的最大速率v max ．

【答案】（1）

20

2mv F

（2）22

022m gv F （3）2220 4v F m g F

【解析】 【分析】

（1）根据水平方向的运动规律，结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方向的速度为零时距墙面的距离；

（2）根据水平方向向左和向右运动的对称性，求出运动的时间，抓住等时性求出竖直方向A 、B 两点间的距离；

（3）小球到达B 点时水平方向的速度最大，竖直方向的速度最大，则B 点的速度最大，根据运动学公式结合平行四边形定则求出最大速度的大小； 【详解】

（1）将小球的运动沿水平方向沿水平方向和竖直方向分解 水平方向：F ＝m a x v 02＝2a x x m

解得：20

2m mv x F

＝ （2）水平方向速度减小为零所需时间0

1

x

v t a ＝ 总时间t ＝2t 1

竖直方向上：22

20

2

212m gv y gt F

＝＝ （3）小球运动到B 点速度最大 v x =v 0 V y =gt

22

2220

max 4x y v v v v F m g F

＝＝

++

【点睛】

解决本题的关键将小球的运动的运动分解，搞清分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解．

2．如图所示，水平屋顶高H ＝5 m ，围墙高h ＝3.2 m ，围墙到房子的水平距离L ＝3 m ，围墙外空地宽x ＝10 m ，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的空地上，g 取10 m/s 2.求： (1)小球离开屋顶时的速度v 0的大小范围； (2)小球落在空地上的最小速度．

【答案】(1)5 m/s≤v 0≤13 m/s ； (2)55m/s ； 【解析】 【分析】 【详解】

（1）若v 太大，小球落在空地外边，因此，球落在空地上，v 的最大值v max 为球落在空地最右侧时的平抛初速度，

如图所示，小球做平抛运动，设运动时间为t 1． 则小球的水平位移：L+x=v max t 1， 小球的竖直位移：H=gt 12 解以上两式得 v max =（L+x ）

=（10+3）×

=13m/s ．

若v 太小，小球被墙挡住，因此， 球不能落在空地上，v 的最小值v min

为球恰好越过围墙的最高点P 落在空地上时的平抛初速度，设小球运动到P 点所需时间为t 2，

则此过程中小球的水平位移：L=v min t 2 小球的竖直方向位移：H ﹣h=gt 22 解以上两式得v min =L

=3×

=5m/s

因此v 0的范围是v min ≤v 0≤v max ， 即5m/s≤v 0≤13m/s ．

（2）根据机械能守恒定律得：mgH+=

解得小球落在空地上的最小速度：v min ′===5m/s

3．如图所示，BC为半径r 2

2

5

=m竖直放置的细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球过C点时速度大小不变，小球冲出C点后经过

9

8

s再次回到C点。（g＝10m/s2）求：

（1）小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多大？

（2）小球第一次过C点时轨道对小球的支持力大小为多少？

（3）若将BC段换成光滑细圆管，其他不变，仍将小球从A点以v0水平抛出，且从小球进入圆管开始对小球施加了一竖直向上大小为5N的恒力，试判断小球在BC段的运动是否为匀速圆周运动，若是匀速圆周运动，求出小球对细管作用力大小；若不是匀速圆周运动则说明理由。

【答案】（1）2m/s（2）20.9N（3）2N

【解析】

【详解】

（1）小球从A运动到B为平抛运动，有：r sin45°＝v0t

在B点有：tan45°

gt

v

=

解以上两式得：v0＝2m/s

（2）由牛顿第二定律得：

小球沿斜面向上滑动的加速度：

a1

4545

mgsin mgcos

m

μ

︒+︒

==g sin45°+μg cos45°＝22

小球沿斜面向下滑动的加速度：

a2

4545

mgsin mgcos

m

μ

︒-︒

==g sin45°﹣μg cos45°＝2m/s2

设小球沿斜面向上和向下滑动的时间分别为t1、t2，

由位移关系得：

1

2

a1t12

1

2

=a2t22

又因为：t 1+t 298

=s 解得：t 138

=

s ，t 234=s

小球从C 点冲出的速度：v C ＝a 1t 1＝32m/s

在C 点由牛顿第二定律得：N ﹣mg ＝m 2

C

v r

解得：N ＝20.9N

（3）在B 点由运动的合成与分解有：v B 0

45v sin =

=︒

22m/s 因为恒力为5N 与重力恰好平衡，小球在圆管中做匀速圆周运动。设细管对小球作用力大小为F

由牛顿第二定律得：F ＝m 2B

v r

解得：F ＝52N

由牛顿第三定律知小球对细管作用力大小为52N ，

4．水平抛出一个物体，当抛出1秒后，它的速度方向与水平方向成45°角，落地时，速度方向与水平方向成60°角，（g 取10m/s 2）。求： （1）初速度

（2）水平射程（结果保留两位有效数字） （3）抛出点距地面的高度 【答案】（1）10m/s （2）17m(3)15m 【解析】 【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．将1秒后的速度进行分解，根据v y =gt 求出竖直方向上的分速度，再根据角度关系求出平抛运动的初速度；将落地的速度进行分解，水平方向上的速度不变，根据水平初速度求出落地时的速度；根据落地时的速度求出竖直方向上的分速度，运用v y =gt 求出运动的时间，再根据x=v 0t 求出水平射程．再根据h=12

gt 2

求出抛出点距地面的高度. 【详解】

（1）如图，水平方向v x =v 0，竖直方向v y =gt ，1s 时速度与水平成45°角，即θ=45°