(word完整版)高一物理必修2《曲线运动》典型例题

《(word完整版)高一物理必修2《曲线运动》典型例题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(word完整版)高一物理必修2《曲线运动》典型例题（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、由图象知，可得两分运动的初速度大小为Vx0= 0, Vy0= 4m/s，故物体的初速度042m/s=4m/s，方向沿 y 轴正方向高一物理必修二曲线运动经典题1、 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【解析】AC.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

2、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 Fi、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 .一定做匀变速运动B. 定做直线运动C .一定做非匀变速运动D. 定做曲线运动【解析】A.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Fi而保持 F2、F3不变时，质点受到的合力大小为Fi，方向与 Fi相反，故一定做匀变速运动。在撤去 Fi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Fi后，它一定做匀变速直线运动；其二是

3、质点处于匀速直线运动状态，则撤去Fi后，质点可能做直线运动(条件是Fi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Fi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()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】C.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

4、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。如果在一直 线上，合运动是匀变速直线运动；反之，是匀变速曲线运动。根据运动的同时性，合运动的两个分运动是 同时的。4、质量 m=0.2kg 的物体在光滑水平面上运动，其分速度v和vy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。(3)判断物体运动的性质。(4)4s 末物体的速度和位移。【解析】根据分速度 Vx和 Vy随时间变化的图线可知，物体在 X 轴上的分运动是匀加速直线运动，在 y 轴上的分运动是匀速直线运动。从两图线中求出物体的加速度与速度的分量，然后再合成。(I)由图象可知，物体在 x 轴上分运动的

5、加速度大小ax=im/s2，在 y 轴上分运动的加速度为 0，故物体的合加速度大小为 a= im/s2,方向沿 x 轴的正方向。则物体所受的合力F=ma= 0.2 xiN=0.2N，方向沿 x 轴的正方向6、船的实际速度为故渡河时间v合=.v；t=dv 合42-32m/s=7 m/So100s=10(77s- 38s。77图 6 - 34见到勾股数 3、4、直角三角形斜边长于直角边5 和 5、12、13 要敏感!如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、B根据（1）和（2）可知，物体有 y 正方向的初速度，有 x 正方向的合力，则物体做匀变速曲线运动。4s 末 x

6、和 y 方向的分速度是 vx=at =4m/s，vy=4m/s，故物体的速度为v=、:Vy、4?4/2m/S，方向与 x 正向夹角0,有 tan0= Vy/ Vx=1。x 和 y 方向的分位移是 x=at2/2=8m， y=vyt=16m，则物体的位移为s=x y 8 5m，方向与 x 正向的夹角，有 tan 护 y/x=2。*）此题要求学生学会运用vt 图求解*）回答向量时，除计算出数值外，还应回答方向！5、已知某船在静水中的速率为 vi=4m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为 d= 100 m，河水的流动速度为 V2= 3m/s，方向与河岸平行。试分析：欲使船以

7、最短时间渡过河去，航向怎样？最短时间是多少？到达对岸的位置怎样？船发生的位移是 多大？欲使船渡河过程中的航行距离最短，船的航向又应怎样？渡河所用时间是多少？河岸【解析】根据运动的独立性和等时性，当船在垂直河岸方向上的分速度v丄最大时，渡河所用时间最短，设船头指向上游且与上游河岸夹角为a其合速度 v 与分运动速度vi、v2的矢量关系如图 1 所示。河水流速 v2平行于河岸，不影响渡河快慢，船在垂直河岸方向上的分速度 v= visina，则船渡河所用时间为t=-v1sin船渡过河时已在正对岸的下游 A 处，其顺水漂流的位移为v2d3x100_x=v2tmin=Am=75mov1由于 v1v，故船的

8、合速度与河岸垂直时， 船的渡河距离最短。设此时船速显然， 当 sina=1 即 实际的航向斜向下游，如图a=90时，v丄最大，t 最小，此时船身垂直于河岸，船头始终指向正对岸，但船 2所示。渡河的最短时间, d 100tmi n= = 4 s = 25S。v1船的位移为tmin=423225m=125mov1的方向（船头的指向）斜向上游，且与河岸成0角，如图 6 - 34 所示，则cos0=3， 0=41 24v1J?v合ACC 为三个同时由同一点出发的小球。AA为 A 球在光滑水平面上以速度 v 运动的轨迹； BB 为 B 球以速度 v 被水平抛岀后的运动轨迹； CC为 C 球自由下落的运动

9、轨迹。通过分析上述三条轨迹可得岀结论：【解析】观察照片，B、C 两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上，说明平抛运动物体B 在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而A、B 两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动物体 B 在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同。所以，得到的结论是：做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。*）频闪时间间隔相等* ）描述运动：方向、速度、加速度（e.g.匀加速直线运动、匀速圆周运动 ）7、在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L = 1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中

10、a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度为 vo=（用 L、g 表示），其值是_ 。（g 取 9.8m/s2）【解析】由水平方向上 ab= bc= cd 可知，相邻两点的时间间隔相等，设为 向相邻两点间距之差相等， y= L=gT2（需要推导），则由 x= aT2，得V0=X= 2 Lg2, 0.0125 9.8m/s = 0.70m/st&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）试比较飞行员和地面观察者所见的包裹的运动轨迹。包裹落地处离地面观察者多远？离飞机的水平距离多大？求包裹着地时的速

11、度大小和方向。 提示不同的观察者所用的参照物不同，对同一物体的运动的描述一般是不同的。【解析】 从飞机上投下去的包裹由于惯性，在水平方向上仍以360km/h （1m/s=3.6km/h ）（注意单位！）的速度沿原来的方向飞行，与飞机运动情况相同。在竖直方向上同时进行自由落体运动，所以飞机上的飞 行员只是看到包裹在飞机的正下方下落，包裹的轨迹是竖直直线；地面上的观察者是以地面为参照物的， 他看见包裹做平抛运动，包裹的轨迹为抛物线。20s= 20s。在水平方向的位移 x= v0t = 型20m（垂直方向为自由落体运动）2h抛体在空中的时间 t=丫g时间 T 内，水平方向位移为103.62000m，

12、即包裹落地位置距观察者的水平距离为2000m。包裹在水平方向与飞机的运动情况完全相同，所以，落地时包裹与飞机的水平距离为零包裹着地时，对地面速度可分解为水平方向和竖直方向的两个分速度，vx= vo= 100m/s， vy= gt = 10 20m/s = 200m/s，故包裹着地速度的大小为vt=yvlv：V10022002m/s = 1005 m/s# 224m/s。vy200而 tan9= = 2，故着地速度与水平方向的夹角为9=arctan2。vx1009、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

13、 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 _ 。【解析】因为油滴自车厢顶部 A 点脱落后，由于惯性在水平方向具有与车厢相同的初速度，因此油滴做平 抛运动，水平方向做匀速直线运动xi= vt,竖直方向做自由落体运动h = 2 gt2,如图所示 X= X1X2丄at2-a-2h- h，22 g g时，小球 B 的速度为VB,则轴心 O 到小球 A 的距离是（）速度相同，半径分别为X、lX。根据V有又因为车厢在水平方向做匀减速直线运动，所以车厢（10 点）的位移为X2=vt 1 at2所以油滴落地点必在0点的右方，离。点的距离为 ah。10、如图

14、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、向右水平抛岀，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: 16【解析】D 由平抛运动的位移规律可知:X Voty-gt2tAtan 379tan y/x.t 2vtan /g.tBtan5316*)位移的水平夹角和斜面相同11、 如图在倾角为B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 岀开始计时，经过多长时间小球离斜面

15、的距离达到最大？【解析】（1）小球做平抛运动，同时受到斜面体的限制，设从小球从A 运动到 B处所需的时间为 t，水平位移为 x=V0t竖直位移为=丄gt22a由数学关系得：gt2(Vt)tan ,t2V0tang，当小球的速度与斜面平行时，小球离斜面的距离达到最大。因Vy1=gt1=V0tanB所以t1V0tang12、如图所示，两个小球固定在一根长为l 的杆的两端，绕杆上的O 点做圆周运动。当小球 A 的速度为VAA.VA(VAVB)IB.VAIC.(VAVB)IVA(VAVB)IVB【解析】B.设轴心 O 到小球 A 的距离为x,因两小球固VA（2 ）从抛岀开始计时，经过 t1时间小球离斜

16、面的距离达到最大*）速度方向与斜面平行时，小球离斜面最远VBBr:2。v2根据向心加速度公式 a=R可得三点的向心加速度之比VAIVAVB*）用合比公式推导13、如图所示的皮带传动装置中，右边两轮固定在一起同轴转动，图中A、B、C 三轮的半径关系为 rA= rC,角速度之比3A:3B:3C【解析】 A、 B两轮由皮带带动一起转动，皮带不打滑，故点的线速度大小相等。B、C 两轮固定在同一轮轴上，同轴转动， 由v= r3可知，B、C两轮边缘上各点的线速度大小不等，且A、的线速度是 B 轮边缘上各点线速度的两倍，故有VA：VB: VC=1 : 1 : 2。A、B 两轮边缘上各点的线速度大小相等，同样

17、由v= r3可知，它们的角速度与半径成反比，即3A:3B= rB: rA=1 : 2。因此3A:3B:（3C= 1 : 2 :14、雨伞边缘半径为 r，且高出水平地面的距离为 h,如图所示，若雨伞以角速度 伞边缘水平飞出后在地面上形成一个大圆圈，则此圆圈的半径R 为多大？3匀速旋转，使雨滴自雨【解析】作出雨滴飞出后的三维示意图，如图所示。雨滴飞出的速度大小v=r3,在竖直方向上有h=；gt2,在水平方向上有 s = vt，又由几何关系可得R=.r2联立以上各式可解得雨滴在地面上形成的大圆圈的半径R=rg15、关于向心加速度，以下说法中正确的是（向心加速度的方向始终与速度方向垂直向心加速度的方向

18、保持不变物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心A.B.C.D.【解析】L T AD.向心加速度的方向沿半径指向圆心， 速度方向则沿圆周的切线方向。 所以， 向心加速度的方 向始终与速度方向垂直，且方向在不断改变。物体做匀速圆周运动时，只具有向心加速度，加速度方向始 终指向圆心；一般情况下，圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度的方向就不始终指向圆心。16、如图所示，A、B 两轮同绕轴 0 转动，A 和 C 两轮用皮带传动, b、c为三轮边缘上的点。求：三点的线速度之比； 三点转动的周期之比；三点的向心加速度之比。【解析】因 A、B 两轮同绕轴

19、O 转动，所以有 =3r 可知 Va: Vb=（3ara） : （3bb）= ra: rb= 2 : 3。因为 A 和 C 两轮用皮带传动，所以有 Va=Vc, 综上所述可知三轮上a、A、:3,a、3a3b,由公式 vb、c 三点的线速度之比va: vb： vc= 2 : 3因为3a=3b,所以有2nrTa= Tb。因为Va=所以三点转动的周期之比Ta: Tc= ra: rc= 2 : 3,Ta: Tb: Tc= 2 : 2 : 3。C 轮边缘上各点B 两轮边缘上各角速度相等。B、C 三轮的半径之比为 2 : 319、一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所

20、示，水的质量 m= 0.5kg，水的重心到转轴的距离 I =50cm。若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；若在最高点水桶的速率 v= 3m/s，求水对桶底的压力。【解析】 以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小。此时有2V0*mg = m，则所求的最小速率为V0=gl=-. 10 0.5m/s= 2.24m/s在最高点，水所受重力 mg 的方向竖直向下，此时水具有向下的向心加速度，处于失重状态，其向 心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定。由向心力公式 F = mr可知，当 v 增大时，物体做圆周运动所需的向心力也随

21、之增大，由于*) a=3v17、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。关于摆球的受力情况，下列说法中正确的是（）A .摆球受重力、拉力和向心力的作用B .摆球受拉力和向心力的作用C 摆球受重力和拉力的作用D .摆球受重力和向心力的作用【解析】C.物体只受重力 G 和拉力 FT的作用，而向心力 F 是重力和拉力的合力，如图所示。也可以认为向心力就是 FT沿水平方 向的分力 FT2，显然，FT沿竖直方向的分力 FTI与重力 G 平衡。18、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，

22、圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（A . A 球的线速度必定大于 B 球的线速度B . A 球的角速度必定小于 B 球的线速度C.A 球的运动周期必定小于 B 球的运动周期D.A 球对筒壁的压力必定大于 B 球对筒壁的压力【解析】AB.小球 A 或 B 的受力情况如图，两球的向心力都来源于重力G 和支持力FN的合力，建立坐标系，有FNI=FNsin0=mg， FN2= FNCOS9= F，所以 F = mgcot0即小球做圆周运动所需的向心力，可见A、B 两球的向心力大小相等。比较两者线速度大小时，由F

23、= m；可知,r 越大，v 一定较大。比较两者角速度大小时，由F = m32可知，r 越大，3定较小。比较两者的运动周期时，由2nF = mr（）2可知，r 越大，T 一定较大。由受力分析图可知，小球A和 B 受到的支持力都等于m小十v = 3m/sfGV0= 2. 24m/s,因此，当水桶在最高点时，水所受重力已不足以提供水做圆周运动所需的向心力，此时桶 底对水有一向下的压力，设为FN，则由牛顿第二定律有FN+ mg = m：,20.如图所示为录音机在工作时的示意图，轮子 1 是主动轮，轮子 2 为从动轮，轮 1 和轮 2 就是磁带盒内的两个转盘，空带一边半径为ri=0.5 cm，满带一边半

24、径为r2=3cm，已知主动轮转速不变，恒为n=36r/ min，试求：(1)从动轮 2 的转速变化范围；(2)磁带运动的速度变化范围。解析：本题应抓住主动轮(ri)的角速度恒定不变这一特征，再根据同一.时刻两轮磁带走动的线速度 相等，从磁带转动时半径的变化来求解。2门22 ni(1)因为 v=rg且两轮边缘上各点的线速变相等，所以r260=ri60，即 n2=r2ni0.5 /.36r / min当 r2=3cm 时，从动轮 2 的转速最小，nmin=3=6r/min.当磁带走完即 r2=0.5cm, ri=3cmri336r/min时，从动轮 2 的转速最大，为 n2max=2ni=5=21

25、6r/min，故从动轮 2 的转速变化范围是6r/min216r/min。36(2)由 v=ri2n n得知：ri=0.5cm 时，vi=0.5X10-2x2n60m/s=0.019m/s36ri=3cm 时，V2=3X10-2x2nX0=0.113m/s。故磁带运动的速度变化范围是0.0 l 9m / s0.1 1 3 m/ s。21. 一半径为 R 的雨伞绕柄以角速度3匀速旋转，如图所示, 伞边缘距地面高 h,甩出的水滴在地面上形成一个圆， 求此 圆半径 r 为多少？解析：雨滴飞出的速度大小为 v=gR，雨滴做平抛运动。22.如图所示，一个球绕中心轴线。的角速度3故FN=m：-mg0.53

26、20.50.5 10N= 4N在竖直方向上有知2h=2在水平方向上有 S=vt 由几何关系知，雨滴半径22r=R sJ1解以上几式得r=R22hg2做匀速圆周转动，则(A. a、b 两点线速度相同B. a、b 两点角速度相同C. 若B=30o，则 a、b 两点的速度之比 va： vb=3: 2D. 若B=30o,则 a、b 两点的向心加速度之比aa： ab= 3: 225.解析：设子弹速度为 v，则子弹穿过筒的时间t=vYPO.2答案：(1) O.2m/s(2) vp=vQ=O.2m/s， vM=O.1m/sWM(3) 3C=4rad/s3P=3M=rA=O.2rad/s=lrad/s，COQ

27、=23P=2rad/s(3) C 轮的转动方向如图所示，如果两轮间不打滑，则它们的接触处是相对止的，即它们轮缘的线速度大小是相等的，所以VM=2vp=2xO.2m/ s=O.1m/s3Crc=3AA。rA0.2C 轮的角速度3C=rC3A=0.05 1rad/s=4rad/s解析：由于 a b 两点在同一球上，因此 a、b 两点的角速度3相同， 选项 B 正确.而据 v=wr 可知 vaO.O2m/s2=2OOm / s2图24.如图所示是生产流水线上的皮带传输装置，传输带上等间距地放着很多半成品产品。A 轮处装有光电计数器，它可以记录通过A 处的产品数目。已知测得轮lminA、B 的半径分别

28、为 rA=20cm , rB=IOcm ,相邻两产品距离为 30cm ,B内有 41 个产品通过 A 处，求：(1) 产品随传输带移动的速度大小；向;速度(3)如果 A 轮是通过摩擦带动 C 轮转动，且 rc=5 cm，在图中描岀 C 轮的转动方向，求岀 C 轮的角 (假设轮不打滑)。25.如图所示，直径为 d 的纸制圆筒以角速度3绕垂直纸面的轴 O 匀速运动 截面)。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 周上留下 a、b 两个弹孔，已知 aO 与 bO 夹角为9,求子弹的速度。抢口s 40 0.3024.解析：(1)(2)v=t=60vp=vQ=0.2m / s。m/s=0.2m/sA 轮半径上的 M 点与 P 点的角速度相等，故图6-5-11图6-5-103P=1 rad/s3Q=2rad/s0(图示为od此时间内筒转过的角度a=n9据a=3,得n一9=V,d则子弹速度v=本题中若无角度的限制，则在时间t 内转过的角度a=2nn+一9=(2n+1 )一9a=2n 十n 一9=(2n+1) 一9d则子弹速度v=(2n 1)()(n=0 , 1, 2，)