高中物理必修二典型题

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1、高中物理必修二典型题3做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点的加速度的方向(D)A为通过该点的曲线的切线方向B与物体在这一点时所受的合外力方向垂直C与物体在这一点的速度方向一致D与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零例1下列关于平抛运动的说法中，正确的是(C)A平抛运动是非匀变速运动B平抛运动是匀速运动C平抛运动是匀变速运动D平抛运动是加速度方向不变、大小变化的曲线运动一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1 s自由释放一个铁球，先后共释放4个若不计空气阻力，则这4个铁球(C)A在空中的任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的B在空中的任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的C在空中的

2、任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的D在空中的任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点不是等间距的4.船以v14 m/s的速度垂直河岸渡河，水流的速度v25 m/s若河的宽度x100 m，假设河岸为直线，试分析和计算：(1)船能否垂直到达对岸？(2)船需要多长时间才能到达对岸？(3)船登陆的地点离船出发点的距离s是多少？解析(1)船相对河岸的速度大小为：v m/s设速度方向与河岸成角，有：tan ，故不能垂直到达对岸(2)设船经过t时间到达对岸，有：t 25 s(3)设船渡河的过程沿河岸方向的位移为y，有：yv2t125 m故s 160 m答案(1)不能(

3、2)25 s(3)160 m如图37所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向被抛出后落在斜面上，物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角j满足 (D)Atan j sin Btan j cos Ctan j tan Dtan j 2tan 图 37图45所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm，取g10 m/s21)闪光频率是_Hz(2)小球运动中水平分速度的大小是_m/s(3)小球经过B点时的速度大小是_m/s 图454如图所示，某轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法中正确的是（ ACD ）A小球过最

4、高点时，杆所受的弹力可以为零B小球过最高点时，最小速度为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，此时重力一定大于或等于杆对球的作用力D小球过最低点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反5如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力，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，关于小球运动情况的说法正确的是 A（ ）A若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa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，小球将沿轨迹pb做离心运动D若拉力突然变小，小球将沿轨迹pc做离心运动10如图所示，A、B两球质量相等，且由轻质细杆连着，绕O点在光滑的水平面上以相

5、同的角速度做匀速圆周运动，OBBA，则D（ ）A两段杆的拉力之比：TAB：TOB=2：1B两段杆的拉力之比：TAB：TOB3：2C两段杆的拉力之比：TAB：TOB=1：2D两段杆的拉力之比：TAB：TOB=2：3 典型例题：1、过河问题例1小船在200m的河中横渡，水流速度为2m/s，船在静水中的航速是4m/s，求：v2v11小船怎样过河时间最短，最短时间是多少？2小船怎样过河位移最小，最小位移为多少？ 解： 如右图所示，若用v1表示水速，v2表示船速，则：过河时间仅由v2的垂直于岸的分量v决定，即，与v1无关，所以当v2岸时，过河所用时间最短，最短时间为也与v1无关。过河路程由实际运动轨迹的

6、方向决定，当v1v2时，最短路程为d ；2、连带运动问题指物拉绳（杆）或绳（杆）拉物问题。由于高中研究的绳都是不可伸长的，杆都是不可伸长和压缩的，即绳或杆的长度不会改变，所以解题原则是：把物体的实际速度分解为垂直于绳（杆）和平行于绳（杆）两个分量，根据沿绳（杆）方向的分速度大小相同求解。v1甲乙v1v2例2 如图所示，汽车甲以速度v1拉汽车乙前进，乙的速度为v2，甲、乙都在水平面上运动，求v1v2解析：甲、乙沿绳的速度分别为v1和v2cos，两者应该相等，所以有v1v2=cos13、平抛运动ABCDE例3平抛小球的闪光照片如图。已知方格边长a和闪光照相的频闪间隔T，求：v0、g、vc解析：水平

7、方向： 竖直方向：先求C点的水平分速度vx和竖直分速度vy，再求合速度vC： （2）临界问题典型例题是在排球运动中，为了使从某一位置和某一高度水平扣出的球既不触网、又不出界，扣球速度的取值范围应是多少？例4 已知网高H，半场长L，扣球点高h，扣球点离网水平距离s、求：水平扣球速度v的取值范围。解析：假设运动员用速度vmax扣球时，球刚好不会出界，用速度vmin扣球时，球刚好不触网，从图中数量关系可得：hHs L v；实际扣球速度应在这两个值之间。4、圆周运动abcd例5如图所示装置中，三个轮的半径分别为r、2r、4r，b点到圆心的距离为r，求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速

8、度之比。解析：va= vc，而vbvcvd =124，所以va vbvcvd =2124；ab=21，而b=c=d ，所以abcd =2111；再利用a=v，可得aaabacad=4124点评：凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；凡是同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。例6 小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的（小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度v、周期T的关系。（小球的半径远小于R。）解析：小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面上（不在半球的球心），向心力F

9、是重力G和支持力N的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。如图所示有：NGF ，由此可得：，（式中h为小球轨道平面到球心的高度）。可见，越大（即轨迹所在平面越高），v越大，T越小。mgO图11FN点评：本题的分析方法和结论同样适用于圆锥摆、火车转弯、飞机在水平面内做匀速圆周飞行等在水平面内的匀速圆周运动的问题。共同点是由重力和弹力的合力提供向心力，向心力方向水平。例7：长，质量可忽略不计的杆，其下端固定于O点，上端连接着质量的小球A，A绕O点做圆周运动，如图所示，在A点通过最高点时，求在下面两种情况下，杆的受力： A的速率为1m/s; A的速率为4m/s；解析：对A点进行受力分析，假设小球

10、受到向上的支持力，如图所示，则有 则分别带入数字则有FN =16NFN = -44N负号表示小球受力方向与原假设方向相反例8 质量为M的小球在竖直面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点不脱离轨道的临界速度是V，当小球以3V速度经过最高点时，球对轨道的压力大小是多少？解析：对A点进行受力分析，小球受到向下的压力重力，其合力为向心力，有则解得FN = 8mg例9 如图所示，用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心

11、O旋转的角速度的取值范围（取g=10m/s2）解析：要使B静止，A必须相对于转盘静止具有与转盘相同的角速度A需要的向心力由绳拉力和静摩擦力合成角速度取最大值时，A有离心趋势，静摩擦力指向圆心O；角速度取最小值时，A有向心运动的趋势，静摩擦力背离圆心O对于B，T=mg对于A，rad/s rad/s所以 2.9 rad/s rad/s练习：1在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图所示，为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度不能超过ABCD万有引力及天体运动：例10 地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，可以用下式估计地球

12、的平均密度是 （ ）A B C D解析 在地球表面的物体所受的重力为mg，在不考虑地球自转的影响时即等于它受到的地球的引力，即： 密度公式 地球体积 由式解得，选项A正确。点评 本题用到了“平均密度”这个概念，它表示把一个多种物质混合而成的物体看成是由“同种物质”组成的，用求其“密度”。例11 “神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342km的圆形轨道。已知地球半径R=6.37103km，地面处的重力加速度g=10m/s2。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后计算周期T的数值（保留两位有效数字）。解析 因万有引力充当

13、飞船做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 又由得： 代入数据解得：T=5421s例12 全球电视实况转播的传送要靠同步卫星。同步卫星的特点是轨道周期与地球自转的周期相同。如果把它旋转在地球赤道平面中的轨道上，这种卫星将始终位于地面某一点的上空。一组三颗同步卫星，按图所示，排成一个正三角形，就可以构成一个全球通讯系统基地，几乎覆盖地球上全部人类居住地区，只有两极附近较小的地区为盲区。试推导同步卫星的高度和速度的式子。设地球的质量用M表示，地球自转的角速度用表示。解析 设卫星质量为m，轨道半径为r，根据同步卫星绕地心的匀速圆周运动所需的向心力即为它受到的地球的引力，则有。解得。其中=7.2710

14、-5rad/s是地球的自转角速度，G=6.6710-11Nm2/kg2是万有引力常量，M=5.981024kg是地球的质量。将这些数据代入上式，得同步卫星离地心的距离为 r=4.23107m。它的速率是，其数值大小为：v=r=4.231077.2710-5m/s=3.08103m/s点评 三颗互成120角的地球同步卫星，可以建立起全球通信网，每颗卫星大约覆盖40%的区域，只有高纬度地区无法收到卫星转播的信号。例13 地球同步卫星离地心距离为r，环绕速度大小为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列关系式正确的是 （ ）A

15、BCD 解析 在赤道上的物体的向心加速度a2g，因为物体不仅受到万有引力，而且受到地面对物体的支持力；随地球一起自转的物体不是地球卫星，它和地球同步卫星有相同的角速度；速度v1和v2均为卫星速度，应按卫星速度公式寻找关系。设地球质量为M，同步卫星质量为m，地球自转的角速度为，则对同步卫星 赤道上的物体所以 对同步卫星所以 第一宇宙速度所以故答案为AD。例14 某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以加速度随火箭向上加速度上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，求此时卫星距地球表面有多远？（地球半径R=6.4103km，g取10m/s2）解析 设此时火箭上升到离地球表面的高度为h，火箭上物体受到的支持力为FN，物体受到的重力为mg，据牛顿第二定律在h高处 在地球表面处 代入 点评 （1）卫星在升空过程中可以认为是坚直向上做匀加速直线运动，可根据牛顿第二定律列出方程，但要注意由于高度的变化可引起的重力加速度的变化，应按物体所受重力约等于万有引力列方程求解。（2）有些基本常识，尽管题目没有明显给出，必要时可以直接应用。例如，在地球表面物体受到地球的引力近似等于重力，地球自转周期T=24小时，公转周期T=365天等。10 / 10