曲线运动练习题习题及答案
高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析
高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.一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.2.如图所示,水平实验台A 端固定,B 端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端 有一可视为质点,质量为2kg 的滑块紧靠弹簧(未与弹黄连接),弹簧压缩量不同时, 将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4的粗糙水平地面相切D 点,AB 段最长时,BC 两点水平距离x BC =0.9m,实验平台距地面髙度h=0.53m ,圆弧半径R=0.4m ,θ=37°,已知 sin37° =0.6, cos37° =0.8.完成下列问題:(1)轨道末端AB 段不缩短,压缩弹黄后将滑块弹出,滑块经过点速度v B =3m/s ,求落到C 点时速度与水平方向夹角;(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE 上继续滑行2m,求滑块在圆弧轨道上对D 点的压力大小:(3)通过调整弹簧压缩量,并将AB 段缩短,滑块弹出后恰好无碰撞从C 点进入圆弧 轨道,求滑块从平台飞出的初速度以及AB 段缩短的距离. 【答案】(1)45°(2)100N (3)4m/s 、0.3m 【解析】(1)根据题意C 点到地面高度0cos370.08C h R R m =-=从B 点飞出后,滑块做平抛运动,根据平抛运动规律:212C h h gt -= 化简则0.3t s =根据 BC B x v t = 可知3/B v m s =飞到C 点时竖直方向的速度3/y v gt m s == 因此tan 1y Bv v θ==即落到圆弧C 点时,滑块速度与水平方向夹角为45° (2)滑块在DE 阶段做匀减速直线运动,加速度大小fa g mμ== 根据222E D DE v v ax -=联立两式则4/D v m s =在圆弧轨道最低处2DN v F mg m R-= 则100N F N = ,即对轨道压力为100N .(3)滑块弹出恰好无碰撞从C 点进入圆弧轨道,说明滑块落到C 点时的速度方向正好沿着轨迹该出的切线,即0tan yv v α''= 由于高度没变,所以3/y y v v m s '== ,037α=因此04/v m s '= 对应的水平位移为01.2AC x v t m ='= 所以缩短的AB 段应该是0.3AB AC BC x x x m ∆=-=【点睛】滑块经历了弹簧为变力的变加速运动、匀减速直线运动、平抛运动、变速圆周运动,匀减速直线运动;涉及恒力作用的直线运动可选择牛顿第二定律和运动学公式;而变力作用做曲线运动优先选择动能定理,对匀变速曲线运动还可用运动的分解利用分运动结合等时性研究.3.如图所示,光滑的水平平台上放有一质量M =2kg ,厚度d =0.2m 的木板,木板的左端放有一质量m =1kg 的滑块(视为质点),现给滑块以水平向右、的初速度,木板在滑块的带动下向右运动,木板滑到平台边缘时平台边缘的固定挡板发生弹性碰撞,当木板与挡板发生第二次碰撞时,滑块恰好滑到木板的右端,然后水平飞出,落到水平地面上的A点,已知木板的长度l=10m,A点到平台边缘的水平距离s=1.6m,平台距水平地面的高度h=3m,重力加速度,不计空气阻力和碰撞时间,求:(1)滑块飞离木板时的速度大小;(2)第一次与挡板碰撞时,木板的速度大小;(结果保留两位有效数字)(3)开始时木板右端到平台边缘的距离;(结果保留两位有效数字)【答案】(1) (2)v=0.67m/s (3)x=0.29m【解析】【分析】【详解】(1)滑块飞离木板后做平抛运动,则有:解得(2)木板第一次与挡板碰撞后,速度方向反向,速度大小不变,先向左做匀减速运动,再向右做匀加速运动,与挡板发生第二次碰撞,由匀变速直线运动的规律可知木板两次与挡板碰撞前瞬间速度相等.设木板第一次与挡板碰撞前瞬间,滑块的速度大小为,木板的速度大小为v由动量守恒定律有:,木板第一与挡板碰后:解得:v=0.67m/s(3)由匀变速直线运动的规律:,,由牛顿第二定律:解得:x=0.29m.【点睛】对于滑块在木板上滑动的类型,常常根据动量守恒定律和能量守恒定律结合进行研究.也可以根据牛顿第二定律和位移公式结合求出运动时间,再求木板的位移.4.如图所示,ABCD是一个地面和轨道均光滑的过山车轨道模型,现对静止在A处的滑块施加一个水平向右的推力F,使它从A点开始做匀加速直线运动,当它水平滑行2.5 m时到达B点,此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道,并恰好通过最高点C,当滑块滑过水平BD部分后,又滑上静止在D处,且与ABD等高的长木板上,已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg,滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、,它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力,取g=10 m/s2,求:(1)水平推力F的大小;(2)滑块到达D点的速度大小;(3)木板至少为多长时,滑块才能不从木板上掉下来?在该情况下,木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少?【答案】(1)1N(2)(3)t=1 s ;【解析】【分析】【详解】(1)由于滑块恰好过C点,则有:m1g=m1从A到C由动能定理得:Fx-m1g·2R=m1v C2-0代入数据联立解得:F=1 N(2)从A到D由动能定理得:Fx=m1v D2代入数据解得:v D=5 m/s(3)滑块滑到木板上时,对滑块:μ1m1g=m1a1,解得:a1=μ1g=3 m/s2对木板有:μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2,代入数据解得:a2=2 m/s2滑块恰好不从木板上滑下,此时滑块滑到木板的右端时恰好与木板速度相同,有:v共=v D-a1tv共=a2t,代入数据解得:t =1 s此时滑块的位移为:x 1=v D t -a 1t 2,木板的位移为:x 2=a 2t 2,L =x 1-x 2,代入数据解得:L =2.5 m v 共=2 m/s x 2=1 m达到共同速度后木板又滑行x ′,则有:v 共2=2μ2gx ′,代入数据解得:x ′=1.5 m木板在水平地面上最终滑行的总位移为:x 木=x 2+x ′=2.5 m点睛:本题考查了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用,解决本题的关键理清滑块和木板在整个过程中的运动规律,选择合适的规律进行求解.5.地面上有一个半径为R 的圆形跑道,高为h 的平台边缘上的P 点在地面上P′点的正上方,P′与跑道圆心O 的距离为L (L >R ),如图所示,跑道上停有一辆小车,现从P 点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计).问:(1)当小车分别位于A 点和B 点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大? (2)要使沙袋落在跑道上,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内?(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A 点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B 处落入小车中,小车的速率v 应满足什么条件?【答案】(1)()2A gv L R h =-22()2B g L R v h+=(2)0((L R v L R -≤≤+(3)1(41)0,1,2,3...)2v n n π=+= 【解析】 【分析】 【详解】(1)沙袋从P 点被抛出后做平抛运动,设它的落地时间为t ,则h=12gt 2解得t =(1) 当小车位于A 点时,有x A =v A t=L-R (2)解(1)(2)得v A =(L-R当小车位于B 点时,有B B x v t ==3)解(1)(3)得Bv (2)若小车在跑道上运动,要使沙袋落入小车,最小的抛出速度为v 0min =v A =(L-R 4) 若当小车经过C 点时沙袋刚好落入,抛出时的初速度最大,有x c =v 0max t="L+R" (5)解(1)(5)得 v 0max =(L+R所以沙袋被抛出时的初速度范围为(L-R ≤v 0≤(L+R (3)要使沙袋能在B 处落入小车中,小车运动的时间应与沙袋下落时间相同 t AB =(n+14)2Rv π(n=0,1,2,3…)(6)所以t AB解得v=12(4n+1)n=0,1,2,3…). 【点睛】本题是对平抛运动规律的考查,在分析第三问的时候,要考虑到小车运动的周期性,小车并一定是经过14圆周,也可以是经过了多个圆周之后再经过14圆周后恰好到达B 点,这是同学在解题时经常忽略而出错的地方.6.如图所示,粗糙水平地面与半径 1.6m R =的光滑半圆轨道BCD 在B 点平滑连接, O 点是半圆轨道BCD 的圆心, B O D 、、三点在同一竖直线上,质量2kg m =的小物块(可视为质点)静止在水平地面上的A 点.某时刻用一压缩弹簧(未画出)将小物块沿AB 方向水平弹出,小物块经过B 点时速度大小为10m/s (不计空气阻力).已知10m AB x =,小物块与水平地面间的动摩擦因数=0.2μ,重力加速度大小210m/s g =.求:(1)压缩弹簧的弹性势能;(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小; (3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与B 点之间的距离. 【答案】(1)140J (2)25N (3)4.8m 【解析】(1)设压缩弹簧的弹性势能为P E ,从A 到B 根据能量守恒,有212P B AB E mv mgx μ=+ 代入数据得140J P E =(2)从B 到D ,根据机械能守恒定律有2211222B D mv mv mg R =+⋅ 在D 点,根据牛顿运动定律有2Dv F mg m R+=代入数据解得25N F =由牛顿第三定律知,小物块对轨道作用力大小为25N (3)由D 点到落地点物块做平抛运动竖直方向有2122R gt = 落地点与B 点之间的距离为D x v t = 代入数据解得 4.8m x =点睛:本题是动能定理、牛顿第二定律和圆周运动以及平抛运动规律的综合应用,关键是确定运动过程,分析运动规律,选择合适的物理规律列方程求解.7.如图所示,表面光滑的长方体平台固定于水平地面上,以平台外侧的一边为x 轴,在平台表面建有平面直角坐标系xoy ,其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
曲线运动练习题(含答案)
曲线运动复习测试题1、(多选)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、如图所示,两个相对斜面的倾角分别为37°和53°,在斜面顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上。
若不计空气阻力,则A 、B 两个小球的运动时间之比为( )A.1:1B.4:3C.16:9D.9:165、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 。
6、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。
(4)判断物体运动的性质。
(5)4s末物体的速度和位移。
7、如图在倾角为θ的斜面顶端A处以速度V0水平抛出一小球,落在斜面上的某一点B处,设空气阻力不计,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?8、飞机在2km的高空以360km/h的速度沿水平航线匀速飞行,飞机在地面上观察者的正上方空投一包裹。
(g取10m/s2,不计空气阻力)⑴试比较飞行员和地面观察者所见的包裹的运动轨迹。
物理曲线运动练习题20篇及解析
物理曲线运动练习题20篇及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图,在竖直平面内,一半径为R 的光滑圆弧轨道ABC 和水平轨道PA 在A 点相切.BC 为圆弧轨道的直径.O 为圆心,OA 和OB 之间的夹角为α,sinα=35,一质量为m 的小球沿水平轨道向右运动,经A 点沿圆弧轨道通过C 点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零.重力加速度大小为g .求:(1)水平恒力的大小和小球到达C 点时速度的大小;(2)小球到达A 点时动量的大小;(3)小球从C 点落至水平轨道所用的时间.【答案】(15gR (223m gR (3355R g 【解析】试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点,意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力.解析(1)设水平恒力的大小为F 0,小球到达C 点时所受合力的大小为F .由力的合成法则有0tan F mg α=① 2220()F mg F =+② 设小球到达C 点时的速度大小为v ,由牛顿第二定律得2v F m R=③ 由①②③式和题给数据得034F mg =④ 5gR v = (2)设小球到达A 点的速度大小为1v ,作CD PA ⊥,交PA 于D 点,由几何关系得 sin DA R α=⑥(1cos CD R α=+)⑦由动能定理有22011122mg CD F DA mv mv -⋅-⋅=-⑧ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A 点的动量大小为1232m gR p mv ==⑨ (3)小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g .设小球在竖直方向的初速度为v ⊥,从C 点落至水平轨道上所用时间为t .由运动学公式有 212v t gt CD ⊥+=⑩ sin v v α⊥=由⑤⑦⑩式和题给数据得 355Rt g =点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型,此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合,经典创新.2.已知某半径与地球相等的星球的第一宇宙速度是地球的12倍.地球表面的重力加速度为g .在这个星球上用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O 上,小球绕悬点O 在竖直平面内做圆周运动.小球质量为m ,绳长为L ,悬点距地面高度为H .小球运动至最低点时,绳恰被拉断,小球着地时水平位移为S 求:(1)星球表面的重力加速度?(2)细线刚被拉断时,小球抛出的速度多大?(3)细线所能承受的最大拉力?【答案】(1)01=4g g 星 (2)0024g s v H L=-201[1]42()s T mg H L L =+- 【解析】【分析】【详解】(1)由万有引力等于向心力可知22Mm v G m R R = 2Mm G mg R= 可得2v g R= 则014g g 星=(2)由平抛运动的规律:212H L g t -=星 0s v t =解得0024g sv H L=- (3)由牛顿定律,在最低点时:2v T mg m L-星= 解得:201142()s T mg H L L ⎡⎤=+⎢⎥-⎣⎦【点睛】本题考查了万有引力定律、圆周运动和平抛运动的综合,联系三个问题的物理量是重力加速度g 0;知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.3.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。
《课后习题答案及解析》第五章 曲线运动
第五章 曲线运动第一节 曲线运动1.一个质点从平面直角坐标系的原点开始运动并开始计时。
它在t 1时刻到达x 1=2.0m 、y 1=1.5 m 的位置;在t 2时刻到达x 2=3.6cm 、y 2=4.8 m 的位置。
作草图表示质点在0~t 1和0~t 2如时间内发生的位移l 1和l 2,然后计算它们的大小及它们与x 轴的夹角θ1和θ2答:质点两次位移的草图如图所示,根据勾股定理和三角函数的定义可得:l 1 =2.5m, l 2=6.0m ; θ1=arctan(3/4) θ2=arctan(4/3)2.在许多情况下,跳伞员跳伞后最初一段时间降落伞并不张开,跳伞员做加速运动。
随后,降落伞张开,跳伞员做减速运动如图所示。
速度降至一定值后便不再降低,跳伞员以这一速度做匀速运动,直至落地。
无风时某跳伞员竖直下落,着地时速度是5m/s 。
现在有风,风使他以4m/s 的速度沿水平方向向东运动。
他将以多大速度着地?计算并画图说明。
答:根据题意,无风时跳伞员着地的速度为v 2,风的作用使他获得向东的速度v 1,落地速度v 为v 2、v 1的合速度,如图所示。
v 22221245/ 6.4/v v m s m s +=+=与竖直方向的夹角为θ,tan θ=0.8, θ=38.70。
3.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国运动员多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。
如图是一位跳水队员从高台做“反身翻腾二周半”动作时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v 入水。
整个运动过程中,在哪几个位置头部的速度方向与入水时v 的方向相同?在哪几个位置与v 的方向相反?在图中标出这些位置。
l 12.0 1.53.64.8 l 2 x /m Oy /m答:如图所示,在A 、C 位置头部的速度与入水时速度v 方向相同;在B 、D 位置头部的速度与入水时速度v 方向相反。
4.汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时2 min ,每行驶半周,速度方向改变多少度?汽车每行驶10 s ,速度方向改变多少度?先作一个圆表示汽车运动的轨迹,然后作出汽车在相隔10 s 的两个位置速度矢量的示意图。
高中物理 同步学典(1)曲线运动习题(含解析)新人教版必修第二册-新人教版高中第二册物理试题
同步学典〔1〕曲线运动1、关于曲线运动,如下说法正确的答案是( )A.做曲线运动的物体速度方向在时刻改变,故曲线运动是变速运动B.做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变C.只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动2、对于做曲线运动的物体,如下说法正确的答案是( )A.其运动的位移大小等于其路程B.其位移的大小有可能等于其路程C.其位移的大小一定小于其路程D.其位移的方向仍是由初位置指向末位置3、—物体在某段时间内做曲线运动,如此在这段时间内()A.速度一定不断改变,加速度也一定不断改变B.速度一定不断改变,加速度可以不变C.速度可以不变,加速度一定不断改变D.速度可以不变,加速度也可以不变4、如下列图,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时,突然使它所受力反向,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,如下说法中正确的答案是( )B运动A.物体不可能沿曲线aB运动B.物体不可能沿直线bB运动C.物体不可能沿曲线cD.物体不可能沿原曲线由B返回A5、在足球场上罚任意球时,运动员踢出的足球,在行进中绕过“人墙〞转弯进入了球门,守门员“望球莫与〞,轨迹如下列图。
关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向,如下说法中正确的答案是()A.合外力的方向与速度方向在一条直线上B.合外力的方向沿轨迹切线方向,速度方向指向轨迹内侧C.合外力方向指向轨迹内侧,速度方向沿轨迹切线方向D.合外力方向指向轨迹外侧,速度方向沿轨迹切线方向6、物体做曲线运动的条件为()A.物体运动的初速度不为零B.物体所受合外力为变力C.物体所受的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上7、在2016年的夏季奥运会上,我国跳水运动员获得多枚奖牌,为祖国赢得荣誉,高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中,假设此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点,关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,如下说法中正确的答案是( )A.经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下B.只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下C.只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下D.只有经过c点的速度方向可能竖直向下、、为曲线上的三8、如下列图的曲线为运动员拋出的铅球的运动轨迹(铅球视为质点),A B C点,ED为过B点的切线,关于铅球在B点的速度方向,如下说法正确的答案是( )A.沿AB的方向B.沿BC的方向C.沿BD的方向 D.沿BE的方向9、一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,如此其运动的轨迹可能是图中的哪一个( )A. B. C. D.10、某运动员在比赛中经过一水平帘道时沿N向M方向运动,速度逐渐增大,图中画出了他转弯时所受合力F的四种方向,正确的答案是( )A. B.C. D.11、如图,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进展救人或灭火作业.为了节省救援时间,人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退,从地面上看,如下说法中正确的答案是( )A.消防队员做匀加速直线运动B.消防队员做匀变速曲线运动C.消防队员做变加速曲线运动D.消防队员水平方向的速度保持不变答案以与解析1答案与解析:答案:A解析:做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,选项A正确;做曲线运动的物体,受到的合外力方向不一定不断改变,例如做平抛运动的物体合外力总是竖直向下,选项B错误;只要物体做匀速圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心,选项C错误;物体只要受到永远垂直于初速度方向的大小不变的力作用,就一定能做匀速圆周运动,选项D 错误;应当选A.2答案与解析:答案:CD解析:做曲线运动的物体的路程一定大于位移的大小,故AB错误,C正确;位移的方向始终是由初位置指向末位置,D正确。
高一物理【曲线运动】学习资料+习题(人教版)
高一物理【曲线运动】学习资料+习题(人教版)学习目标要求核心素养和关键能力1.知道什么是曲线运动,会判断曲线运动的速度方向。
2.理解物体做曲线运动的条件,会判断物体是做直线运动还是曲线运动。
3.理解物体做曲线运动的轨迹、合力与速度方向的关系。
1.科学思维:利用无限接近的思想理解切线的概念。
2.科学探究:通过实验和生活实际归纳出物体做曲线运动的条件。
3.关键能力:对物体做曲线运动条件的理解能力。
一曲线运动的速度方向1.切线:如图所示,当B点非常非常接近A点时,这条割线就叫作曲线在A点的切线。
2.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
3.运动性质:速度是矢量,既有大小,又有方向。
由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
二物体做曲线运动的条件1.物体如果不受力或合力为零,将静止或做匀速直线运动;物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,所以物体的加速度一定不为0,所受的合力一定不为0。
2.物体做曲线运动的条件:动力学角度: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;运动学角度:当物体的加速度方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
对曲线运动性质的理解如图所示,游乐场中的摩天轮在竖直面内转动。
当乘客到达最高点时,乘客的速度沿什么方向?当摩天轮匀速转动时,乘客的速度是否发生变化?为什么说曲线运动是一种变速运动?提示:沿水平方向;乘客做曲线运动,速度大小不变,速度方向不断变化;因速度方向时刻在变化,故曲线运动为变速运动。
1.曲线运动的速度(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向,就是质点从该时刻(或该位置)脱离曲线后自由运动的方向,也就是曲线上这一点的切线方向。
(2)速度是一个矢量,既有大小,又有方向,假如在运动过程中只有速度大小的变化,而物体的速度方向不变,则物体只能做直线运动,因此,若物体做曲线运动,表明物体的速度方向发生了变化。
高中物理曲线运动经典练习题全集(答案)
《曲线运动》超经典试题1、关于曲线运动,下列说法中正确的是(AC )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【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、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 )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】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为F1,方向与F1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)。
3、关于运动的合成,下列说法中正确的是(C )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【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。
4.有关曲线运动的习题
1.一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用,由静止 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________________ 匀变速曲线运动 。
1.1.4 曲线运动的习题
2.某一质点受到同一平面内的几个力同时作用而做匀速直线运
动,在运动过程中撤去某一个力,而其余力不变,则该质点
( A.一定做匀加速直线运动 B.一定做匀减速直线运动 C.其轨迹可能是抛物线 D.可能做变加速曲线运动 )
1.1.4 曲线运动的习题
2.某一质点受到同一平面内的几个力同时作用而做匀速直线运 动,在运动过程中撤去某一个力,而其余力不变,则该质点 ( C ) A.一定做匀加速直线运动
B.一定做匀减速直线运动
1.1.4 曲线运动的习题
6.如下图所示,物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B,这时突然
使它所受的力方向改变而大小不变(即由F变为-F),在此力作
用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是( A.物体不可能沿Ba运动 B.物体不可能沿直线Bb运动 C.物体不可能沿直线Bc运动 D.物体不可能沿原曲线由B返回A )
1.1.4 曲线运动的习题
第一章
抛体运动
1. 曲线运动
(4)曲线运动的习题
1.1.4 曲线运动的习题
1.一个质点受到两个互成锐角的力F1和F2的作用,由静止 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________________。
1.1.4 曲线运动的习题
C.其轨迹可能是抛物线 D.可能做变加速曲线运动
1.1.4 曲线运动的习题
3.下列说法正确的是(
)
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B.物体在变力作用下不可能做曲线运动 C.物体在恒力作用下可能做曲线运动 D.物体在变力作用下可能做直线运动
高一物理曲线运动练习题(含答案)
第五章 第一节 《曲线运动》练习题一 选择题1. 关于运动的合成的说法中,正确的是 ( )A .合运动的位移等于分运动位移的矢量和B .合运动的时间等于分运动的时间之和C .合运动的速度一定大于其中一个分运动的速度D .合运动的速度方向与合运动的位移方向相同A 此题考查分运动与合运动的关系,D 答案只在合运动为直线时才正确2. 物体在几个力的作用下处于平衡状态,若撤去其中某一个力而其余力的性质(大小、方向、作用点)不变,物体的运动情况可能是 ( )A .静止B .匀加速直线运动C .匀速直线运动D .匀速圆周运动B 其余各力的合力与撤去的力等大反向,仍为恒力。
3.某质点做曲线运动时 (AD )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.在某段时间里质点受到的合外力可能为零D.速度的方向与合外力的方向必不在同一直线上4 精彩的F 1赛事相信你不会陌生吧!车王舒马赫在2005年以8000万美元的年收入高居全世界所有运动员榜首。
在观众感觉精彩与刺激的同时,车手们却时刻处在紧张与危险之中。
这位车王在一个弯道上突然高速行驶的赛车后轮脱落,从而不得不遗憾地退出了比赛。
关于脱落的后轮的运动情况,以下说法正确的是( C )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5.一个质点在恒力F 作用下,在xOy 平面内从O 点运动到A 点的轨迹如图所示,且在A 点的速度方向与x 轴平行,则恒力F 的方向不可能( )A.沿x 轴正方向B.沿x 轴负方向C.沿y 轴正方向D.沿y 轴负方向ABC 质点到达A 点时,Vy=0,故沿y 轴负方向上一定有力。
6在光滑水平面上有一质量为2kg2N 力水平旋转90º,则关于物体运动情况的叙述正确的是(BC )A. 物体做速度大小不变的曲线运动B. 物体做加速度为在2m/s 2的匀变速曲线运动C. 物体做速度越来越大的曲线运动D. 物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大解析:物体原来所受外力为零,当将与速度反方向的2N 力水平旋转90º后其受力相当于如图所示,其中,是F x 、F y 的合力,即F=22N ,且大小、方向都不变,是恒力,那么物体的加速度为222==m F a m /s 2=2m /s 2恒定。
高中物理曲线运动的技巧及练习题及练习题(含答案)
高中物理曲线运动的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,倾角为45α=︒的粗糙平直导轨与半径为r 的光滑圆环轨道相切,切点为b ,整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为H =3r 的d 处无初速下滑进入圆环轨道,接着小滑块从最高点a 水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O 等高的c 点. 已知圆环最低点为e 点,重力加速度为g ,不计空气阻力. 求: (1)小滑块在a 点飞出的动能; ()小滑块在e 点对圆环轨道压力的大小;(3)小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. (计算结果可以保留根号)【答案】(1)12k E mgr =;(2)F ′=6mg ;(3)42μ-= 【解析】 【分析】 【详解】(1)小滑块从a 点飞出后做平拋运动: 2a r v t = 竖直方向:212r gt = 解得:a v gr =小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr == (2)设小滑块在e 点时速度为m v ,由机械能守恒定律得:2211222m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律:2m mv F mg r-= 由牛顿第三定律得:F ′=F 解得:F ′=6mg(3)bd 之间长度为L ,由几何关系得:()221L r =从d 到最低点e 过程中,由动能定理21cos2m mgH mg L mv μα-⋅= 解得4214μ-=2.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)202mv F(2)22022m 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:202m mv x F= (2)水平方向速度减小为零所需时间01xv t a = 总时间t =2t 1竖直方向上:22202212m gv y gt F== (3)小球运动到B 点速度最大v x =v 0 V y =gt222220max 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.3.如图所示,质量为4kg M =的平板车P 的上表面离地面高0.2m h =,质量为1kg m =的小物块Q (大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平地面上,一不可伸长的轻质细绳长为0.9m R =,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)。
高中物理曲线运动的技巧及练习题及练习题(含答案)含解析
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)。
高考物理一轮复习《曲线运动》练习题(含答案)
高考物理一轮复习《曲线运动》练习题(含答案)一、单选题1.在弯道上高速行驶的汽车,后轮突然脱离赛车,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2.“旋转纽扣”是一种传统游戏。
如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。
拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为()A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s23.如图所示,A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮筐,落入篮筐时的速度方向相同,下列判断正确的是()A.A比B先落入篮筐B.A、B运动的最大高度相同C.A在最高点的速度比B在最高点的速度小D.A、B上升到某一相同高度时的速度方向相同4.无人配送小车某次性能测试路径如图所示,半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点,与半径为4m的半圆弧CD相切于C点。
小车以最大速度从A点驶入路径,到适当位置调整速率运动到B点,然后保持速率不变依次经过BC和CD。
为保证安全,小车速率最大为4m/s。
在ABC段的加速度最大为21m/s。
小车2m/s,CD段的加速度最大为2视为质点,小车从A 到D 所需最短时间t 及在AB 段做匀速直线运动的最长距离l 为( )A .7π2s,8m 4t l ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭B .97πs,5m 42⎛⎫=+= ⎪⎝⎭t lC .576π26s, 5.5m 126⎛⎫=++= ⎪⎝⎭t lD .5(64)π26s, 5.5m 122⎡⎤+=++=⎢⎥⎣⎦t l 5.如图所示,某同学用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板,O 与A 在同一高度,小球的水平初速度分别是123v v v 、、,不计空气阻力。
(完整版)曲线运动运动的合成与分解练习题
曲线运动运动的合成与分解双基训练★1.画出图中沿曲线ABCDE 运动的物体在A 、B 、C 、D 、E 各点的速度方向.【1】答案:略★★2.关于曲线运动,下列说法中正确的是( ).【0.5】(A )物体作曲线运动时,它的速度可能保持不变(B )物体只有受到一个方向不断改变的力的作用,才可能作曲线运动(C )所有作曲线运动的物体,所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上(D )所有作曲线运动的物体,加速度方向与所受合外力方向始终一致答案:CD★★3,炮筒与水平方向成60°角,炮弹从炮口射出时的速度是800m /s .该速度在竖直方向的分速度为______m /s ,在水平方向的分速度是______m /s .【1】答案:693,400纵向应用★★4.如图所示,一个物体在O 点以初速度v 开始作曲线运动,已知物体只受到沿x 轴方向的恒力F 作用,则物体速度大小变化情况是()【0.5】(A )先减小后增大 (B )先增大后减小(C )不断增大 (D )不断减小答案:A★★★5.如图所示,两根细直硬杆a 、b 分别沿与各自垂直的方向以v 1、v 2的速率运动,并保持两杆始终垂直.此时两杆交点O 的运动速度大小v =______.【1】答案:2221v v +★★★6.降落伞在下落一定时间以后的运动是匀速的.设无风时某跳伞员着地的速度是5.0m /s .现有正东风,风速大小是4.0m /s ,跳伞员将以多大的速度着地?这个速度的方向怎样?【1.5】答案:s /m 41,与竖直方向偏西成arctan0.8横向拓展★★★★7.小船在静水中的航行速度为v 1,若小船在水流速度为v 2的小河中渡河,已知河的宽度为d ,求船到达对岸所需的最短时间和通过的最小位移.【4】答案:1m in v d t =.若12min 21min 21v d v s ,v v ;d s ,v v =<=≥若 ★★★★★8.如图所示,长为L 的轻细直杆一端可绕水平地面上的O 点在竖直平面内转动,另一端固定一质量为M 的小球,杆一直靠在正方体箱子的左上角边上,箱子的质量为m ,边长为L 41,杆与水平方向的夹角为θ.现将杆由θ=45°角的位置由静止释放,不计一切摩擦,当杆与水平方向的夹角θ=30.时,小球的运动速率v =______.【6】答案:mM MgL )12(+- ★★★★★9.如图所示,顶杆AB 可在竖直滑槽K 内滑动,其下端由凹轮M 推动,凸轮绕O 轴以匀角速度ω转动.在图示的瞬时,OA =r ,凸轮轮缘与A 接触,法线n 与OA 之间的夹角为α,试求此瞬时顶杆AB 的速度.(第十一届全国中学生物理竞赛预赛试题)【5】答案:ωrtan α★★★★★10.如图所示,两条位于同一竖直平面内的水平轨道相距为h ,轨道上有两个物体A 和B ,它们通过一根绕过定滑轮O 的不可伸长的轻绳相连接,物体A 在下面的轨道上以匀速率v 运动,在轨道间的绳子与过道成30°角的瞬间,绳子BO 段的中点处有一与绳子相对静止的小水滴P 与绳子分离,设绳子长BO 远大于滑轮直径,求:(1)小水滴P 脱离绳子时速度的大小和方向.(2)小水滴P 离开绳子落到下面轨道所需要的时间.(第十五届全国中学生物理竞赛复赛试题)【10】答案:(1)1213v (2)4gv 16gh v -+ 平抛运动双基训练★1.关于平抛运动,下列说法中正确的是( ).【0.5】(A )平抛运动是匀速运动(B )平抛运动是匀变速曲线运动(C )平抛运动不是匀变速运动(D )作平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的答案:B★2.作平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于( ).【0.5】(A )物体所受的重力和抛出点的高度 (B )物体所受的重力和初速度(C )物体的初速度和抛出点的高度 (D )物体所受的重力、高度和初速度答案:C纵向应用★★★3.高空匀速水平飞行的轰炸机,每隔2s 放下一颗炸弹.若不计空气阻力,下列说法中正确的是( ).【1】(A )这些炸弹落地前均在同一条竖直线上(B )空中两相邻炸弹间距离保持不变(C )这些炸弹落地时速度的大小及方向均相等(D )这些炸弹都落在水平地面的同一点答案:AC★★★4.物体以v 0的速度水平抛出,当其竖直分位移与水平分位移大小相等时,下列说法中正确的是( ).【1.5】(A )竖直分速度与水平分速度大小相等(B )瞬时速度的大小为0v 5(C )运动时间为g2v 0 (D )运动位移的大小为gv 2220 答案:BCD★★★5.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高h ,将甲、乙两球分别以大小为v 1和v 2的初速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( ).【1.5】(A )同时抛出,且v 1<v 2 (B )甲迟抛出,且v 1<v 2(C )甲早抛出,且v 1>v 2(D )甲早抛出,且v 1<v 2 答案:D横向拓展★★★6.如图所示,在离地高为h 、离竖直光滑墙的水平距离为s 1处有一小球以v 0的速度向墙水平抛出,与墙碰后落地,不考虑碰撞的时间及能量损失,则落地点到墙的距离s 2为多大?【4】答案:10s g2h v - ★★★★7.如图所示,从倾角为θ的斜坡顶端以初速度v 0水平抛出一小球,不计空气阻力,设斜坡足够长,则小球抛山后离开斜坡的最大距离H 是多少?【5】答案:θθ2gcos sin v 220 ★★★★8.甲从高H 处以速度v 1水平抛出小球A ,乙同时从地面以初速度v 2竖直上抛小球B ,在B 尚未到达最高点之前,两球在空中相遇,则( ).【2】(A )两球相遇时间1v H t = (B )抛出前两球的水平距离21v Hv s = (C )相遇时A 球速率2v gH v = (D )若gH v 2=,则两球相遇在2H 处 答案:BD★★★★9.如图所示,光滑斜面长为b ,宽为a ,倾角为θ,一物块沿斜面左上方顶点P 水平射出,恰从右下方顶点Q 离开斜面,问入射初速度v 0,应多大?【4】答案:2bgsin a θ ★★★★10.如图所示,一颗子弹从水平管中射出,立即由a 点射入一个圆筒,b 点和a 点同处于圆筒的一条直径上,已知圆筒半径为R ,且圆筒以速度v向下作匀速直线运动.设子弹穿过圆筒时对子弹的作用可忽略,且圆筒足够长,OO ′为圆筒轴线,问:(1)子弹射入速度为多大时,它由b 点上方穿出?(2)子弹射入速度为多大时,它由b 点下方穿出?【4.5】答案:(1)v gR v 0>(2)vgR v 0< ★★★★★11.如图所示,从离地面的高度为h 的固定点A ,将甲球以速度v 0抛出,抛射角为α,20πα<<,若在A 点前力‘适当的地方放一质量非常大的平板OG ,让甲球与平板作完全弹性碰撞,并使碰撞点与A 点等高,则当平板倾角θ为恰当值时)20(πθ<<,甲球恰好能回到A 点.另有一小球乙,在甲球自A 点抛出的同时,从A 点自由落下,与地面作完全弹性碰撞.试讨论v 0、α、θ应满足怎样的一些条件,才能使乙球与地面碰撞一次后与甲球同时回到A 点.(第十三届全国中学生物理竞赛预赛试题)【15】答案:A 球沿原路径返回:2gh v ),2gh v 1(arcsin ,200>=-=ααπθ;A 球沿另一路经返回:gh v 2gh ,4v gh arcsin ,400>>-==παπθ 匀速圆周运动双基训练★1.对于匀速圆周运动的物体,下列说法中错误的是( ).【0.5】(A )线速度不变 (B )角速度不变(C )周期不变 (D )转速不变答案:A★2.关于向心加速度的物理意义,下列说法中正确的是( ).【0.5】(A )它描述的是线速度方向变化的快慢(B )它描述的是线速度大小变化的快慢(C )它描述的是向心力变化的快慢(D )它描述的是角速度变化的快慢答案:A★★3.如图所示,甲、乙两球作匀速圆周运动,向心加速度随半径变化.由图像可以知道( ).【1】(A )甲球运动时,线速度大小保持不变(B )甲球运动时,角速度大小保持不变(C )乙球运动时,线速度大小保持不变(D )乙球运动时,角速度大小保持不变答案:AD★★4.如图所示,小物体A 与圆柱保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A 受力情况是受( ).【0.5】(A )重力、支持力(B )重力、向心力(C )重力、支持力和指向圆心的摩擦力(D )重力、支持力、向心力和摩擦力答案:C纵向应用★★★5.质量为m 的小球,用长为l 的线悬挂在O 点,在O 点正下方2l 处有一光滑的钉子O ′,把小球拉到与O ′在同一水平面的位置,摆线被钉子拦住,如图所示.将小球从静止释放.当球第一次通过最低点P 时,( ).【1】(A )小球速率突然减小(B )小球加速度突然减小(C )小球的向心加速度突然减小(D )摆线上的张力突然减小答案:BCD★★★6.一轻杆一端固定质量为m 的小球,以另一端O 为圆心,使小球在竖直平面内作半径为R 的圆周运动,如图所示,则().p .32【1】(A )小球过最高点时,杆所受弹力可以为零(B )小球过最高点时的最小速度是gR(C )小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反,此时重力一定大于杆对球的作用力(D )小球过最高点时,杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反答案:AC★★★7.质量为m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的最小速度是v ,则当小球以2v 的速度经过最高点时,对轨道压力的大小是( ).【1】(A )0 (B )mg (C )3mg (D )5mg答案:C★★★8.火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v ,则下列说法中正确的是( ).【1.5】①当火车以v 的速度通过此弯路时,火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力②当火车以v 的速度通过此弯路时,火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当火车速度大于v 时,轮缘挤压外轨④当火车速度小于v 时,轮缘挤压外轨(A )①③ (B )①④ (C )②③ (D )②④答案:A★★★9.如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内作匀速圆周运动,则它们的( ).【2】(A )运动周期相同 (B )运动线速度一样(C )运动角速度相同 (D )向心加速度相同答案:AC★★★10.如图所示,一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮的半径是小轮的2倍,大轮上的一点s 离转动轴的距离是半径的5,20,当大轮边缘上P 点的向心加速度是10m /s 2时,大轮上的S 点和小轮上的Q 点的向心加速度为a S =______m/s 2,a Q =______m /s 2【1.5】答案:5,20★★★11.如图所示,半径为r 的圆筒绕竖直中心轴OO ′转动,小物块A 靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的静摩擦因数为μ,现要使A 不下落,则圆筒转动的角速度ω至少应为______.【1】答案:μr g ★★★12.如图所示,在半径为R 的半圆形碗的光滑表面上,一质量为m 的小球以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动,该平面离碗底的距离h =______.【1.5】答案:2gR ω-★★★13.一个圆盘边缘系一根细绳,绳的下端拴着一个质量为m 的小球,圆盘的半径是r ,绳长为l ,圆盘匀速转动时小球随着一起转动,并且细绳与竖直方向成θ角,如图所示,则圆盘的转速是______.【1】答案:θθπlsin r gtan 21+ ★★★14.甲、乙两个质点都作匀速圆周运动,甲的质量是乙的2倍,甲的速率是乙的4倍,甲的圆周半径是乙的2倍,则甲的向心力是乙的______倍.【1】答案:16★★★15.如图所示,一圆环,其圆心为O ,若以它的直径AB 为轴作匀速转动,则:(1)圆环上P 、Q 两点的线速度大小之比是______.(2)若圆环的半径是20cm ,绕AB 轴转动的周期是0.01s ,环上Q 点的向心加速度大小是______m /s 2.【2】答案:(1)3(2)24000π★★★16.如图所示,质量为m 的小球用长为L 的细绳悬于光滑斜面上的O 点,小球在这个倾角为θ的斜面内作圆周运动,若小球在最高点和最低点的速率分别为v 1和v 2,则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?【2】答案:θθmgsin Lm v T ,mgsin L m v T 222211+=-= ★★★17.如图所示,长为l 的绳子下端连着质量为m 的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上.问:(1)当球以lg =ω作圆锥摆运动时,绳子张力T 为多 大?桌面受到压力N 为多大?(2)当球以l4g =ω作圆锥摆运动时,绳子张力及桌面受到压力各为多大?【5】 答案:(1)2mg N ,mg T ==(2)T =4mg ,N =0 横向拓展★★★★18.如图所示,M 、N 是两个共轴的圆筒,外筒半径为R ,内筒半径比R 小很多,可以忽略不计,筒的两端是封闭的,两筒之间抽成真空,两筒以相同的角速度ω绕其中心轴线(图中垂直于纸面)作匀速转动.设从M 筒内部可以通过平行于轴线的窄缝S ,不断地向外射出两种不同速率v 1和v 2的微粒.微粒从S 处射出时的初速度的方向沿筒的半径方向,微粒到达N 筒后就附着在N 筒上,如果R 、v 1和v 2都不变,而ω取某一合适的值,则( ).【2】(A )有可能使微粒落在N 筒上的位置都在a 处一条与S 缝平行的窄条上(B )有可能使微粒落在N 筒上的位置都在某处如b 处一条与S 缝平行的窄条上(C )有可能使微粒落在N 筒上的位置分别在某两处如b 和c 处与S 缝平行的窄条上(D )只要时间足够长,N 筒上将到处落有微粒答案:ABC★★★★19.如图所示,一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动,圆柱半径为R ,甲、乙两物体的质量分别为M 和m (M >m ),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍,两物体用长为L 的轻绳连在一起,L <R .若将甲物体放在转轴位置上,甲、乙连线正好沿半径方向拉直,要使两物体与圆盘不发生相对滑动,则圆盘旋转的角速度最大不得超过(两物体看作质点)( ).【3】(A )mL g)m M (-μ(B )ML g)m M (-μ(C )ML g)m M (+μ(D )mL g)m M (+μ答案:D★★★★20.如图所示,小球由细线AB 、AC 拉住静止,AB 保持水平,AC与竖直方向成α角,此时AC 对球的拉力为T 1.现将AB 线烧断,小球开始摆动,当小球返同原处时,AC 对小球拉力为T 2,则T 1与T 2之比为( ).【2】(A )1:1 (B )1:cos 2α (C )cos 2α:1 (D )sin 2α:cos 2α答案:B★★★★21.如图所示,质点P 以O 为圆心、r 为半径作匀速圆周运动,周期为了T ,当质点P 经过图中位置A 时,另一质量为m 、初速度为零的质点Q 受到沿OA 方向的拉力F 作用从静止开始在光滑水平面上作直线运动,为使P 、Q 在某时刻速度相同,拉力F 必须满足条件______.【3】答案:2T )43n (rm 2F +=π (n =0,1,2,3,···)★★★★22.劲度系数为k =103N /m 的轻弹簧长l =0.2m ,一端固定在光滑水平转台的转动轴上,另一端系一个质量为m =2kg 的物体.当转台匀速转动时,物体也随台一起转动,当转台以转速n =180r /min 转动时,弹簧伸长了______m .【2】答案:0.49★★★★23.质量为m 的小球用绳子系住在竖直平面内作圆周运动,则小球运动到最低点和最高点时绳子所受拉力大小之差为______.【2】答案:6mg★★★★24.如图所示,直径为d 的纸筒以角速度ω绕轴O 匀速转动,从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a 、b 两个弹孔,已知aO 和b0夹角为φ,则子弹的速度大小为______.【1.5】答案:ϕπω-d ★★★★25.如图所示,在水平转台的光滑水平横杆上穿有两个质量分别为2m 和m 的小球A 和B ,A 、B 间用劲度系数为k 的轻质弹簧连接,弹簧的自然长度为L ,当转台以角速度ω绕竖直轴匀速转动时,如果A 、B 仍能相对横杆静止而不碰左右两壁,求:(1)A 、B 两球分别离开中心转轴的距离.(2)若转台的直径也为L ,求角速度ω的取值范围.【4】答案:(1)2B A 2m 3k kL 2r r ω-==(2)2m3k 0<<ω ★★★★26.如图所示,在半径为R 的水平圆板中心轴正上方高为h 处,水平抛出一小球,圆板作匀速转动.当圆板半径OA 与初速度方向一致时开始抛出小球,要使球与圆板只碰一次,且落点为A ,则小球的初速度v 0应为多大?圆板转动的角速度为多大?【5】答案:h 2g n ,2h g R v 0πω== (n =0,1,2,3,···)★★★★27.如图所示,A 、B 两球的质量分别为m 1与m 2,用一劲度系数为k 的弹簧相连,一长为l 1的细线与A 球相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴OO ′上.当A 球与B 球均以角速度ω绕OO ′轴作匀速圆周运动时,弹簧长度为l 2.问:(1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?(2)将线突然烧断瞬间,两球加速度各多大?【5】 答案:(1)12121222122l m )l l (m T ,k)l l (m x ωωω++=+=(2))l l (a ,m )l l (m a 212B 12122A +=+=ωω ★★★★28.如图所示,一根轻质细杆的两端分别固定着A 、B 两只质量均为m 的小球,O 点是一光滑水平轴,已知AO =a ,BO =2a ,使细杆从水平位置由静止开始转动,当B 球转到O 点正下方时,它对细杆的拉力大小是多大?【4】答案:59mg ★★★★29.如图所示,细绳一端系着质量M =0.6kg 的物体,静止在水平平板上,另一端通过光滑小孔吊着质量m =0.3kg 的物体,M 的中点与圆孔距离为0.2m ,并知M 和水平面的最大静摩擦力为2N ,现使此平板绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围内,物体会与平板处于相对静止状态(g 取10m /s 2)?【3】答案:s /rad 3155s /rad 335≤≤ω ★★★★30.如图所示,有一只狐狸以不变的速度v 1沿着直线AB 逃跑,一猎犬以不变的速率v 2追击,其运动方向始终对准狐狸,某时刻狐狸在F 处,猎犬在D 处,FD ⊥AB ,且FD =L ,试求猎犬此时的加速度大小.【6】。
期末复习题--曲线运动 参考答案
期末复习题——【抛体运动圆周运动】1.关于平抛运动,下列说法错误的是AA.平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B.平抛运动的轨迹为抛物线,速度方向时刻变化,加速度方向也时刻变化C.做平抛运动的物体在Δt时间内速度变化量的方向可以是任意的D.做平抛运动的物体的初速度越大,在空中的运动时间越长2.火车车厢在水平轨道上以速度v向西作匀速直线运动,车上有人以相对于车厢为u的速度向东平抛出一个小球,已知v >u,站在地面上的人看到小球的运动轨迹应是(图中箭头表示列车运动方向)(D)3.如图所示,位于竖直平面内的一面墙上有A、B、C三个完全相同的窗户。
将一个小球斜向上抛出,小球在空中依次飞过A、B、C三个窗户,图中曲线为小球在空中运动的轨迹,轨迹所在的平面靠近竖直墙面,且与墙面平行。
不计空气阻力的影响,以下说法中正确的是DA.小球通过窗户A所用的时间最长B.小球通过窗户C的平均速度最大C.小球通过窗户A克服重力做的功最多D.小球通过窗户C克服重力做功的平均功率最小4.在一次投球游戏中,黄同学将球水平抛向放在地面的小桶中,结果球沿如图所示的弧线飞到小桶的前方.不计空气阻力,则下次再投时,可作出的调整为(BD )A.增大初速度,抛出点高度不变B.减小初速度,抛出点高度不变C.初速度大小不变,提高抛出点高度D.初速度大小不变,降低抛出点高度5.在“研究平抛运动”的实验中,已经用某种方法得到了一个物体做平抛运动轨迹中的一段,选取轨迹中的任意一点O为坐标原点,水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴。
在x轴作出等距离的几个点A1、A2、A3,设OA1=A1A2=A2A3=l;向下做垂线,垂线与抛体轨迹的交点记为M1、M2、M3;过M1、M2、M 3做水平线与y 轴的交点分别为B 1、B 2、B 3。
把O B 1的长度记为h 1,B 1B 2=h 2,B 2B 3=h 3。
整个实验过程忽略空气阻力的影响。
下列判断正确的是DA .h 1: h 2:h 3=1:4:9B .h 1: h 2:h 3=1:3:5C .平抛运动的初速度大小为12h g lD .平抛运动的初速度大小为12h h gl6.某质点做匀速圆周运动,关于该运动,下列说法中正确的是A A . 任何相等的时间内通过的路程相等 B . 任何时刻的速度大小和方向都相同 C . 任何时刻的加速度大小和方向都相同D . 任何相等的时间内发生的位移大小和方向都相同7.一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO′ 转动,如图所示。
高中物理《曲线运动》练习题(附答案解析)
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。
高考物理曲线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
高考物理曲线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.一质量M =0.8kg 的小物块,用长l =0.8m 的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态.一质量m =0.2kg 的粘性小球以速度v 0=10m/s 水平射向小物块,并与物块粘在一起,小球与小物块相互作用时间极短可以忽略.不计空气阻力,重力加速度g 取10m/s 2.求:(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和小物块共同速度的大小; (2)小球和小物块摆动过程中,细绳拉力的最大值; (3)小球和小物块摆动过程中所能达到的最大高度. 【答案】(1)=2.0/v m s 共 (2)F=15N (3)h=0.2m 【解析】(1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒.0)(mv M m v =+共得:=2.0/v m s 共(2)小球和物块将以v 共 开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F ,2()()v F M m g M m L-+=+共 得:15F N =(3)小球和物块将以v 共为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒,设它们所能达到的最大高度为h ,根据机械能守恒:21+)()2m M gh m M v =+共(解得:0.2h m =综上所述本题答案是: (1)=2.0/v m s 共 (2)F=15N (3)h=0.2m 点睛:(1)小球粘在物块上,动量守恒.由动量守恒,得小球和物块共同速度的大小. (2)对小球和物块合力提供向心力,可求得轻绳受到的拉力(3)小球和物块上摆机械能守恒.由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度.2.如图所示,带有14光滑圆弧的小车A 的半径为R ,静止在光滑水平面上.滑块C 置于木板B 的右端,A 、B 、C 的质量均为m ,A 、B 底面厚度相同.现B 、C 以相同的速度向右匀速运动,B 与A 碰后即粘连在一起,C 恰好能沿A 的圆弧轨道滑到与圆心等高处.则:(已知重力加速度为g ) (1)B 、C 一起匀速运动的速度为多少?(2)滑块C 返回到A 的底端时AB 整体和C 的速度为多少?【答案】(1)023v gR = (2)123gRv =,253gR v =【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题.(1)设B 、C 的初速度为v 0,AB 相碰过程中动量守恒,设碰后AB 总体速度u ,由02mv mu =,解得02v u =C 滑到最高点的过程: 023mv mu mu +='222011123222mv mu mu mgR +⋅=+'⋅ 解得023v gR =(2)C 从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有01222mv mu mv mv +=+22220121111222222mv mu mv mv +⋅=+⋅ 解得:123gRv =,253gR v =3.如图所示,光滑轨道CDEF 是一“过山车”的简化模型,最低点D 处入、出口不重合,E 点是半径为0.32R m =的竖直圆轨道的最高点,DF 部分水平,末端F 点与其右侧的水平传送带平滑连接,传送带以速率v=1m/s 逆时针匀速转动,水平部分长度L=1m .物块B 静止在水平面的最右端F 处.质量为1A m kg =的物块A 从轨道上某点由静止释放,恰好通过竖直圆轨道最高点E ,然后与B 发生碰撞并粘在一起.若B 的质量是A 的k 倍,A B 、与传送带的动摩擦因数都为0.2μ=,物块均可视为质点,物块A 与物块B 的碰撞时间极短,取210/g m s =.求:(1)当3k =时物块A B 、碰撞过程中产生的内能; (2)当k=3时物块A B 、在传送带上向右滑行的最远距离;(3)讨论k 在不同数值范围时,A B 、碰撞后传送带对它们所做的功W 的表达式.【答案】(1)6J (2)0.25m (3)①()21W k J =-+②()221521k k W k +-=+【解析】(1)设物块A 在E 的速度为0v ,由牛顿第二定律得:20A A v m g m R=①,设碰撞前A 的速度为1v .由机械能守恒定律得:220111222A A A m gR m v m v +=②, 联立并代入数据解得:14/v m s =③;设碰撞后A 、B 速度为2v ,且设向右为正方向,由动量守恒定律得()122A A m v m m v =+④;解得:21141/13A AB m v v m s m m ==⨯=++⑤;由能量转化与守恒定律可得:()22121122A AB Q m v m m v =-+⑥,代入数据解得Q=6J ⑦; (2)设物块AB 在传送带上向右滑行的最远距离为s ,由动能定理得:()()2212A B A B m m gs m m v μ-+=-+⑧,代入数据解得0.25s m =⑨; (3)由④式可知:214/1A A B m v v m s m m k==++⑩;(i )如果A 、B 能从传送带右侧离开,必须满足()()2212A B A B m m v m m gL μ+>+,解得:k <1,传送带对它们所做的功为:()()21J A B W m m gL k μ=-+=-+; (ii )(I )当2v v ≤时有:3k ≥,即AB 返回到传送带左端时速度仍为2v ; 由动能定理可知,这个过程传送带对AB 所做的功为:W=0J ,(II )当0k ≤<3时,AB 沿传送带向右减速到速度为零,再向左加速, 当速度与传送带速度相等时与传送带一起匀速运动到传送带的左侧. 在这个过程中传送带对AB 所做的功为()()2221122A B A B W m m v m m v =+-+, 解得()221521k k W k +-=+; 【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用,分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键,应用牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理即可解题;解题时注意讨论,否则会漏解.A 恰好通过最高点E ,由牛顿第二定律求出A 通过E 时的速度,由机械能守恒定律求出A 与B 碰撞前的速度,A 、B 碰撞过程系统动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律求出碰撞过程产生的内能,应用动能定理求出向右滑行的最大距离.根据A 、B 速度与传送带速度间的关系分析AB 的运动过程,根据运动过程应用动能定理求出传送带所做的功.4.如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD 光滑,内圆的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑.一质量m=0.2kg 的小球从轨道的最低点A 处以初速度v 0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径R=0.2m ,取g=10m/s 2.(1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动,初速度v 0至少为多少? (2)若v 0=3m/s ,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力F C =2N ,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?(3)若v 0=3.1m/s ,经过足够长的时间后,小球经过最低点A 时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?(保留三位有效数字) 【答案】(1)0v 10m/s (2)0.1J (3)6N ;0.56J 【解析】 【详解】(1)在最高点重力恰好充当向心力2Cmv mg R= 从到机械能守恒220112-22C mgR mv mv =解得010m/s v =(2)最高点'2-CC mv mg F R= 从A 到C 用动能定理'22011-2--22f C mgR W mv mv =得=0.1J f W(3)由0=3.1m/s<10m/s v 于,在上半圆周运动过程的某阶段,小球将对内圆轨道间有弹力,由于摩擦作用,机械能将减小.经足够长时间后,小球将仅在半圆轨道内做往复运动.设此时小球经过最低点的速度为A v ,受到的支持力为A F212A mgR mv =2-AA mv F mg R= 得=6N A F整个运动过程中小球减小的机械能201-2E mv mgR ∆=得=0.56J E ∆5.如图,AB 为倾角37θ=︒的光滑斜面轨道,BP 为竖直光滑圆弧轨道,圆心角为143︒、半径0.4m R =,两轨道相切于B 点,P 、O 两点在同一竖直线上,轻弹资一端固定在A 点另一自由端在斜面上C 点处,现有一质量0.2kg m =的小物块(可视为质点)在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D 点后(不栓接)静止释放,恰能沿轨道到达P 点,已知0.2m CD =、sin370.6︒=、cos370.8︒=,g 取210m/s .求:(1)物块经过P 点时的速度大小p v ;(2)若 1.0m BC =,弹簧在D 点时的弹性势能P E ; (3)为保证物块沿原轨道返回,BC 的长度至少多大. 【答案】(1)2m/s (2)32.8J (3)2.0m 【解析】 【详解】(1)物块恰好能到达最高点P ,由重力提供圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得:mg=m 2p v R解得:100.42m/s P v gR ==⨯=(2)物块从D 到P 的过程,由机械能守恒定律得:E p =mg (s DC +s CB )sin37°+mgR (1+cos37°)+12mv P 2. 代入数据解得:E p =32.8J(3)为保证物块沿原轨道返回,物块滑到与圆弧轨道圆心等高处时速度刚好为零,根据能量守恒定律得:E p =mg (s DC +s ′CB )sin37°+mgR (1+cos37°)解得:s ′CB =2.0m点睛:本题综合考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律的综合,关键是搞清物体运动的物理过程;知道圆周运动向心力的来源,即径向的合力提供向心力.6.如图所示,长为3l 的不可伸长的轻绳,穿过一长为l 的竖直轻质细管,两端分别拴着质量为m 、2m 的小球A 和小物块B ,开始时B 静止在细管正下方的水平地面上。
曲线运动复习题及答案
曲线运动阶段测试题命题人:林乐章一、选择题(每道题只有一个正确答案,多选或错选都不得分,每小题3分)1.物体在几个外力的作用下做匀速直线运动,如果撤掉其中的一个力,它不可能做()A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.曲线运动2.下列关于力和运动的说法中正确的是()A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.物体在变力作用下不可能做直线运动C.物体在变力作用下可能做曲线运动D.物体在受力方向与它的速度方向不在一条直线上时,有可能做直线运动3.关于运动的分解,下列说法中正确的是()A.初速度为v0的匀加速直线运动,可以分解为速度为v0的匀速直线运动和一个初速度为零的匀加速直线运动B.沿斜面向下的匀加速直线运动,不能分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动这两个分运动C.任何曲线运动都不可能分解为两个直线运动D.所有曲线运动都可以分解为两个直线运动4.运动员掷出铅球,若不计空气阻力,下列对铅球运动性质的说法中正确的是()A.加速度的大小和方向均不变,是匀变速曲线运动B.加速度大小和方向均改变,是非匀变速曲线运动C.加速度大小不变,方向改变,是非匀变速曲线运动D.若水平抛出是匀变速曲线运动,若斜向上抛出则不是匀变速曲线运动5.小船在水速较小的河中横渡,并使船头始终垂直河岸航行,到达河中间时突然上游来水使水流速度加快,则对此小船渡河的说法正确的是()A.小船要用更长的时间才能到达对岸B.小船到达对岸的时间不变,但位移将变大C.因小船船头始终垂直河岸航行,故所用时间及位移都不会变化D.因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间及位移的变化6.从高为h处以水平速度v0抛出一个物体,要使物体落地速度与水平地面的夹角最大,则h 与v0的取值应为下列的()A.h=30 m,v0=10 m/s B.h=30 m,v0=30 m/sC.h=50 m,v0=30 m/s D.h=50 m,v0=10 m/s7.雨滴由静止开始下落,遇到水平方向吹来的风,下述说法中正确的是()①风速越大,雨滴下落时间越长②风速越大,雨滴着地时速度越大③雨滴下落时间与风速无关④雨滴着地速度与风速无关A.①②B.②③C.③④D.①④8.如图1所示一架飞机水平地匀速飞行,飞机上每隔1s释放一个铁球,先后共释放4个,若不计空气阻力,则落地前四个铁球在空中的排列情况是()9.在平面上运动的物体,其x 方向分速度v x 和y 方向分速度v y 随时间t 变化的图线如图3中的(a )和(b )所示,则图4中最能反映物体运动轨迹的是 ( )10.一物体的运动规律是x =3t 2 m ,y =4t 2 m ,则下列说法中正确的是( )①物体在x 和y 方向上都是做初速度为零的匀加速运动②物体的合运动是初速为零、加速度为5 m/s 2的匀加速直线运动③物体的合运动是初速度为零、加速度为10 m/s 2的匀加速直线运动④物体的合运动是做加速度为5 m/s 2的曲线运动A .①②B .①③C .②D .④二、填空题:(每题4分,共20分)11.在“研究平抛物体运动”的实验中,可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度.实验简要步骤如下:A .让小球多次从___________位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置.B .安装好器材,注意___________,记下斜槽末端O 点和过O 点的竖直线.C .测出曲线上某点的坐标x 、y ,用v =________算出该点的瞬时速度.D .取下白纸,以O 为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.(2)上述实验步骤的合理顺序是___________.三、计算题:(共44分)12.排球场总长18 m ,网高2.25 m ,如图9所示.设对方飞来一球,刚好在3 m 线正上方被我方运动员后排强攻击回.假设排球被击回的初速度方向是水平的,那么可认为排球被击回时做平抛运动.(g 取10 m/s 2)(1)若击球的高度h =2.5 m ,球被击回的水平速度与底线垂直,球既不能触网又不出底线,则球被击回的水平速度在什么范围内?(2)若运动员仍从3 m 线处起跳,起跳高度h 满足一定条件时,会出现无论球的水平初速多大都是触网或越界,试求h 满足的条件.13.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v1,摩托艇在静水中的航速为v2,战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d.如战士在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O14.有一小船正在渡河,如图11所示,在离对岸30 m时,其下游40m处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?图11。
人教版《曲线运动》全章练习题-高一物理必修2
《曲线运动》练习一1.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是()A.速率B.速度C.加速度D.合力2.质点做曲线运动时()A.速度的大小一定在时刻变化B.速度的方向一定在时刻变化C.可能速度大小和方向都在变化D.它可能是速率不变的运动3.关于运动的性质,以下说法中正确的是()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.曲线运动一定是变加速运动D.曲线运动可以是匀变速运动4.关于力和运动,下列说法中正确的是()A.物体在恒力作用下可能做曲线运动B.物体在变力作用下不可能做直线运动C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动D.物体在变力作用下可能做直线运动5.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.任何曲线运动都是变速运动B.曲线运动在某一点处的速度方向在该点的切线方向上C.匀速圆周运动是匀速运动D.曲线运动在某点处的加速度方向在该点的切线方向上6.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体所受合力一定不为零B.做曲线运动的物理所受合外力一定在曲线的内侧C.做曲线运动的物体一定有加速度D.做曲线运动的物理所受加速度一定在曲线的内侧7.关于曲线运动的下列说法正确是:()A.物体在不垂直与速度方向的合力作用下,速度大小一定变化B.物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用D.作曲线运动的物体,物体所受的合外力方向与速度的方向不在同一直线上,必有加速度8.关于曲线运动的说法正确是()A.物体运动的初速度不为零且物体所受的合外力为变力B.物体所受的合外力方向与加速度的方向不在同一直线上C.物体不受力或受到的合外力为零时,可能作曲线运动D.作曲线运动的物体不可能处于平衡状态9.下列关于运动状态与受力关系的说法中,正确的是()A.物体运动状态发生变化,物体受力情况一定发生变化B.物体在恒力作用下的运动,一定是匀变速直线运动C.物体运动状态保持不变,说明物体受到的合力为零D.物体在做曲线运动的过程中,受到的合力不可能是恒力10.下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体的加速度一定是变化的B.做曲线运动的物体受到的合力一定不为零C.物体在变力作用下,可能做直线运动也可能做曲线运动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11.关于曲线运动,下列说法中正确的是()A.初速度为零的物体在恒力作用下,不可能做曲线运动B.做曲线运动的物体加速度一定不为零C.初速度为零的物体在变力作用下,有可能做曲线运动D.做曲线运动的物体加速度可能为零12.下列关于曲线运动的描述中正确的是()A.曲线运动可以是匀速率运动B.曲线运动一定是变速运动C.曲线运动可以是匀变速运动D.曲线运动的加速度可能为零13.关于互成角度的两个恒力作用于同一物体上,物体由静止开始运动,经过一段时间后,若撤去一个力,那么物体做()A.匀加速直线运动B.变速直线运动C.匀减速直线运动D.以上都不正确14.如图所示,一质点做曲线运动,从M点到N点。
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曲线运动1.小船渡河时,船头指向始终垂直于河岸,到达河中央恰逢上游水电站泄洪,使水流速度变大,若小船保持划船速度不变继续渡河,下列说法正确的是()A.小船要用更长的时间才能到达对岸B.小船到达对岸时间不变,但位移将变大C.因小船船头始终垂直河岸航行,故所用时间及位移都不会变化D.因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间及位移的变化2.(多选)如图所示,绕过定滑轮的细绳一端拴在小车上,另一端吊一物体A,若小车沿水平地面向前匀速运动,则物体( )A.向上做加速运动B.加速度不断减小C.向上做减速运动D.加速度不断增大3.(单选)辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落,下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动,站在车厢里的人观察到小球的运动轨迹是图中的()4.(单选)小船在静水中速度为3m/s,它在一条流速为4m/s,河宽为150m的河中渡河,则A.小船可能垂直河岸正达对岸B.小船渡河时间可能为40sC.小船渡河时间至少需30sD.小船在50s时间渡河,到对岸时被冲下200m5.(单选)关于互成角度(不为0°和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动,下列说法中正确的是( )A.一定是直线运动B.一定是曲线运动C.可能是直线,也可能是曲线运动D.以上答案都不对6.(多选)快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100m远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度vx与时间t图象和流水的速度vy与时间t图象如图所示,则()A.快艇的运动轨迹为直线B.快艇的运动轨迹为曲线C.能找到某一位置使其以最快到达浮标处的时间为20s D.最快到达浮标经过的位移为100 m7.(单选)如图所示,木块能在玻璃管的水中匀加速上升,若木块在A点匀加速上升的同时,使玻璃管水平向右作匀速直线运动,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8.(单选)如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为m 的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高h ,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以v 向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平面夹角为30°,则( )A.从开始到绳与水平面夹角为30°时,拉力做功mghB.从开始到绳与水平面夹角为30°时,拉力做功283mvmgh +C.在绳与水平面夹角为30°时,拉力功率为mgvD.在绳与水平面夹角为30°时,拉力功率小于mgv 239.(单选)人用绳子通过动滑轮拉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,求 A 物体实际运动的速度是( )A .θcos 0vB .θsin 0vC .θcos 0v D .θsin 0v10.(单选)一人游泳渡河,以垂直河岸不变的划速向对岸游去,河水流动速度恒定.下列说法中正确的是 A .河水流动速度对人渡河无任何影响 B .人垂直对岸划水,其渡河位移是最短的 C .由于河水流动的影响,人到达对岸的时间与静水中不同 D .由于河水流动的影响,人到达对岸的位置向下游方向偏移11.(单选)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞 A .下落的时间越短B .下落的时间越长C .落地时速度越小D .落地时速度越大12.(单选)小船在静水中速度为4m/s ,它在宽为200 m ,流速为3 m/s 的河中渡河,船头始终垂直河岸,如图所示。
则渡河需要的时间为A .40sB .50sC .66.7sD .90s13.(单选)小明同学遥控小船做过河实验,并绘制了四幅小船过河的航线图。
图中实线为河岸,河水的流动速度不变,方向如图水平向右,虚线为小船从河岸M 驶向对岸N 的实际航线,小船相对于静水的速度不变。
则A .航线图甲是正确的,船头保持图中的方向,小船过河时间最短B .航线图乙是正确的,船头保持图中的方向,小船过河时间最短C .航线图丙是正确的,船头保持图中的方向,小船过河位移最短D .航线图丁不正确的,如果船头保持图中的方向,船的轨迹应该是曲线14.(多选)如图所示,用绳跨过定滑轮牵引小船,设水的阻力不变,则在小船匀速靠岸的过程中: A. 绳子的拉力不断增大 B. 绳子的拉力不变 C. 船所受浮力增大 D. 船所受浮力变小15.(单选)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞 (A )下落的时间越短 (B )下落的时间越长 (C )落地时速度越小 (D )落地时速度越大16.(多选)在宽度为d 的河中,水流速度为v2 ,船在静水中速度为v1(且v1>v2),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船A .可能的最短渡河时间为2dv B .可能的最短渡河位移为dC .只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水速无关D .不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关17.(多选)水滴自高处由静止开始下落,至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则 A .风速越大,水滴下落的时间越长 B .风速越大,水滴落地时的瞬时速度越大 C .水滴着地时的瞬时速度与风速无关 D .水滴下落的时间与风速无关18.(单选)如图所示,以速度v 沿竖直杆匀速下滑的物体A 用轻绳通过定滑轮拉物体B ,当绳与水平面夹角为θ时,物体B 的速度为A.v B.v/sinθC.v cosθD.v sinθ19.(单选)在光滑水平面内建立平面直角坐标系xoy,一质点从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–时间图像如图所示,下列说法正确的是( )A. 4 s末质点的速度为4 m/sB. 2 s末~4s末,质点做匀加速直线运动C. 4 s末质点的位置坐标为(4 m, 4 m)D. 4 s末质点的位置坐标为(6m,2m)20.(单选)如图所示,岸上的人通过定滑轮用绳子拖动小船靠岸,则当人匀速运动时,船的运动情况是()A.加速运动B.减速运动C.匀速运动D.条件不足,不能判定21.(多选)在地球表面处取这样几个点:北极点A、赤道上一点B、AB弧的中点C、过C点的纬线上取一点D,如图所示,则( )A.B、C、D三点的角速度不相同B.C、D两点的线速度大小相等C.B、C两点的向心加速度大小相等D.C、D两点的向心加速度大小相等22.(多选)关于匀速圆周运动的说法正确的是( )A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是变速运动C.匀速圆周运动的线速度不变D.匀速圆周运动的角速度不变23.(单选)如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动,相互之间不打滑,其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为( )24.(单选)一质点做圆周运动,在时间t内转动n周,已知圆周半径为R,则该质点的线速度大小为()25.(单选)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,下列说法正确的是A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球受重力和拉力的作用C.摆球运动周期为θπcos 2L g D.摆球运动的转速为θθsin cos gl26.(单选)如图所示,长为L 的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内作圆周运动,关于小球在最高点的速度v 下列说法中正确的是( ) A.v 的最小值为gLB.当v 由gL 值逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大C.当v 由gL 值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小D .当小球在最高点的速度为2gR 时,轻杆受到竖直向下的力,其大小为3mg27.(单选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A. 线速度越大,周期一定越小B. 转速越小,周期一定越小 C. 角速度越大,周期一定越小D.圆周半径越大,周期一定越小28.(单选)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43,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为( ) A .15 m/sB .20 m/sC .25 m/sD .30 m/s29.(多选)如图8所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( )A 、a 处为拉力,b 处为拉力B 、a 处为推力,b 处为推力C 、a 处为拉力,b 处为推力D 、a 处为推力,b 处为拉力30.(单选)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,大轮的半径是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。
传动过程中皮带不打滑。
下列说法正确的是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 点的向心加速度大小不相等31.一物体以5m/s 的初速度水平抛出,落地时其水平位移和竖直位移大小相等。
(g 取10m/s2) 求:(1)物体经多长时间落地?(2)此过程物体的实际位移有多大?(3)落地时的速度大小?32.如图所示,长1m的细绳栓一小球在竖直平面内做圆周运动,小球恰能通过最高点(即小球通过最高点时向心力等于重力),已知圆心O 离地面的高度h=4m,小球转动到最高点时绳子突然断开,g=10 m/s2。
求:(1)绳子断开后小球经多长时间落地?(2)小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?33.在一次“飞车过黄河”的表演中,汽车在空中飞经最高点后在对岸着地,已知汽车从最高点至着地点经历的时间约0.8 s,两点间的水平距离约为30 m,忽略空气阻力,求:(1)汽车在最高点时速度是多少?(2)最高点与着地点的高度差是多少?(取g=10 m/s2)34.小球从5m高处,向离小球4m远的竖直墙以8m/s的速度水平抛出,不计空气阻力,g=10m/s2 ,求:(1)小球碰墙点离地面的高度;(2)要使小球不碰到墙,小球的初速度最大为多少?35.水平抛出一物体,当抛出1 s后它的速度与水平方向成450角,落地时速度方向与水平方向成600角。
求:(1)初速度;(2)落地速度;(3)开始抛出时距地面的高度;(4)水平射程(210smg )。
36.如图10所示,斜面高5m,倾角θ=300,在斜面的顶点A以速度vo水平抛出一小球,小球刚好落于斜面底部B点,不计空气阻力,g取10m/s2,求(1)小球在空中运动的时间t(2)小球抛出的速度v037.A球从距地面高h=15m处一点水平抛出,初速度大小为v0=10m/s.空气阻力不计,重力加速度取g=l0m/s2.求:(1)A球经多长时间落地;(2)A球的水平抛出距离;(3)A球落地的速度的大小和方向。