物理必修2第五章曲线运动经典分类例题.doc

第五章 曲线运动经典分类例题5.1 曲线运动基础1、 知识讲解2、 【典型例题】知识点1、力和运动的关系1、曲线运动的定义：2、合外力决定运动的速度：3、合外力和速度是否共线决定运动的轨迹：4、物体做曲线运动的条件：习题1、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是在曲线的这一点的切线方向2、下列叙述正确的是：（ ）A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动B、物体在变力作用下不可能作直线运动C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动3、下列关于力和运动关系的说法中，正确的上：（ ）A 物体做曲线运动，一定受到了力的作用B 物体做匀速运动，一定没有力作用在物体上C 物体运动状态变化，一定受到了力的作用D 物体受到摩擦力作用，运动状态一定会发生改变4、下列曲线运动的说法中正确的是：（ ）A、速率不变的曲线运动是没有加速度的 B、曲线运动一定是变速运动C、变速运动一定是曲线运动 D、曲线运动一定有加速度，且一定是匀加速曲线运动5、物体受到的合外力方向与运动方向关系，正确说法是：（ ）A、相同时物体做加速直线运动 B、成锐角时物体做加速曲线运动C、成钝角时物体做加速曲线运动 D、如果一垂直，物体则做速率不变的曲线运动6某质点作曲线运动时: （ ）A 在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向B 在任意时间内位移的大小总是大于路程C 在任意时刻质点受到的合外力不可能为零 D、速度的方向与合外力的方向必不在一直线上知识点2、曲线运动的特点V0V0例题1、已知物体运动的初速度v的方向及受恒力的方向如图所示，则图6-1-1中可能正确的运动轨迹是：V0V0FFFFB DCA 例题2、.某质点在恒力 F作用下从A点沿图1中曲线运动到 B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的：（ ）A.曲线a B.曲线bC.曲线C D.以上三条曲线都不可能例题3、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用，有静止开始运动，若运动中保持力的方向不变，但F1突然增大到F1+F，则此质点以后做_ 习题：质量为m的物体受到两个互成角度的恒力F1和F2的作用，若物体由静止开始，则它将做 运动，若物体运动一段时间后撤去一个外力F1，物体做的运动是 运动。FMNMVN例题4、一个物体在光滑的水平面上以v做曲线运动，已知运动过程中只受一个恒力作用，运动轨迹如图所示，则，自M到N的过程速度大小的变化为_请做图分析:习题：如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是 （ ） AC点速率小于B点的速率BA点的加速度比C点的加速度大CC点速率大于B点的速率 D从A到C，加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大 5.2.运动的合成与分解【典型例题】例题1、如果两个不在同一直线上的分运动都是匀速直线运动，对其合运动的描述中正确的是：（ ） A 合运动一定是曲线运动 B 合运动一定是直线运动C 合运动是曲线运动或直线运动D.当两个分运动的速度数值相等时，合运动为直线运动习题：竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水和一个用红蜡做成的圆柱体，玻璃管倒置时圆柱体能匀速运动，已知圆柱体运动的速度是5cm/s，q=60，如图6-2-3(图2)所示，则玻璃管水平运动的速度是：（ ） A 5cm/s B 4.33cm/s C 2.5cm/s D 无法确定例题2、v2a关于互成角度的两个初速不为零的匀变速直线运动的合运动，下述说法正确的是：（ ）A一定是直线运动 B一定是曲线运动C可能是直线运动，也可能是曲线运动 D以上都不对习题：红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图6-2-7(21)中的：（ ）A.直线P B曲线Q C曲线R D无法确定例题3、（风速、雨速问题）火车以12m/s的速度向东行驶，雨点的速度为16m/s的速度，方向竖直向下，求：车中的人所观察到雨点的速度，方向如何？习题1、某人骑自行车以10m/s的速度在大风中向东行使，他感觉到风正以相当于车的速度从北方吹来，实际上风的速度是（ ）A14m/s，方向为南偏西45 B14m/s，方向为北偏东45C10m/s，方向为正北 D10m/s，方向为正南习题2、一人以4m/s的速度骑自行车向东行驶，感觉风是从正南吹来，当他以43m/s的速度骑行时，感觉风是从西边吹来，则实际风速和风向如何？例题4、（轻绳链接问题，绳子不可伸长）如右图所示汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达某点时，绳子与水平方向恰好成角，此时物体M的速度大小是多少？习题1：如图6-2-1所示，在河岸上用细绳拉船，使小船靠岸，拉绳的速度为v=8m/s，当拉船头的细绳与水平面的夹角为=300时，船的速度大小为_习题2、如上图所示，人在岸上用轻绳拉船，若人匀速行进，则船将做：（ ）A. 匀速运动 B. 匀加速运动 C. 变加速运动 D. 减速运动习题3、如图所示，A、B以相同的速率v下降，C以速率vx上升，绳与竖直方向夹角已知，则vx=_v习题4、质量分别为m和M的两个物体跨过定滑轮如图所示，在M沿光滑水平面运动的过程中，两物体速度的大小关系为（ ）AV1V2BV1V2CV1=V2例题5、（图像题）质量M=2kg的物体在光滑的平面上运动，其分速度Vx和Vy随时间变化的图线如图所示，求：（1）物体的初速度；（2）物体受的合力；（3）t=8s时物体的速度；（4）t=4s时物体的位移；（5）物体的轨迹方程；习题：在光滑的水平面内，一质量m1 kg的质点以速度v010 m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F5 N作用，直线OA与x轴成37角，如图6-2-9(图2 0)所示，求：（1）如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标；（2）质点经过P点时的速度？ 例题6（渡河专题）一、当船头垂直河岸时间最短例1、船以5m/s垂直河岸的速度渡河，水流的速度为3m/s，若河的宽度为100m，试分析和计算：（1）船能否垂直达到对岸；（2）船需要多少时间才能达到对岸；（3）船登陆的地点离船出发点的距离是多少？（4）设此船仍是这个速率，但是若此船要垂直达到对岸的话，船头需要向上游偏过一个角度q，求sinq.、解:习题1、某人以不变的速度垂直对岸游去，游到中间，水流速度加大，则此人渡河时间比预定时间：（ ）A. 增加 B. 减少 C. 不变 D.无法确定 2、船在静水中速度为水流速度为， B C= D无法确定6、河边有M、N两个码头，一艘轮船的航行速度恒为v1，水流速度恒为v2，若轮船在静水中航行2MN的时间是t，则 （ ）A.轮船在M、N之间往返一次的时间大于t B.轮船在M、N之间往返一次的时间小于tC.若v2越小，往返一次的时间越短 D.若v2越小，往返一次的时间越长7、某人横渡一条河流，船划行速度和水流速度一定，此人过河最短时间为T1；若此人用最短的位移过河，则需时间为T2，若船速大于水速，则船速与水速之比为_.2、 最短的位移过河的两种情况例2、船在400米宽的河中横渡，河水流速是2m/s，船在静水中的航速是4m/s，试求要使船航程最短，船头应指向何处？最短航程为多少？例3、船在400米宽的河中横渡，河水流速是4m/s，船在静水中的航速是2m/s，试求要使船航程最短，船头应指向何处？最短航程为多少？习题1、一条河宽为d ，河水流速为v1 小船在静水中的速度为v2 ，要使小船在过河中航行的路程最短，若v1v2 s=_；若v1v2 s=_ 5.3.平抛物体的运动一、平抛运动： 二、受力特点： ；加速度为：_.三、运动规律1、水平方向： ；公式为：_2、竖直方向： ；公式为：_(1)竖直方向上在连续相等时间内通过的位移之比为：YXV0O_ (2)竖直方向上在相邻且相等的时间T内通过的位移之差=_。3、即时速度： V=_ 4、V与V0的夹角：tgq=_5、总位移：S=6、x与y的夹角：tan= 7、物体运动到某一位置(X0、Y0)时的速度的反向延长线与X轴交点的坐标值为： 8、物体运动到某一位置时，速度偏转角的正切值与此刻位移和X轴之间夹角正切值的比值为：_注意：已知V0、Vy、V、x、y、S、q、t八个物理量中任意的两个，可以求出其它六个。8、平抛运动是一种 曲线运动。9、类似平抛运动：带电粒子垂直射入匀强电场，作类似平抛运动。【典型例题】例题1（匀变速曲线运动）、把物体以一定速度水平抛出。不计空气阻力，g取10，那么在落地前的任意一秒内 （ ）A物体的末速度大小一定等于初速度大小的10倍 B物质的末速度大小一定比初速度大10C物体的位移比前一秒多10m D物体下落的高度一定比前一秒多10m例题2、（平抛运动的基本计算问题）有一物体在高h处，以初速V0水平抛出，不计空气阻力，落地时速度为V1，竖直分速度Vy，水平飞行距离S，则物体在空中飞行时间（ ）。A、 B、 C、 D、习题1、一个物体以速度V0水平抛出，落地速度为V，则运动时间为：（ ）A B C D2、作平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于：( ) A.物体所受的重力和抛出点的高度 B.物体所受的重力和初速度C.物体的初速度和抛出点的高度 D.物体所受的重力、高度和初速度3、从高楼顶用30m/s的水平速度抛出一物体，落地时的速度为50m/s，求楼的高度。（取g=10m/s2）例题3、（飞机问题，平抛运动的轨迹问题）飞机在高出地面0.81km的高度，以2.5102km/h速度水平飞行，为了使飞机上投下的的炸弹落在指定目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹。习题1、从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是（ ）A从飞机上看，物体静止 B从飞机上看，物体始终在飞机的后方C从地面上看，物体做平抛运动 D从地面上看，物体做自由落体运动2、飞机以150m/s的水平速度匀速飞行，某时刻让A球下落，相隔1秒又让B球落下，不计空气阻力，在以后的运动过程中，关于A、B两球相对位置的关系，正确的结论是：（ ）AA球在B球的前下方 BA球在B球的后下方CA球在B球的正下方5m处 D以上说法都不对例题4、（平抛运动的撞球问题）在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出小两小球和，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力.要使两球在空中相遇，则必须 （ ）A甲先抛出球 B先抛出球C同时抛出两球 D使两球质量相等习题1、如图所示，甲乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，将甲乙两球分别以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（ ）A同时抛出，且v1 v2C甲先抛出，且v1 v2 D甲先抛出，且v1V2时，12 B当V1V2时，1VB B. AB C. aAaB D.压力NANB 例4、（向心力的计算）如图所示，线段OA2AB，A、B两球质量相等当它们绕0点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段的拉力TAB与TOA之比为多少?习题1、如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时：OP小球的瞬时速度突然变大小球的加速度突然变大小球的所受的向心力突然变大悬线所受的拉力突然变大A. B. C. D.习题2、两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上，用长为L的细线连接，水平杆随框架以角速度做匀速转动，两球在杆上相对静止，如图5-18所示，求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力 习题3、如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，相距20cm，用一根长为1m的细绳，一端系一只质量0.4kg的小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），然后使小球以2m/s的速率，开始在水平面上做匀速圆周运动（已知整个过程中小球的速率始终不变），若绳子能承受的最大拉力是4N，则从开始运动到绳断经历的时间是 A.s B.1.2s C.1.4s D.1.6s 习题4、如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中，正确的是 若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大转速增加，A物比B物先滑动转速增加，C物先滑动vB vA 例5、（周期问题）如图2，A、B两质点绕同一圆心沿顺时针方向做匀速圆周运动，A、B的周期分别为T1、T2，且T1T2，在某一时刻两质点相距最近时开始计时，问何时两质点再次相距最近？ 习题1、如图所示，半径为R的圆板置于水平面内，在轴心O点的正上方高h处，水平抛出一个小球，圆板做匀速转动，当圆板半径OB转到与抛球初速度方向平行时，小球开始抛出，要使小球和圆板只碰一次，且落点为B，求：(1)小球初速度的大小(2)圆板转动的角速度。 例6、临界问题的分析 （1） 无支撑物的情况 .o.图52甲 图52乙 1 如图52甲、乙 所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况临界条件 能过最高点的条件 ，此时绳或轨道对球分别产生_ 不能过最高点的条件 习题1如图所示，质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，最低点的速率为23m/s，g取10m/s2，试求：（1）小球在最高点时的细绳的拉力T1=？（2）小球在最低点时的细绳的拉力T2=？习题2.如图55所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，先给小球一初速度，使它做圆周运动。图中 a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对小球的作用力可能是：（ ）Aa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处为拉力bAa图54 图55 图53甲 图53乙（2）有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况竖直平面内的圆周运动，往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题，中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态，下面对这类问题进行简要分析。能过最高点的条件 ，此时杆对球的作用力当0V时，杆对小球的力为 其大小为_讨论：绳与杆对小球的作用力有什么不同？习题1长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图54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2.0m/s，（g=10m/s）则此时细杆OA受的（ ）A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力习题2、如图所示，小球A质量为m，固定在轻质细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动如果小球经过最高位置时，杆对球的作用力为拉力，拉力大小等于球的重力求 （1）小球经过最高位置时球的速度大小 （2）当小球经过最低点时速度为时，杆对球的作用力大小习题3、如图所示,汽车质量为1.5104 kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面.桥面圆弧半径为15m.如果桥面承受的最大压力不得超过2.0105N,汽车允许的最大速率是 m/s;汽车以此速率驶过桥面的最小压力是 N.( g取10m/s2) 平抛运动的实验专题1、（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹为了能