高中物理必修2经典习题及答案

第五章曲线运动

一知识点总结

（一）曲线运动

1、曲线运动的特点：

①、作曲线运动的物体，速度始终在轨迹的切线方向上，因此，曲线运动中可以肯定速度方向在变化，故曲线运动一定是变速运动；

②、曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上，加速度方向一定指向曲线运动凹的那一边。

2、作曲线运动的条件：

物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。

中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况：

①、合外力为恒力，合外力与速度成某一角度，如在重力作用下平抛，带电粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。

②、合外力为变力，大小不变，仅方向变，且合外力与速度垂直，如匀速圆周运动。

③、一般情误况，合外力既是变力，又与速度不垂直时，高中阶段只作定性分析。

3、运动的合成与分解：

运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四边形法则。

（一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系）中学阶段，运动的合成与分解是设法把曲线运动（正交）分解成直线运动再用直线运动规律求解。

常见模型：

（二）平抛运动

1、平抛运动特点：

仅受重力作用，水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体，是一种匀变速曲线运动；轨迹是条抛物线。

2、平抛运动规律：（从抛出点开始计时）

3、（1）、速度规律：X=V0

VY=gt V与水平方向的夹角tgθ=gt/v0

（2）、位移规律：0t (证明：轨迹是一条抛物线)

Y=

121

gt S与水平方向的夹角tgα=gt/2v0=tgθ

22

（3）、平抛运动时间t与水平射程X

平抛运动时间t由高度Y决定，与初速度无关；水平射程X由初速度和高度共同决定。（4）、平抛运动中，任何两时刻的速度变化量△V=g△t（方向恒定向下）

（三）平抛运动实验与应用

[实验目的]

描述运动轨迹、求初速度

[实验原理]

利用水平方向匀速运动x=v0t，竖直方向自由落体y=

12

gt 得V0xg测出多

y2

组x、y算出v0值，再取平均值。

（四）匀速圆周运动

1、物体运动的轨迹是圆周或是圆周一部分叫圆周运动；作圆周运动的物体相等时间通过的弧长相等称为匀速圆周运动。

2、描述匀速圆周运动的有关量及它们的关系：（1）、线速度：（2）、角速度：（3）、周期：（4）、频率：（5）、向心加速度：

虽然匀速圆周运动线速度大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变速运动；向心加速度大小不变但方向时刻改变（始终指向圆心），故匀速圆周运动是一种变加速运动。

（五）圆周运动动力学

1、匀速圆周运动特点：

v2

2R （1）

无切向加速度；有向心加速度a=R

（2）合外力必提供向心力

2、变速圆周运动特点：

（1）有切向加速度；有向心加速度。故合加速度不一定指向圆心。

（2）合外力不一定全提供向心力，合外力不一定指向圆心。

3、向心力表达式：

4、处理圆周运动动力学问题般步骤：（1）确定研究对象，进行受力分析；

（2）建立坐标系，通常选取质点所在位置为坐标原点，其中一条轴与半径重合；（3）用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。

二例题分析

例1、关于运动的合成与分解，下列说确的是：（ BCD ） A、两个直线运动的合运动一定是直线运动；

B、两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动；

C、两个匀加速运动的合运动可能是曲线运动；

D两个初速为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动；说明：本例题作为概念性判断题，可采用特例法解决。

例2、如图所示，在研究平抛物体运动的实验中，用一印有小方格的纸记录轨迹，小方格边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a,b,c,d。则小球平抛运动

2

的初速度的计算式为v0=( )(用L g 表示).其值是( )(g=9.8m/s)

例3、房高处有白炽灯S，可看成点光源，如果在S所在位置沿着垂直于墙的方向扔出一个小球A，如图所示，不计空气阻力，则A在墙上的影子的运动情况是（ D ）

A、加速度逐渐增大的直线运动，

B、加速度逐渐减小的直线运动

C、匀加速直线运动，

D、匀速直线运动。

例4、在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，下列说确的是：（ B ）

A、小球抛出点的位置坐标是（0，0）

B、小球抛出点的位置坐标是（-10，-5）

C、小球平抛初速度为2m/s

D、小球平抛初速度为0.58m/s

例5、如图所示为皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘的一点，左侧是大轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。b为小轮上一点，它到小轮中心距离为r，c、d分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动中不打滑，则：（ C D ）

A、a点与b点线速度大小相等；

B、a点与b点角速度大小相等；

C、a点与c点线速度大小相等；

D、a点与d点向心加速度大小相等；本例主要考查线速度、角速度、向心加速度概念，

同时抓住两个核心：若线速度一定时，角速度与半径成反比；若角速度一定，线速度与半径成正比。例6、如图所示，A、B两质点绕同一圆心按顺时针方向作匀速圆周运动，A的周期为T1，B的周期为T2，且T1＜T2，在某时

刻两质点相距最近，开始计时，问：（1）何时刻两质点相距又最近？（2）何时刻两质点相距又最远？分析：选取B为参照物。

AB相距最近，则A相对于B转了n转，其相对角度△Φ=2πn

相对角速度为ω相=ω1-ω2经过时间：

t=△Φ/ω相=2πn/ω1-ω2=

nT1T2

（n=1、2、3）