曲线运动题型与方法

曲线运动一、曲线运动：1曲线运动的特点：速度方向沿轨迹切线方向，方向必然时刻变化，是变速运动加速度必不为0，且指向曲线的内侧，可以是恒量也可是变量合外力必指向曲线的内侧，轨迹夹于速度方向与合外力方向之间2物体做曲线运动的条件：合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。【例题1】质点在一平面内沿曲线由P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列图象可能正确的是 ( )【例题2】一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体运动轨迹为图中实线所示.图中B为轨迹上的一点,虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域,则关于施力物体位置的判断,下面说法中正确的是 ( )A.如果这个力是引力,则施力物体一定在(4)区域 B.如果这个力是引力,则施力物体一定在(2)区域C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在(2)区域D.如果这个力是斥力,则施力物体一定在(3)区域二、运动的合成与分解：1合成与分解：是一种将复杂问题简单化的方法，逐一研究简单运动，解决复杂问题2合运动与分运动的关系： 独立性：两分运动互不干扰！研究一个分运动时，可假设另一分运动不存在等时性：是联系两分运动与合运动的扭带3处理方法：单独地考虑每个分运动，求出分运动的物理量，再合成得到合运动物理量【例题3】关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是：（ ） A.两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动 B.两个直线运动的合运动一定是直线运动 C.合运动是加速运动时，其分运动中至少有一个是加速运动 D.合运动是匀变速直线运动时其分运动中至少有一个是匀变速直线运动【例题4】如图所示，一个物体在O点以初速度v开始作曲线运动，已知物体只受到沿x轴方向的恒力F作用，则物体速度大小变化情况是( ) A.先减小后增大B.先增大后减小 C.不断增大D.不断减小三、船过河问题：1、处理方法： 2、过河时间： ，以最短时间渡河，则垂直于河岸3、最短航程：实质是合速度方向问题 当时，合速度垂直河岸航程最短，此时 当时，合速度方向与划行方向垂直，有【例题5】一快艇从离岸边100m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中的速度图象如（图甲）所示；河中各处水流速度相同，且速度图象如（图乙）所示。则( )A快艇的运动轨迹一定为直线B快艇的运动轨迹可能为直线，也可能为曲线C快艇最快到达岸边，所用的时间为20sD快艇最快到达岸边，经过的位移为100m【例题6】小船横渡一条河，船本身提供的速度大小方向都不变。已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速 ( ) A.越接近B岸水速越大 B.越接近B岸水速越小C.由A到B水速先增后减 D.水流速度恒定四、牵连速度问题：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。【例题7】两根光滑的杆互相垂直地固定在一起。上面分别穿有一个小球。小球a、b间用一细直棒相连如图。当细直棒与竖直杆夹角为时，求两小球实际速度之比vavb【例题8】如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置用来提升重物 M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方0点处,在杆的中点C处拴一细绳,通过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度缓慢转至水平(转过了90角),此过程中下述说法正确的是 ( )A.重物M做匀速直线运动B.重物M做匀变速直线运动C.重物M的最大速度是LD.重物M的速度先减小后增大五、平抛运动：1方法：分解为水平方向匀速运动和竖直方向自由落体运动（注意独立性，紧抓等时性）2推论：任意时刻速度方向偏向角的正切等于位移偏向角正切的两倍速度方向的反向延长线交入身线于水平位移中点 3常见题型：充分利用等时性：通过一个分运动确定时间，再求另一个分运动充分考虑独立性：在平抛轨迹上截取一段，求相关量充分挖掘几何关系：斜面的倾角往往是重要的突破口【例题9】如图所示，长斜面OA的倾角为，放在水平地面上，现从顶点O以速度v0平抛一小球，不计空气阻力，重力加速度为g，求小球在飞行过程中离斜面的最大距离s是多少？【例题10】如图所示，某一小球以V0=10 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球的速度与水平方向的夹角为45，在B点小球的速度与水平方向的夹角为60，空气阻力忽略不计，g=10m/s2，则以下判断正确的是（ ）A、小球经过A、B两点间的时间t=( 1) sB、小球经过A、B两点间的时间t=sC、A、B两点间的高度差为h=10mD、A、B两点间的高度差为h=15m【例题11】飞机以恒定的速度v沿水平方向飞行，高度为2000m。在飞行过程中释放一枚炸弹，经过30s后飞行员听见炸弹落地的爆炸声。假设此爆炸向空间各个方向的传播速度都为330m/s，炸弹受到的空气阻力可以忽略，求该飞机的飞行速度v？【例题12】一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出。第一只球落在自己一方场地上后，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点处。如图所示。第二只球直接擦网而过，也落在A点处。设球与地面的碰撞是完全弹性碰撞，且不计空气阻力，试求运动员击球点的高度H与网高h之比为多少？课后练习1、如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度（ ）w w w.ks5 u .c omA大小和方向均不变B大小不变，方向改变C大小改变，方向不变D大小和方向均改变 2、一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个？（ ）3、如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车下装有吊着物体B的吊钩,在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,吊钩将物体B向上吊起,A、B之间的距离以d =H - 2t2（SI）（SI表示国际单位制,式中H为吊臂离地面的高度）规律变化,则物体做 ( )A.速度大小不变的曲线运动 B.速度大小增加的曲线运动C.加速度大小方向均不变的曲线运动 D.加速度大小方向均变化的曲线运动4、如图所示，在长约80cm100cm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匀加速移动，你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下面的：（ ） 5、在民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上,弯弓放箭射击侧向的目标,假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离为d,则（ ）A.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离为B.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离为C.箭射到靶的最短时间为D.只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动合速度的大小v =6、一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示，则质点的速度（ ）A若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速7、如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度v向右匀速运动,它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时,木板开始做自由落体运动.若木板开始运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是( ) 8、如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为时，小球A的线速度大小为（ ）A B C D 9、农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示。对这一现象，下列分析正确的是 （ ）AM处是谷种，N处为瘪谷B谷种质量大，惯性大，飞得远些C谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些D谷种和瘪谷在竖直方向做自由落体运动10、如图所示,一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足 ( )A.tan=sin B.tan=cosC.tan=tan D.tan=2tan11、某同学对着墙壁练习打网球,假定球在墙面上以25 m/s的速度沿水平方向反弹,落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,球在墙面上反弹点的高度范围是( ) A. 0.8 m至1.8 m B. 0.8 m至1.6 m C. 1.0 m至1.6 m D. 1.0 m至1.8 m12、在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则 （ ）A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定13、如图所示，AB为半圆弧ACB水平直径，C为ACB弧的中点，AB=1.5m，从A点平抛出一小球，小球下落0.3s后落到ACB上，则小球抛出的初速度V0 为( )A.0.5m/s B.1.5m/s C.3m/s D.4.5m/s14、在进行飞镖训练时，打飞镖的靶上共标有10环，且第10环的半径最小，为1cm，第9环的半径为2cm，以此类推，若靶的半径为10cm，当人离靶的距离为5m，将非标对准10环中心以水平速度v投出，g=10m/s2。则下列说法中，正确的是（ ）A.当50m/s时，飞镖将射中第8环线以内B.当50m/s时，飞镖将射中第6环线上C.若要击中第10环的圆内，飞镖的速度v至少应为m/sD.若要击中靶子，飞镖的速度至少应为m/s15、一斜面固定在水平地面上，现将一小球从斜面上P点以某一初速度水平抛出，它在空中的飞行的水平位移是X1，若将初速度大小变为原来的2倍 ，空中的飞行的水平位移是 X2，不计空气阻力，假设小球落下后不反弹，则x1和x2的大小关系可能正确的是（ ）AX1=2X2 BX1=3X2 CX1=4X2 DX1=5X216、一水平放置的水管,距地面高h =1.8 m,管内横截面积S =2.0 cm2.有水从管口处以不变的速度v=2.0 m/s源源不断地沿水平方向射出,设出口处横截面上各处水的速度都相同,并假设水流在空中不散开.取重力加速度g =10 m/s2,不计空气阻力.求水流稳定后在空中有多少立方米的水. 17、如图所示，一颗子弹从水平管中射出，立即由a点射入一个圆筒，b点和a点同处于圆筒的一条直径上，已知圆筒半径为R，且圆筒以速度v向下作匀速直线运动.设子弹穿过圆筒时对子弹的作用可忽略，且圆筒足够长，OO为圆筒轴线，问:(1)子弹射入速度为多大时，它由b点上方穿出?(2)子弹射入速度为多大时，它由b点下方穿出? 18、在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为滑的道向下运动到B点后水平滑出，最后落在水池中。设滑道的水平距离为L，B点的高度h可由运动员自由调节（取g=10m/s2）。求：（1）