曲线运动专题练习(答案)
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曲线运动大题练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、解答题1.某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验。
所用器材有:玩具小车(可视为质点)、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m)。
将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图所示,托盘秤的示数为1.00kg;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数为1.40kg;将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为1.80kg,凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动。
取重力加速度g=10 m/s2,求:凹形桥模拟器托盘秤(1)玩具小车的质量m;(2)玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F;(3)玩具小车经过最低点时速度的大小v。
2.如图所示,细绳的一端固定在竖直杆MN的M点,另一端系一质量为m的小球,绳长为L.第一次对杆施加水平向右的恒力,可使细绳与竖直杆间的夹角θ1保持不变;第二次使小球绕轴线在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直杆间的夹角也为θ1后,继续使转速加大,可使细线与竖直杆间的夹角为θ2(θ2>θ1),此时小球在另一个水平面做稳定的圆周运动.求:(1)杆向右运动的加速度;(2)小球做圆周运动,细绳与竖直杆间的夹角也为θ1时,小球的动能;(3)在第二次做圆周运动的过程中,对小球做的功.3.如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.当小球经过最高点时,速度大小为1v=求:(1)小球到达最高时杆对球的作用力1F;(2)当小球经过最低点时,杆对球的作用力的大小27F mg=,求小球线速度的大小2v.4.如图:直杆上O1O2两点间距为L,细线O1A2A长为L,A端小球质量为m,要使两根细线均被拉直,杆应以多大的角速度ω转动.5.如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长l=0.5m,细线所受拉力达到18F=N时就会被拉断。
高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,在竖直平面内有一绝缘“⊂”型杆放在水平向右的匀强电场中,其中AB 、CD水平且足够长,光滑半圆半径为R ,质量为m 、电量为+q 的带电小球穿在杆上,从距B 点x=5.75R 处以某初速v 0开始向左运动.已知小球运动中电量不变,小球与AB 、CD 间动摩擦因数分别为μ1=0.25、μ2=0.80,电场力Eq=3mg/4,重力加速度为g ,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)若小球初速度v 0=4gR ,则小球运动到半圆上B 点时受到的支持力为多大; (2)小球初速度v 0满足什么条件可以运动过C 点;(3)若小球初速度v=4gR ,初始位置变为x=4R ,则小球在杆上静止时通过的路程为多大.【答案】(1)5.5mg (2)04v gR >(3)()44R π+ 【解析】 【分析】 【详解】(1)加速到B 点:221011-22mgx qEx mv mv μ-=- 在B 点:2v N mg m R-=解得N=5.5mg(2)在物理最高点F :tan qE mgα=解得α=370;过F 点的临界条件:v F =0从开始到F 点:2101-(sin )(cos )02mgx qE x R mg R R mv μαα-+-+=- 解得04v gR =可见要过C 点的条件为:04v gR >(3)由于x=4R<5.75R ,从开始到F 点克服摩擦力、克服电场力做功均小于(2)问,到F 点时速度不为零,假设过C 点后前进x 1速度变为零,在CD 杆上由于电场力小于摩擦力,小球速度减为零后不会返回,则:2121101--(-)202mgx mgx qE x x mg R mv μμ--⋅=-1s x R x π=++解得:(44)s R π=+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,光滑的水平地面上停有一质量,长度的平板车,平板车左端紧靠一个平台,平台与平板车的高度均为,一质量的滑块以水平速度从平板车的左端滑上平板车,并从右端滑离,滑块落地时与平板车的右端的水平距离。
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 。
2020衡水名师原创物理专题卷专题四曲线运动考点10 曲线运动运动的合成与分解考点11 平抛运动的规律及应用考点12 圆周运动的规律及应用一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1、一小球质量为m,用长为L的悬绳(不可伸长,质量不计)固定于O点,在O点正下方L/2处钉有一颗钉子,如图所示,将悬线沿水平方向拉直无初速释放后,当悬线碰到钉子后的瞬间( )A.小球线速度大小没有变化B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D.悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍2、如图所示,在长约100cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将玻璃管竖直倒置,在红蜡块匀速上浮的同时,使玻璃管紧贴黑板面水平向右先匀加速后匀减速移动,你正对黑板面将看到红蜡块在减速阶段相对于黑板面的移动轨迹可能是下面的( )A. B. C. D.、质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在“秋3、如图,“旋转秋千”装置中的两个座椅A B千”的不同位置。
不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( )A.A的角速度比B的大B.A的线速度比B的大C.A与B的向心加速度大小相等、的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A B4、如图,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车以速度v匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为θ时,下列关于物体A说法正确的是()vθ,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力A. 物体A此时的速度大小为cosvθ,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力B. 物体A此时的速度大小为cosvθ,物体A做减速运动,绳子拉力小于物体重力C. 物体A此时的速度大小为/cosvθ,物体A做加速运动,绳子拉力大于物体重力D. 物体A此时的速度大小为/cos5、有一条两岸平直、河水均匀流动,流速恒为v的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小船在静水中的速度大小为2v,去程与回程所用时间之比为( )A.3:2B.2:1C.3:1 26、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),与此同时对质点施加沿x 轴正方向的恒力x F 和沿y 轴正方向的恒力F ,则( )A.因为有x F ,质点一定做曲线运动B.如果y x F F >,30α=︒,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tan y x F F α<,质点向x 轴一侧做曲线运动7、如图所示,在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆,其上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A 、B 、C ,它们离地面的高度分别为3h 、2h 和h ,当小车遇到障碍物P 时,立即停下来,三 个小球同时从支架上水平抛出,先后落到水平路面上.则下列说法正确的是( )A.三个小球落地时间差与车速有关B.三个小球落地点的间隔距离12L L =C.三个小球落地点的间隔距离12L L <D.三个小球落地点的间隔距离12L L >8、如图所示,一网球运动员将球在边界正上方某处水平向右击出,球的初速度垂直于球网平面,且刚好过网落在对方界内。
(新编)《曲线运动》精选练习题1.关于物体做曲线运动,下列说法中,正确的是( AC )A .物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零B .物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动C .物体有可能在恒力的作用下做曲线运动,如推出手的铅球D .物体只可能在变力的作用下做曲线运动2.匀速直线运动的火车上有一个苹果自由落下,关于苹果的运动下列说确的是(AD )A .在火车上看苹果做自由落体运动B .在火车上看苹果在下落的同时向车后运动C .在地面上看苹果做自由落体运动D .在地面上看苹果做平抛运动3.关于做曲线运动物体的速度和加速度,下列说法中正确的是( D )A. 速度、加速度都一定随时在改变B. 速度、加速度的方向都一定随时在改变C. 速度、加速度的大小都一定随时在改变D. 速度、加速度的大小可能都保持不变4.铁路在弯道处的外轨道高度是不同的,已知外轨道平面与水平面的倾角为θ,如图所示,弯道处的圆弧半径为R ,若质量为m 的火车转弯时速度小于θtan gR ,则( A )A .轨对侧车轮轮缘有挤压B .外轨对外侧车轮轮缘有挤压C .这时铁轨对火车的支持力等于θcos mg D .这时铁轨对火车的支持力大于θcos mg 5.如下图所示,轻绳的上端系于天花板上的O 点,下端系有一只小球。
将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。
当绳摆到竖直位置时,与钉在O 点正下方P 点的钉子相碰。
在绳与钉子相碰瞬间前后,以下物理量的大小没有发生变化的是( A )A .小球的线速度大小B .小球的角速度大小C .小球的向心加速度大小D .小球所受拉力的大小6.如上图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过O 点的水平轴自由转动,现给小球一初速度,使其做圆周运动,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b a O作用力可能是( AB )A.a处为拉力,b处为拉力B.a处为拉力,b处为推力C.a处为推力,b处为拉力D.a处为推力,b处为推7.将甲物体从高h处以速度v水平抛出,同时将乙物体从同一高度释放,使其自由下落,不计空气阻力,在它们落地之前,关于它们的运动的说确的是( AD )A.两物体在下落过程中,始终保持在同一水平面上B.甲物体先于乙物体落地C.两物体的落地速度大小相等,方向不同D.两物体的落地速度大小不相等,方向也不相同8.汽车在水平地面上转弯,地面对车的摩擦力已达到最大值。
5.1曲线运动同步练习一、单选题1.(2022·黑龙江·鸡西市英桥高级中学高二期中)某质点从A点沿图中的曲线运动到B点,质点受力的大小为F。
经过B点后,若力的方向突然变为与原来相反,它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动()A.a B.b C.c D.d2.(2018·西藏·高二学业考试)如图所示,一个在水平面上做直线运动的铁球,在铁球运动路线的旁边放一块磁铁,铁球在磁铁的吸引下可能的运动轨迹是()A.a B.b C.c D.a、b、c都有可能3.(2022·黑龙江·鸡西市英桥高级中学高二期中)关于曲线运动,下列说法中错误..的是()A.曲线运动一定是变速运动B.做曲线运动的物体合外力一定不为零C.做曲线运动的物体所受合力一定是变力D.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上4.(2022·陕西·白水县白水中学高一阶段练习)下列关于运动和力的叙述中,正确的是()A.做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的B.物体受恒力作用时不可能做曲线运动C.物体所受合力方向与运动方向夹角为45°时,该物体一定做加速曲线运动D.物体运动的速率增大,物体所受合力方向一定与运动方向相同5.(2022·四川省芦山中学高一期中)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.物体在变力作用下不可能做曲线运动D.物体在变力作用下可能做曲线运动6.(2022·湖北·高三期中)如图所示,曲线是某个质点在恒力作用下运动的一段轨迹。
质点从A点出发经B点到达C点,已知弧长AB等于弧长BC,质点由A点运动到B点与从B点运动到C点的时间相等。
下列说法中正确的是()A.质点从A点运动到B点的过程中,速度大小可能保持不变B.质点从A点运动到B点的过程中,速度大小一定增大C.质点在A、C间的运动可能是变加速曲线运动D.质点在这两段时间内的速度变化量大小相等,方向相同7.(2022·河北·张家口市第一中学高三阶段练习)物体的运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动。
5.1 曲线运动一、基础篇1.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.曲线运动可能不是变速运动B.曲线运动不可能是匀变速运动C.做曲线运动的物体速度大小可能不变D.做曲线运动的物体可能没有加速度【答案】C【解析】既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,故A错误;在恒力作用下,物体做匀变速曲线运动,故B错误;做曲线运动的物体,速度大小可能不变,故C正确;做曲线运动的物体一定具有加速度,因为合外力不为零,故D错误.2.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.合外力【答案】B【解析】:物体做曲线运动时,速度方向一定变化,速度大小不一定变化,即速率可能不变,但速度一定变化,故A错误,B正确。
做曲线运动的物体的合外力或加速度有可能变化,也有可能不变化,C、D错误。
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.加速度不变的运动一定是直线运动【答案】A【解析】:做曲线运动的物体速度方向时刻变化,所以曲线运动一定是变速运动,A正确。
变速运动可能是速度的方向在变化,也可能是速度的大小在变化,所以不一定是曲线运动,B错误。
曲线运动可能是变加速曲线运动,也可能是匀变速曲线运动,C错误。
加速度不变的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,D错误。
4.(多选)物体受到几个力作用而做匀速直线运动,若突然撤去其中的一个力,它可能做()A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.匀变速曲线运动【答案】BCD【解析】剩余几个力的合力恒定不为零,所以物体不可能做匀速直线运动,选项A错误.剩余的几个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,所以这个合力恒定不变,物体一定做匀变速运动.若物体的速度方向与此合力方向相同,则物体做匀加速直线运动;若剩余的几个力的合力与物体的速度方向相反,则物体做匀减速直线运动;若剩余几个力的合力与速度不共线,物体做匀变速曲线运动,选项B、C、D正确.5.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“望球莫及”,轨迹如图所示.关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向,下列说法中正确的是()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【答案】C【解析】在曲线运动中,物体所受合外力的方向总是指向轨迹的凹侧,速度方向沿轨迹的切线方向,C正确,A、B、D错误.6.2019年4月12日~14日,F1(世界一级方程式赛车锦标赛)中国大奖赛在上海举行.假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,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【答案】C【解析】赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向.被甩出的后轮的速度方向就是甩出点所在轨迹的切线方向.所以C选项正确.7.(多选)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是()A.速度的大小与方向都在时刻变化B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化D.质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向【答案】CD【解析】做曲线运动的物体,速度的大小可以不发生变化,但速度的方向一定会发生变化,故A、B错误,C正确;质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向,D正确.8.质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点,已知其速度逐渐减小,图中能正确表示质点在C 点处受力的是()A B C D【答案】C【答案】根据曲线运动中合力F应指向轨迹的“凹侧”,可排除A、D项;在B项中,F的方向与v的方向成锐角,质点从A到B加速,故B错;在C项中,F的方向与v的方向成钝角,质点从A 到B减速,故C正确.9.如图所示,物体沿曲线由a点运动至b点,关于物体在ab段的运动,下列说法正确的是()A.物体的速度可能不变B.物体的速度方向一定变化C.a点的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定大于路程答案B【解析】物体做曲线运动,速度的方向发生了变化,所以速度一定是变化的,A错误,B正确;a点速度的方向沿曲线的切线的方向,不是由a指向b,C错误;物体做曲线运动,ab段的位移大小一定小于路程,D错误.10.(多选)物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是()A.必沿着F1的方向做匀加速直线运动B.必沿着F1的方向做匀减速直线运动C.不可能做匀速直线运动D.可能做直线运动,也可能做曲线运动【答案】CD【解析】:撤去外力F1后物体所受合力大小及方向恒定,故撤去外力F1后物体不可能做匀速直线运动,C正确。
【物理】物理曲线运动练习题20篇含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,竖直圆形轨道固定在木板B 上,木板B 固定在水平地面上,一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧.一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中,小球向右运动进入圆形轨道后,会在圆形轨道内侧做圆周运动.圆形轨道半径为R ,木板B 和圆形轨道总质量为12m ,重力加速度为g ,不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力.求:(1)子弹射入小球的过程中产生的内能;(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时,木板对水平面的压力;(3)为保证小球不脱离圆形轨道,且木板不会在竖直方向上跳起,求子弹速度的范围.【答案】(1)2038mv (2) 2164mv mg R+(3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题. (1)子弹射入小球的过程,由动量守恒定律得:01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得:220111422Q mv mv =-⨯ 代入数值解得:2038Q mv =(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时,以小球为研究对象,由牛顿第二定律和向心力公式得211(3)(3)m m v F m m g R+-+=以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2木板对水平面的压力的大小202164mv F mg R=+(3)小球不脱离圆形轨有两种可能性:①若小球滑行的高度不超过圆形轨道半径R由机械能守恒定律得:()()211332m m v m m gR +≤+解得:042v gR ≤②若小球能通过圆形轨道的最高点小球能通过最高点有:22(3)(3)m m v m m g R++≤由机械能守恒定律得:221211(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 代入数值解得:045v gR ≥要使木板不会在竖直方向上跳起,木板对球的压力:312F mg ≤在最高点有:233(3)(3)m m v F m m g R+++=由机械能守恒定律得:221311(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 解得:082v gR ≤综上所述为保证小球不脱离圆形轨道,且木板不会在竖直方向上跳起,子弹速度的范围是042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤2.如图所示,在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F =1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
高中物理曲线运动解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如下图,倾角为45的粗拙平直导轨与半径为r 的圆滑圆环轨道相切,切点为b,整个轨道处在竖直平面内 . 一质量为速下滑进入圆环轨道,接着小滑块从最高点m的小滑块从导轨上离地面高为H=3ra 水平飞出,恰巧击中导轨上与圆心的d 处无初O 等高的c 点 . 已知圆环最低点为 e 点,重力加快度为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. (计算结果能够保存根号)【答案】( 1)142 mgr ;()′;()2=6mg2F314【分析】【剖析】【详解】(1)小滑块从 a 点飞出后做平拋运动:水平方向: 2r v a t竖直方向: r1gt 22解得:v a gr小滑块在 a 点飞出的动能E k1mv a21mgr22(2)设小滑块在 e 点时速度为v m,由机械能守恒定律得:1mv m21mv a2mg 2r22在最低点由牛顿第二定律:F mg mv m2r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:L 2 2 1 r从 d 到最低点 e 过程中,由动能定理 mgHmg cos L1 mv m 22解得42142. 如下图,粗拙水平川面与半径为R=0.4m 的粗拙半圆轨道 BCD 相连结,且在同一竖直平面内, O 是 BCD 的圆心, BOD 在同一竖直线上.质量为 m=1kg 的小物块在水平恒力 F=15N 的作用下,从A 点由静止开始做匀加快直线运动,当小物块运动到B 点时撤去F ,小物块沿半圆轨道运动恰巧能经过D 点,已知A 、B 间的距离为3m ,小物块与地面间的动摩擦因数为0.5,重力加快度g 取 10m/s 2.求:(1)小物块运动到(2)小物块走开B 点时对圆轨道 B 点的压力大小.D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离【答案】( 1) 160N ( 2)0.82 m【分析】【详解】(1)小物块在水平面上从 A 运动到 B 过程中,依据动能定理,有:( F -μmg ) x AB = 1mv B 2-02在 B 点,以物块为研究对象,依据牛顿第二定律得:Nmg mv B 2R联立解得小物块运动到B 点时轨道对物块的支持力为: N=160N由牛顿第三定律可得,小物块运动到 B 点时对圆轨道 B 点的压力大小为: N ′=N=160N(2)因为小物块恰能经过D 点,所以在 D 点小物块所受的重力等于向心力,即:2 mgmv DR可得: v D =2m/s设小物块落地址距B 点之间的距离为 x ,着落时间为 t ,依据平抛运动的规律有:x=v D t ,2R= 1gt 22解得: x=0.8m则小物块走开 D 点后落到地面上的点与D 点之间的距离l2x 0.8 2m3.如下图,在水平桌面上离桌面右边沿 3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球(可看作质点),铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平向右推力F=1.0N 作用于铁球,作用一段时间后撤去。
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)。
__________________________________________________ __________________________________________________ 曲线运动专题练习
一.选择题 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.速度 B.速率 C.加速度 D.合外力 2.关于曲线运动的几种说法中正确的是( ) 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.做曲线运动的物体一定受到外力作用 D.曲线运动一定是变加速运动。 3.一单摆拉至水平位置放手,让它自由落下,在P点有一钉子挡住OP部分的细线的运动,在绳子接触钉子的瞬间() A.摆球的线速度突然减少 B.摆球的角速度突然增加 C.摆绳的拉力突然增大 D.摆球所受到的向心力突然减小 4.一架架飞机以30m/s的速度在高空某一水平面上做匀速直线运动,相隔1s先后从飞机上落下A与B两物体,不计空气阻力,在 运动过程中它们的位置关系是( ) A.A在B之前30m处。 B.A在B之后30m处。 C.C.A在B正下方4.9m处 D.A在B正下方与B的距离随时间增大而增大 5.一物体从某一确定的高度以V0的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为Vt,那么它的运动时间是( )
A.gvvt0 B.gvvt20 C.gvvt2202 D.gvvt202 6.一平抛物体抛出后第1s末的速度与水平方向成θ角,则物体的初速度大小为( ) A.sing B. gcosθ C.gtanθ D.gcotθ 7.以初速度9.8m/s水平抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角为30º的斜面上,则物体飞行时间为( )
A.s33 B.s332 C.s3 D.2s 8.将一石块从倾角为θ的斜坡顶端上水平抛出落在斜面上,已知落地点距抛出点距离为l,则抛出时的初速度是( ) A.tan2gl B.sin2cos2gl C.2tan2gl D.cossin2gl 9.做平抛运动的物体,从抛出开始,当水平位移与竖直位移之比为4:5时,水平速度与竖直速度之比为( ) A.2:5 B.4:5 C.4:25 D.16:25 10.在一个内壁光滑的圆锥桶内,两个质量相等的小球A和B紧贴着桶的内壁分别在不同高度的水平面内做匀速圆周运动,则以下判断正确的是( ) A两球对桶壁的压力相等 B.A球的线速度一定大于B球的线速度 C.A球的角速度一定大于B球的角速度 D.两球的周期相等 11.把盛水小桶拴在长L的绳子的一端,使这个水桶在竖直平面内做圆周运动,要使水在转到最高点时也不从桶里流出来,这时水
P A B __________________________________________________ __________________________________________________ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
桶转动的最小角速度至少应为( ) A.gL2 B.gL C.Lg/ D.Lg2/ 12.汽车在段斜的轨道上转弯,弯道的倾角为θ,半径为r,则汽车完全不靠磨擦力转弯的速率是(转弯半径水平)( )
A.singr B.cosgr
C.tangr D.cotgr 13.如图在光滑的轨道上,小球滑下经过圆弧部分的最高点时,恰好不脱离轨道,此时小球受到的作用力是( ) A.重力、弹力和向心力 B.重力和弹力 C.重力和向心力 D.重力 14.汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥的压力为车重的3/4,如果使汽车行驶至桥顶时对桥恰无压力,则汽车的速度为 A.15m/s B.20 m/s C.25 m/s D.30 m/s 15.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临界速度值是v,当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道的压力值是( ) A.0 B.mg C.3mg D.5mg 16.(如右图)竖直放置的光滑圆环,半径R=20cm,在环上套有一个质量为m的小球,若圆环以ω=10rad/s的角速度匀速转动,角θ的大小为( ) A.30º B.45º C.60º D.90º 17.绳子的一端拴一重物,以手握住绳子另一端使重物在水平面做匀速圆周运动,下判断中正确的是( ) A.每秒转数相同时,绳短的容易断 B.旋转周期相同时,绳短的容易断 C.线速度大小相等时,绳短的容易断 D.线速度大小相等时,绳长的容易断 18.下图是自行车传动机构的示意图,其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮,Ⅱ是半径为r2的小齿轮,Ⅲ是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则自行车前进的速度为 ( )
A.231rrnr B.132rrnr C.1322rrnr D.2312rrnr
19.如图所示,甲、乙、丙三个轮子依靠磨擦传动,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( )
A. B. C. D. 20、A、B分别是地球上的两个物体,A在北纬某城市,B在赤道上某地,如图所示。当它们随地球自转时,它们的角速度分别是ωA、ωB,它们的线速度大小分别是vA、vB下列说法正确的是( ) A.ωA=ωB,vAvB C.ωAωB,vA21.如图所示,两个小球A和B分别被两条轻绳系住,在同一平面内做圆锥摆运动,已知系B的绳子与竖直线的夹角为θ,而系A的绳子与竖直线的夹角为2θ,关于A、B两小球运动的周期之比,下列说法中正确的是 ( ) A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.1:1 22、如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则( ) A.小球在最高点时所受向心力一定为重力B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
311rr133rr213rr211r
r
θ
A Bθ 2θ
A B __________________________________________________
__________________________________________________ r m C.若小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则其在最高点速率是gL D.小球在圆周最低点时拉力可能等于重力 23.如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥顶的压力为车重的3/4,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶时的速度应为( ) A.15m/s B.20m/s C.25m/s D.30m/s 24、在质量为M的电动机的飞轮上,固定着一个质量为m的重物,重物到转轴的距离为r,如图所示,为了使放在地面上的电动机不会跳起,电动机飞轮的角速度不能超过( )
A.gmrmM B.gmrmM C.gmrmM D.mrMg 25.长度为L=0.4m的轻质细杆OA,A端连有一质量为m=2kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是1m/s,g取10m/s2,则此时细杆小球的作用力为( ) A.15N,方向向上 B.15N,方向向下 C.5N,方向向上 D.5N,方向向下 26.如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的有:
A.小球通过最高点的最小速度为 B.小球通过最高点的最小速度为零 C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力 D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力 二.填空 1.冰面对溜冰运动员的最大磨擦力是运动员重力的K倍,运动员在水平冰面上以速率为V做匀速圆周转弯时的最小半径为
v2kg 。
2.直径为d的纸制圆筒以角速度ω绕水平轴匀速转动,从枪口发射子弹沿直径穿过圆筒,若子弹在 圆筒旋转不到半周时,在圆筒上的A、B处留下两个弹孔,已知AO与BO的夹角为ψ,则子弹的速
度为 dωπ−φ 。 3.如图球A和可沿水平光滑杆滑动,两球之间用一轻质细线连接,已知mA:mb=2:1,当仪器以角速度ω匀速转动 达到平衡时,A与B两球的角速度之比 1:1 ,所需向心力这比 1 ;1 ,两球离转轴的距离之比 1:2 。 4.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3m/s,角速度为6rad/s,则在0.2s内物体通过的弧长为 , 半径转过的角度为 1.2 rad,圆周的半径为 0.5 m 。 5.质量相等的两个小球分别固定在轻杆的中点A和端点B,当杆在光滑的水平面上绕另一端点 O匀速转动时,则OA段和OB段对球的拉力之比 3:2 。 6.在以速度V匀速行驶的汽车车厢顶上,用长L的细线悬挂一个质量为m的物体,当汽车突然停 止运动时,绳上拉力T= 。 7.竖直杆上系着长为L的细线,细线一端拴着质量为m的小球,当整体以角速度ω匀速转动。(如图)细线与竖直方 向的夹角为θ则细线对小球的拉力为 8.沿半径为R的光滑半球形内表面,一质量为m的小球以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动,则该球做匀速圆周 运动的水平面离碗底的距离H= 。 9.一条河流宽500m,河水的流速是3m/s,一只小艇以5m/s(静水中的速度)的速度行驶,若小艇以最短的时间渡河, 所用时间是 。若小艇以最短的距离渡河,所用的时间是 。 10.如图所示的皮带传动装置中,右边两轮粘在一起且同轴,A、B、C三点均是各轮边缘上的一点, 半径RA =RC =2RB,皮带不打滑,则:线速度vA: vB:vC = _1:1:2__________;向心加速度
O B
A ψ
A B
o A
B
θ A B C ·
·
· · ·
0 L O
A