高考物理力学知识点之曲线运动知识点(2)

高考物理力学知识点之曲线运动知识点(2)
一、选择题
1．如图所示，沿竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B，细绳与竖直杆间的夹角为θ，则以下说法正确的是（）
A．物体B向右做匀速运动
B．物体B向右做加速运动
C．物体B向右做减速运动
D．物体B向右做匀加速运动
2．一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出，第一只球落在自己一方场地的B 点，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点，第二只球直接擦网而过，也落在A 点，如图。

设球与地面的碰撞后，速度大小不变，速度方向与水平地面夹角相等，其运动过程中阻力不计，则第一只球与第二只球飞过网C处时水平速度大小之比为
A．1:1B．1:3C．3:1D．1:9
3．如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起运动，对小物块进行受力分析，下列说法正确的是( )
A．受重力和支持力
B．受重力、支持力、摩擦力
C．受重力、支持力、向心力
D．受重力、支持力、摩擦力、向心力
4．如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。

棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为v0，此时离平台的高度为h。

棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g。

则此跳跃过程（）
A ．所用时间2h t g =
B ．水平位移大小022h x v g
= C ．初速度的竖直分量大小为2gh D ．初速度大小为20v gh +
5．一条小河宽100m ，水流速度为8m/s ，一艘快艇在静水中的速度为6m/s ，用该快艇将人员送往对岸．关于该快艇的说法中正确的是（ ）
A ．渡河的最短时间为10s
B ．渡河时间随河水流速加大而增长
C ．以最短位移渡河，位移大小为100m
D ．以最短时间渡河，沿水流方向位移大小为400m 3
6．演示向心力的仪器如图所示。

转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。

皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。

小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。

现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球所受向心力大小与角速度的关系，下列做法正确的是（ ）
3
A ．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验
B ．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验
C ．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验
D ．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验
7．某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台的边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球。

如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中箭头指向表示投篮方向）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，人在岸上用轻绳拉船，若要使船匀速行进，则人拉的绳端将做（）
A．减速运动
B．匀加速运动
C．变加速运动
D．匀速运动
9．如图所示，一个内侧光滑、半径为R的四分之三圆弧竖直固定放置，A为最高点，一小球（可视为质点）与A点水平等高，当小球以某一初速度竖直向下抛出，刚好从B点内侧进入圆弧并恰好能过A点。

重力加速度为g，空气阻力不计，则（）
A．小球刚进入圆弧时，不受弹力作用
B．小球竖直向下抛出的初速度大小为gR
C．小球在最低点所受弹力的大小等于重力的5倍
D．小球不会飞出圆弧外
10．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
11．在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
12．光滑水平面上，小球m的拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是（）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变大，小球将可能沿半径朝圆心运动
D．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做近心运动
13．如图所示，B和C 是一组塔轮，固定在同一转动轴上，其半径之比为R B∶R C＝3∶2，A轮的半径与C轮相同，且A轮与B轮紧靠在一起，当A 轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦的作用，B 轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c 分别为三轮边缘上的三个点，则a、b、c 三点在运动过程中的（）
A．线速度大小之比为 3∶2∶2
B．角速度之比为 3∶3∶2
C．向心加速度大小之比为 9∶6∶4
D．转速之比为 2∶3∶2
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
15．一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
16．如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是( )
A．D点的速率比C点的速率大
B．A点的加速度与速度的夹角小于90°
C．A点的加速度比D点的加速度大
D．从A到D速度先增大后减小
17．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/
18．两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和(b 可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴'OO 的距离为L ，b 与转轴的距离为2L ，a 、b 之间用长为L 的强度足够大的轻绳相连，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g ．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )
A ．a 比b 先达到最大静摩擦力
B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等
C ．2kg L ω=是b 开始滑动的临界角速度
D ．当23kg L
ω=时，a 所受摩擦力的大小为53kmg 19．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
20．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 ．
21．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动．如图所示，某人从高出水平地面h 的坡上水平击出一个质量为m 的高尔夫球，由于恒定的水平风力作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L 的A 穴，则（ ）
A ．球被击出后做平抛运动
B 2h g
C ．球被击出后受到的水平风力大小为mgL h
D ．球被击出时的初速度大小为L 2g h
22．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
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
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一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
将A 的实际运动按其运动效果分解，如图所示，使绳伸长的速度1
v 即为物体B 向前运动的速度，则根据三角函数的关系可以知道：1cos v v θ=，随着θ角的减小可知cos θ增大，即1
v 增大，则物体B 做加速运动。

选选B 。

2．B
解析：B
【解析】
【详解】
由平抛运动的规律可知，两球分别被击出至各自第一次落地的时间是相等的。

由于球与地面的碰撞是完全弹性碰撞，设第二球自击出到落到A 点时间为t ，第一球自击出到落到A 点的时间为3t ；由于一、二两球在水平方向均为匀速运动，水平位移x 大小相等，设它们
从O 点出发时的初速度分别为v 1、v 2，由x=v 0t 得：v 2=3v 1；所以有121 3
v v ＝，所以两只球飞过球网C 处时水平速度之比为1：3，故B 正确，ACD 错误。

3．B
解析：B
【解析】
【详解】
小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示
重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．
A.A 项与上述分析结论不相符，故A 错误；
B. B 项与上述分析结论相符，故B 正确；
C.C 项与上述分析结论不相符，故C 错误；
D.D 项与上述分析结论不相符，故D 错误；
4．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．竖直方向由
212h gt =
可得2h t g
=2倍，故A 错误； B ．水平位移
00222h v t x v g
== 故B 正确；
C ．初速度的竖直分量大小为 2y v gt gh ==
故C 错误；
D ．根据速度的合成得，初速度大小为
20 2v v gh +故D 错误。

故选B 。

5．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．小船要过河时间最短，船头方向需垂直河岸方向
10050
s=s
63
t=
A错误；
B．以最短时间渡河时，船头方向需垂直河岸方向，与水流的方向垂直，不论河水速度如何变化，都不会影响渡河时间，B错误；
C．当合速度的方向与快艇在静水中的速度方向垂直时，渡河位移最短，设船头与上游所
成的夹角为θ，则有
63
cos
84
θ==渡河的最短航程
min
400
m
cos3
d
x
θ
==
C错误；
D．以最短时间渡河时，那么沿水流方向位移大小为
50400
8m=m
33
⨯
D正确。

故选Ｄ。

6．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
本题采用控制变量法，为探究小球所受向心力大小与角速度的关系，应使两个小球质量相同，运动轨道半径相同，只有角速度不同，比较向心力大小关系，因此A正确，BCD错误。

故选A。

7．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示，由于篮球和群众演员随大平台一起旋转，所以篮球抛出前有沿1v方向的初速度，要想篮球抛出后能沿虚线进入篮筐，则必须沿2v方向投出，
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

8．A
解析：A 【解析】 【详解】
由题意可知，人匀速拉船，根据运动的分解与合成，则有速度的分解，如图所示：
v 1是人拉船的速度，v 2是船行驶的速度，设绳子与水平夹角为θ，则有：v 1=v 2cos θ,随着θ增大，由于v 2不变，所以v 1减小，且非均匀减小;故A 正确，B,C,D 错误.故选A.
9．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．小球刚进入圆弧时，速度不为零，则向心力不为零，此时弹力提供向心力，弹力不为零，故A 错误；
B ．恰好能过A 点说明在A 点的速度为
v gR =gR B 正确； C ．由抛出到最低点，由动能定理
22111
222
mgR mv mv =-
在最低点，根据牛顿第二定律
2
1v F mg m R
-=
解得小球在最低点所受弹力的大小
6F mg =
故C 错误；
D ．小球从A 点飞出做平抛运动，当竖直方向的位移为R 时，根据
212
R gt =
x vt =
解得此时的水平位移
x R =>
小球会飞出圆弧外，故D 错误。

故选B 。

10．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．
11．B
解析：B 【解析】 【详解】
A ．由于物体只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，选项A 错误；
B ．设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则00
tan y v v v gt
θ==，随着时间t 变大，tan θ变小，θ变小，故选项B 正确； C ．根据加速度定义式v
a g t
∆==∆，则Δv=gΔt ，即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等，故选项C 错误；
D ．根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即W G =mgh ，对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，故选项D 错误。

【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，结合加速度公式和动能定理公式灵活求解即可。

【考点】
平抛运动、动能定理
12．D
解析：D 【解析】
【分析】
【详解】
A．若拉力突然消失，小球将做匀速直线运动，则小球将沿轨迹Pa做离心运动．故A项错误．
B．若拉力突然变小，小球不可能沿轨迹Pa做离心运动；小球可能沿轨迹Pb做离心运动．故B项错误．
CD．若拉力突然变大，小球将做近心运动，可能沿轨迹Pc做近心运动，不可能沿半径朝圆心运动．故C项错误，D项正确。

13．C
解析：C
【解析】
【详解】
轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：v a：v b=1：1；根据公式v=rω，有：ωa：ωb=3：2；根据ω=2πn，有：n a：n b=3：2；根据a=vω，有：a a：a b=3：2；轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1；根据公式v=rω，有：v b：v c=3：2；根据
ω=2πn，有：n b：n c=1：1；根据a=vω，有：a b：a c=3：2；综合得到：v a：v b：v c=3：3：2；ωa：ωb：ωc=3：2：2；n a：n b：n c=3：2：2；a a：a b：a c=9：6：4，故ABD错误，C正确。

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．D
解析：D
【解析】
【分析】
汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题． 【详解】
汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A 错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据
牛顿第二定律可得2
v f m r
=，解得/v s =
===，所以汽车转弯的速度为20m/s 时，所需的向心力小于1.4×
104N ，汽车不会发生侧滑，BC 错误；汽车能安全转弯的向心加速度22560
7/80
v a m s r ===，即汽车能安全转弯的向心加速
度不超过7.0m/s 2，D 正确． 【点睛】
本题也可以求解出以20m/s 的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．
16．A
解析：A 【解析】 【详解】
A ．由题意，质点运动到
B 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B 点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由
C 到
D 过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D 点的速度比C 点速度大，故A 正确；
B ．物体在A 点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A 点的加速度与速度的夹角大于90°．故B 正确；
C ．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，则A 点的加速度等于
D 点的加速度，故C 错误；
D ．由A 的分析可知，质点由A 到D 过程中，加速度的方向向下，速度的方向从斜向右上方变为斜向右下方，从A 到D 速度先减小后增大．故D 错误．
17．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。

18．D
解析：D 【解析】 【详解】
A 、
B 两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2
r ，m 、ω相等，f∝r，所以b 所受的静摩擦力大于a 的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b 的静摩擦力先达到最大值，所以b 一定比a 先
开始滑动，故AB 错误；当a 刚要滑动时，有kmg=mω2∙l ，解得：ω=C 错误；
以a 为研究对象，当ω=2
l ，可解得：f=23kmg ，故
D 正确．故选D. 【点睛】
本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答.
19．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 。

20．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 ．
21．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．小球击出后，受重力和风力作用，不是平抛运动，故A 错误；
B ．小球在竖直方向上做自由落体运动，根据2
12
h gt =
得，可得
t =
，故B 错误； CD ．球竖直进A 穴可知水平方向做匀减速直线运动，有
2
v L t =
解得水平初速度为
02L v t ==
而水平加速度大小为
0v Lg
a t
h =
== 根据牛顿第二定律得，风力为
mgL
F ma h
==
故C 正确，D 错误。

故选C 。

22．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 。

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 =gsin θ；在E 点的切向加速度：a E =gsin θ-μgcos θ；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.。