高中物理必修二曲线运动经典例题

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1、曲线运动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、质量m=0.2k

2、g的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx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。5、已知某船在静水中的速率为v14m/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d100m,河水的流动速度为v23m/s,方向与河岸平行。试分析:欲使船以最短时间渡过河去,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?abcd7、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L1.25cm

3、,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0 (用L、g表示),其值是。(g取9.8m/s2)9、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。11、如图在倾角为的斜面顶端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?ABCrArBrC13、如图所示的皮带传动装置中,右边两轮固定在一起同

4、轴转动,图中A、B、C三轮的半径关系为rArC2rB,设皮带不打滑,则三轮边缘上的一点线速度之比vAvBvC ,角速度之比ABC 。15、关于向心加速度,以下说法中正确的是( )A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直B. 向心加速度的方向保持不变C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心mGOFFTFT1FT2117、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( )LmA摆球受重力、拉力和向心力的作用B摆球受

5、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AB18、如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,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()AA球的线速度必定大于B球的线速度BA球的角速度必定小于B球的线速度CA球的运动周期必定小于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力答案解析1、AC【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

6、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、A【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

7、动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上)。3、C【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。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、【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

8、成。(1)由图象可知,物体在x轴上分运动的加速度大小ax=1m/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=1m/s2,方向沿x轴的正方向。则物体所受的合力F=ma=0.21N=0.2N,方向沿x轴的正方向。(2)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m/s=4m/s,方向沿y轴正方向。(3)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。(4) 4s末x和y方向的分速度是vx=at=4m/s,vy=4m/s,故物体的速度为v=,方向与x正向夹角,有tan= vy / vx=1。x和y方向的分位

9、移是 x=at2/2=8m,y=vyt=16m,则物体的位移为s=m,方向与x正向的夹角 ,有tan=y/x=2。5、图1vv1v2【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,其合速度v与分运动速度v1、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vv1sin,则船渡河所用时间为 t。图2vv1v2A显然,当sin1即90时,v最大,t最小,此时船身垂直于河岸,船头始终指向正对岸,但船实际的航向斜向下游,如图2所示。渡河的最短时间 tmins25s。船的位移为 sv

10、ttmin25m125m。船渡过河时已在正对岸的下游A处,其顺水漂流的位移为xv2tminm75m。图634v合v1v2由于v1v2,故船的合速度与河岸垂直时,船的渡河距离最短。设此时船速v1的方向(船头的指向)斜向上游,且与河岸成角,如图634所示,则cos,4124。船的实际速度为 v合m/sm/s。故渡河时间 tss38s。7、【解析】由水平方向上abbccd可知,相邻两点的时间间隔相等,设为T,竖直方向相邻两点间距之差相等,yL,则由 xaT2,得 T。时间T内,水平方向位移为x2L,所以v02m/s0.70m/s。9、AOAx1x2xO【解析】因为油滴自车厢顶部A点脱落后,由于惯性在

11、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 x1vt,竖直方向做自由落体运动hgt2,又因为车厢在水平方向做匀减速直线运动,所以车厢(O点)的位移为 x2vtat2。如图所示 xx1x2,所以油滴落地点必在O点的右方,离O点的距离为h。11、【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y=由数学关系得: (2)从抛出开始计时,经过t1时间小球离斜面的距离达到最大,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=V0tan,所以。13、【解析】A、B两轮由皮带带动一起

12、转动,皮带不打滑,故A、B两轮边缘上各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,角速度相等。由vr可知,B、C两轮边缘上各点的线速度大小不等,且C轮边缘上各点的线速度是B轮边缘上各点线速度的两倍,故有vAvBvC112。A、B两轮边缘上各点的线速度大小相等,同样由vr可知,它们的角速度与半径成反比,即 ABrBrA12。因此ABC=12215、AD【解析】 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

13、速度的合加速度的方向就不始终指向圆心。17、C【解析】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FT1与重力G平衡。18、AB【解析】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FN1FNsinmg,FN2FNcosF,所以 Fmgcot,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Fm可知,r越大,v一定较大。比较两者角速度大小时,由Fmr2可知,r越大,一定较小。比较两者的运动周期时,由Fmr()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FN都等于。mgFNFN1FN2xOy

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