高考物理最新力学知识点之曲线运动全集汇编含答案解析

高考物理最新力学知识点之曲线运动全集汇编含答案解析
一、选择题
1．汽车在某一水平路面上做匀速圆周运动，已知汽车做圆周运动的轨道半径约为50m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的 0.8倍，则运动的汽车( )
A．所受的合力可能为零
B．只受重力和地面支持力作用
C．所需的向心力由重力和支持力的合力提供
m s
D．最大速度不能超过20/
2．关于物体的受力和运动,下列说法正确的是()
A．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变
B．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向
C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变
D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用
3．如图所示，小孩用玩具手枪在同一位置沿水平方向先后射出两粒弹珠，击中竖直墙上M、N两点（空气阻力不计），初速度大小分别为v M、v N，、运动时间分别为t M、t N，则
A．v M=v N B．v M>v N
C．t M>t N D．t M=t N
4．如图所示，人用轻绳通过定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A，人以速度v0向左匀速拉绳，某一时刻，绳与竖直杆的夹角为，与水平面的夹角为，此时物块A的速度v1为
A． B．
C． D．
5．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v 2，战士救人的地点A 离岸边最近处O 的距离为d ．若战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O 点的距离为（ ） A ．2
2221v v B ．0 C ．21dv v D ．12
dv v 6．下列与曲线运动有关的叙述，正确的是
A ．物体做曲线运动时，速度方向一定时刻改变
B ．物体运动速度改变，它一定做曲线运动
C ．物体做曲线运动时，加速度一定变化
D ．物体做曲线运动时，有可能处于平衡状态
7．小明玩飞镖游戏时，从同一位置先后以速度v A 和v B 将飞镖水平掷出，依次落在靶盘上的A 、B 两点，如图所示，飞镖在空中运动的时间分别t A 和t B ．不计空气阻力，则（ ）
A ．v A ＜v
B ，t A ＜t B
B ．v A ＜v B ，t A ＞t
B
C ．v A ＞v B ，t A ＞t B
D ．v A ＞v B ，t A ＜t B
8．如图所示，P 是水平地面上的一点，A 、B 、C 、D 在同一条竖直线上，且AB =BC =CD .从A 、B 、C 三点分别水平抛出一个物体，这三个物体都落在水平地面上的P 点．则三个物体抛出时的速度大小之比为v A ∶v B ∶v C 为( )
A 236
B ．23
C ．1∶2∶3
D ．1∶1∶1
9．如图所示，歼-15沿曲线MN 向上爬升，速度逐渐增大，图中画出表示歼-15在P 点受到合力的四种方向，其中可能的是
A．①B．②C．③D．④
10．甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h，如图所示。

将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，在下列条件下，乙球可能击中甲球的是（）
A．同时抛出，且v1＜v2
B．甲先抛出，且v1＜v2
C．甲先抛出，且v1＞v2
D．甲后抛出，且v1＞v2
11．发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网.其原因是()
A．速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B．速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C．速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D．速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
平面内运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图12．有一个质量为4kg的物体在x y
像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）
A．物体做匀变速直线运动B．物体所受的合外力为22 N
C．2 s时物体的速度为6 m/s D．0时刻物体的速度为5 m/s
13．人用绳子通过动滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳，使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，以下说法正确的是（）
A ．A 物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B ．A 物体实际运动的速度是v 0cos θ
C ．A 物体实际运动的速度是0cos v
D ．A 物体处于失重状态
14．如图所示，A 、B 为啮合传动的两齿轮，R A ＝2R B ，则A 、B 两轮边缘上两点的( )
A ．角速度之比为2∶1
B ．周期之比为1∶2
C ．转速之比为2∶1
D ．向心加速度之比为1∶2
15．如图所示，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向．图中画出从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 ．b 的飞行时间比c 的长
B ．a 的飞行时间比b 的长
C ．b 的水平初速度比 c 的大
D ．a 的水平速度比b 的小
16．游船在汉江中从西向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以1 m/s 的速度匀速升起一面旗帜（竖直向上）。

当他用20 s 升旗完毕时，船匀速行驶了60 m ，那么旗相对于岸的速度大小为
A ．10m/s
B ．3 m/s
C ．5m/s
D ．1 m/s
17．如图所示，一小球从斜面顶端沿水平方向飞出，后又落回到斜面上。

已知斜面的倾角为θ，小球初速度大小为v 0，不计空气阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是
A ．小球从飞出到落回到斜面上的时间为0v g
B ．小球落回到斜面上时的速度大小为0cos 2v θ
C ．减小小球的初速度，则小球落回到斜面上时速度方向与斜面的夹角也减小
D ．若小球以2v 0水平飞出，且小球仍能落回到斜面上，则小球落回到斜面上的速度大小是原来落回到斜面上速度大小的2倍
18．如图所示，某河流中水流速度大小恒为v 1，A 处的下游C 处是个旋涡，A 点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为θ。

为使小船从A 点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（ ）
A ．1sin v θ
B ．1cos v θ
C ．1tan v θ
D ．1sin v θ
19．如图所示，一质点做曲线运动从M 点到N 点速度逐渐减小，当它通过P 点时，其速度和所受合外力的方向关系可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
20．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为;
A ．15 m/s
B ．20 m/s
C ．25 m/s
D ．30 m/s
21．如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A ．沿路径3抛出的物体落地的速率最大
B ．沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长
C ．三个物体抛出时初速度的竖直分量相等，水平分量不等
D ．三个物体抛出时初速度的水平分量相等，竖直分量不等
22．如图所示，长为0.5m 的轻质细杆,一端固定一个质量为2kg 的小球，使杆绕O 点在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点的速率为2m/s ，g 取10m/s 2。

关于球在不同位置受杆的作用力，下列判断正确的是
A．小球通过最高点时，杆对小球向下的拉力大小是16N
B．小球通过最高点时，杆对小球向上的支持力大小是4N
C．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是32N
D．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是30N
23．一辆卡车匀速通过如图所示的地段，爆胎可能性最大的位置是
A．a处 B．b处
C．c处 D．d处
24．把一个小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）
A．重力、漏斗壁的支持力
B．重力、漏斗壁的支持力及向心力
C．重力、漏斗壁的支持力、摩擦力及向心力
D．小球受到的合力为零
25．如图所示，固定在水平地面上的圆弧形容器，容器两端A、C在同一高度上，B为容器的最低点，圆弧上E、F两点也处在同一高度，容器的AB段粗糙，BC段光滑。

一个可以看成质点的小球，从容器内的A点由静止释放后沿容器内壁运动到F以上、C点以下的H点(图中未画出)的过程中，则
A．小球运动到H点时加速度为零
B．小球运动到E点时的向心加速度和F点时大小相等
C．小球运动到E点时的切向加速度和F点时的大小相等
D ．小球运动到
E 点时的切向加速度比
F 点时的小
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【分析】
对汽车受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力，三者的合力提供向心力，根据牛顿第二定律即可求得；
【详解】
A 、汽车做匀速圆周运动，根据2
mv F r
向=可知，汽车受到的合力不可能为零，故A 错误；
B 、在竖直方向没有运动，故重力和地面支持力合力为零，汽车受到的摩擦力提供向心力，故B
C 错误：
D 、最大静摩擦力提供向心力时，汽车的速度最大，根据2
mv mg r
μ=
解得：/20/v s m s =
==，故D 正确。

【点睛】
本题主要考查了汽车匀速圆周运动的受力，正确的受力分析，明确向心力的来源是解决问题的关键。

2．D
解析：D
【解析】
【详解】
物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，选项A 错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，选项B 错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，选项C 错误；做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，选项D 正确．
3．B
解析：B
【解析】
【详解】
CD．弹珠做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，有：
2
1
2
h gt
=
可得：
2h
t
g
=
因竖直下落高度h M＜h N，可得t M＜t N，故CD错误；
AB．两弹珠水平位移x相等，水平方向做匀速直线运动，有：
x=vt，
则v M＞v N，故A错误，B正确。

故选B。

4．D
解析：D
【解析】对人进行速度分解，如图所示：
可知：
对物块A进行速度分解，如图所示，则可知：，故选项D正确，选项ABC错误。

点睛：解决本题的关键会对速度进行分解，要正确找到合运动与分运动，注意两个物体沿着绳子方向的分速度相等。

5．D
解析：D
【解析】
根据s=vt，
因此摩托艇登陆的最短时间：
t=
2
d
v，
登陆时到达O点的距离：
s=v1t=1
2
dv
v；
故选D.
点睛：摩托艇在水中一方面自己航行前进，另一方面沿水向下漂流，当摩托艇垂直于河岸方向航行时，到达岸上的时间最短，由速度公式的变形公式求出到达河岸的最短时间，然后求出摩托艇登陆的地点到O 点的距离．
6．A
解析：A
【解析】
A 、做曲线运动的物体，速度方向为轨迹的切线方向，即其速度方向一定时刻改变，故曲线运动为变速运动，故A 正确；
B 、速度为矢量，当物体运动速度大小改变而方向不变，则做直线运动，故B 错误；
C 、物体做曲线运动时，加速度不一定改变，比如平抛运动的加速度就为重力加速度，是不变的，故C 错误；
D 、平衡状态是指物体处于静止或者是匀速直线运动状态，物体做曲线运动时，物体的速度的方向是一定变化的，则加速度不为零，根据牛顿第二定律可知合力不为零，故物体不是处于平衡状态，故D 错误．
点睛：本题关键是对质点做曲线运动的条件以及相关知识的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
7．D
解析：D
【解析】 根据2h t g
=知，B 飞镖下降的高度大，则A B t t <，根据0v xt =知，两飞镖的水平位移相等，A 的时间短，则A B v v >，，故ABC 错误，D 正确；
故选D 。

【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。

8．A
解析：A
【解析】
试题分析：竖直方向：
水平方向：；解得：，由题意知：
,水平射程相同，故
考点:平抛运动． 9．B
解析：B
【解析】
【详解】
物体做曲线运动时，合力指向轨迹的内侧，故③④错误；因为飞机的速度增大，故合力应
与速度方向（沿轨迹切线方向）的夹角为锐角，所以①错误②正确；综上可知B 正确，ACD 错误。

故选B 。

10．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
两球做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，甲球竖直高度大，根据
212
h gt =
可知 12t t >
所以两球在同一高度相遇，甲球需要先抛出，两球水平位移相同，水平方向做匀速直线运动，根据
0x v t =
可知
12v v <
ACD 错误，B 正确。

故选B 。

11．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
发球机发出的球，速度较大的球越过球网，速度度较小的球没有越过球网，原因是发球机到网的水平距离一定，速度大，则所用的时间较少，球下降的高度较小，容易越过球网，C 正确．
12．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．从图中可知物体在x 轴方向上做匀加速直线运动，在y 方向上做匀速直线运动，合力恒定，合力方向与速度方向不共线，故质点做匀变速曲线运动，A 错误；
B ．由图知物体的加速度
263 1.5m /s 2v a t ∆-===∆
根据牛顿第二定律
4 1.56N F ma ==⨯=
B 错误；
C ．由图知，2s 末在x 方向上速度为6m/s ，在y 方向上初速度为8
m /s 4m /s 2
=匀速运动，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为
2264213m /s v =+=
故C 错误；
D ．由图知，在x 方向上做初速度为3m/s ，在y 方向上初速度为4m/s 的匀速运动，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为
22345m /s v =+=
故D 正确。

故选D 。

13．C
解析：C 【解析】 【详解】
ABC ．将A 沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动，如图所示：
人拉绳子的速度等于A 沿绳子方向的分速度，则
0cos A v v θ=，
解得A 物体实际运动的速度
cos A v v θ
=
， 故AB 两项错误，C 项正确． D ．A 物体实际运动的速度
A v v cos θ
=
， θ增大，A 物体速度增大，即A 物体向上做加速运动，处于超重状态．故D 项错误。

故选C 。

【点睛】
绳连接、杆连接的物体沿绳（杆）方向的速度分量相等．
14．D
解析：D
【解析】A ：A 、B 为啮合传动的两齿轮，则A 、B 两轮边缘上两点的线速度相等；据
，R A ＝2R B ，则A 、B 两轮边缘上两点的角速度之比。

故A 项错误。

B ：A 、B 为啮合传动的两齿轮，则A 、B 两轮边缘上两点的线速度相等；据，R A
＝2R B ，则A 、B 两轮边缘上两点的周期之比为2∶1。

故B 项错误。

C ：A 、B 为啮合传动的两齿轮，则A 、B 两轮边缘上两点的线速度相等；据
，R A ＝2R B ，则A 、B 两轮边缘上两点的转速之比为1∶2。

故C 项错误。

D ：A 、B 为啮合传动的两齿轮，则A 、B 两轮边缘上两点的线速度相等；据，R A ＝
2R B ，则A 、B 两轮边缘上两点的向心加速度之比为1∶2。

故D 项正确。

点睛：同轴传动：被动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。

皮带传动：两转轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。

15．C
解析：C 【解析】 【详解】 A 、B 、根据212
h gt =
，得2h t g =b 、c 下落的高度相同，大于a 的高度，可知a 的飞行
时间比b 的短，b 、c 的运动时间相同，故A 、B 错误；
C 、b 、c 的运动时间相同，b 的水平位移大于c 的水平位移，根据x =v 0t 知，b 的初速度大于c 的初速度；故C 正确.
D 、a 、b 相比较，因为a 的飞行时间短，但是水平位移大，根据x =v 0t 知，a 的水平初速度大于b 的水平初速度；故D 错误. 故选C.
16．A
解析：A 【解析】 【详解】
选河岸为参考系，船运动的速度
160
m/s 3m/s 20
=
=v
旗子相对于船竖直向上的速度为21m/s v =，故旗子相对于船的速度为
v
故A 正确，BCD 错误； 故选A 。

17．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．小球从斜面做平抛运动又落回到斜面上，位移在水平方向的夹角等于斜面的倾斜角，有：
tan 2y gt
x v θ=
= 解得：
02tan v t g
θ
=
故A 错误；
B ．根据速度夹角α和位移夹角θ的关系式：
tan 2tan αθ=
结合数学知识有：
cos α=
所以小球落到斜面上时的速度大小
cos v v α=
=故B 错误；
C ．根据速度夹角α和位移夹角θ的关系式：
tan 2tan αθ=
小球落到斜面上时速度方向和初速度无关，方向始终不变，故C 错误； D ．小球落到斜面上时的速度大小
v =
即小球落到斜面上时的速度大小和初速度成正比，所以若小球以02v 水平飞出，假设小球仍能落回到斜面上，则小球落到斜面上的速度大小是以0v 飞出时落回到斜面上的2倍，故D 正确； 故选D 。

18．A
解析：A
【解析】 【详解】
如图所示，设小船航行时在静水中速度为2v ，当2v 垂直AB 时速度最小，由三角函数关系可知
21sin v v θ=
故A 正确，BCD 错误； 故选A 。

19．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
由从M 点到N 点速度逐渐减小，速度和所受合外力的方向之间的夹角大于90︒，当它通过P 点时，其速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A 正确， BCD 错误； 故选A ．
20．B
解析：B 【解析】 【详解】
车对桥顶的压力为车重的3/4时；2
34v mg mg m
R -= 解得：40m R =车在桥顶对桥面没有压力时：2
1v mg m R
= 解得：120m/s v = 故B 正确；ACD 错误；故选B 21．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
三球在竖直方向上上升的最大高度相同，根据22y
v h g
=知，三球抛出时初速度在竖直方向上
分量相等，根据y v t g
=
，结合对称性知，物体在空中运动的时间相等，因为小球1的水平
位移最大，时间相等，可知小球1的水平分速度最大，根据平行四边形定则知，沿路径1抛出的物体落地速率最大。

故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

22．B
解析：B 【解析】 【详解】
AB 、设小球在最高点时，重力刚好能提供向心力时，小球的速度为v ，根据牛顿第二定律
有2
v mg m L =，解得/s v =，由于12m /s v v =<，所以杆在最高点对小球产生支持
力，方向向上，设大小为N ，由牛顿第二定律有2
1mg N m v L
-=，代入数据可得N =4N ，B
正确A 错误；
CD 、设小球运动到最低点的速度为2v ，由动能定理有22
2111222
mg L mv mv ⋅=
-，设杆对小球的拉力为F ，根据牛顿第二定律有：2
2
F mg m v L
-=，联立可得F =116N ，CD 错误．
【点睛】
当物体与杆连接在竖直平面内做圆周运动时，杆可以产生拉力与可以产生支持力，所以物体能否做完整的圆周运动的临界速度与杆出现支持力还是拉力的临界速度是不一样的，这也是本题的关键。

23．D
解析：D
【解析】在坡顶， 2N v mg F m r -=，解得2
N v F mg m mg r -＝＜，
在坡谷， 2N v F mg m r -=，解得2
N v F mg m mg r
+＝＞，
可知r 越小， N F 越大，可知D 点压力最大，则D 点最容易爆胎，故ABC 错误，D 正确。

点睛：本题考查运用物理知识分析处理实际问题的能力，知道最高点和最低点向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。

24．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
小球受重力和支持力两个力的作用，靠两个力的合力提供向心力，向心力找不到施力物体，是做圆周运动所需要的力，靠其它力提供．故A 正确，BCD 错误． 故选A ．
25．D
解析：D
【解析】
【分析】
小球运动到H点时，受合外力不为零，则加速度不为零；小球运动到E点时的速度和F点
时的速度大小不相等，根据
2
v
a
R
=可知向心加速度关系；根据动能定理牛顿第二定律判断
小球运动到E点和F点时的切向加速度关系.
【详解】
小球运动到H点时，受合外力不为零，则加速度不为零，选项A错误；小球运动到E点时
的速度和F点时的速度大小不相等，根据
2
v
a
R
=可知，向心加速度不相等，选项B错
误；设EF两点所在的曲面的切面的倾角均为θ，则在F点的切向加速度：a F=gsinθ；在E点的切向加速度：a E=gsinθ-μgcosθ；即小球运动到E点时的切向加速度比F点时的小，选项D正确，C错误；故选D.。