曲線運動中難題含答案

1、高中物理曲線運動經(jīng)典例題第I卷（選擇題）請點擊修改第I卷的文字說明一、選擇題（題型注釋）1有一條兩岸平直，河水均勻流動、流速恒為v的大河，小明駕著小船渡河，去程時船頭朝向始終與河岸垂直，回程時行駛路線與河岸垂直。去程與回程所用時間的比值為k，船在靜水中的速度大小相同，則小船在靜水中的速度大小A. B. C. D.【答案】B【解析】試題分析：設小船在靜水中的速度為v1，河岸寬為d，則根據(jù)去程的特點可知，時間為；根據(jù)回程的特點可知，時間為；因為去程與回程所用時間的比值為k，故=k，整理得v1=；故B正確?？键c：速度的合成。2如圖，這是物體做勻變速曲線運動的軌跡的示意圖。已知物體在B點的加速度方向與

2、速度方向垂直，則下列說法中正確的是AC點的速率小于B點的速率BA點的加速度比C點的加速度大CC點的速率大于B點的速率D從A點到C點加速度與速度的夾角先增大后減小，速率是先減小后增大【答案】C【解析】試題分析：質(zhì)點做勻變速曲線運動，B到C點的加速度方向與速度方向夾角小于90°，由動能定理可得，C點的速度比B點速度大，故A錯誤，C正確；質(zhì)點做勻變速曲線運動，則有加速度不變，所以質(zhì)點經(jīng)過C點時的加速度與B點相同，故B正確；若質(zhì)點從A運動到C，質(zhì)點運動到B點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則有A點速度與加速度方向夾角大于90°，BC點的加速度方向與速度方向夾角小于90°

3、;，故D錯誤；故選：C考點：勻變速曲線運動的規(guī)律.3如圖所示，有一固定的且內(nèi)壁光滑的半球面，球心為O，最低點為C，在其內(nèi)壁上有兩個質(zhì)量相同的小球（可視為質(zhì)點）A和B，在兩個高度不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，A球的軌跡平面高于B球的軌跡平面，A、B兩球與O點的連線與豎直線OC間的夾角分別為=53°和=37°，以最低點C所在的水平面為重力勢能的參考平面，則（sin 37°=，cos 37°=）（ ）AA、B兩球所受支持力的大小之比為43BA、B兩球運動的周期之比為43CA、B兩球的動能之比為169DA、B兩球的機械能之比為11251【答案】AD【解析】試題分

4、析：根據(jù)平行四邊形定則得，則故A正確根據(jù)，解則則動能之比為64：27故B、C錯誤根據(jù)得，動能，重力勢能，則機械能，則故D正確考點：考查了向心力；牛頓第二定律4如圖所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用鉛筆靠著線的左側水平向右以速度V勻速移動，運動中始終保持懸線豎直，則下列說法中正確的是（ ）A橡皮做勻速直線運動B橡皮運動的速度大小為2vC橡皮運動的速度大小為D橡皮的位移與水平成450，向右上【答案】ACD【解析】試題分析：橡皮參與了水平向右和豎直向上的分運動，如圖所示，兩個方向的分運動都是勻速直線運動，和恒定，則恒定，則橡皮運動的速度大小和方向都不變，做勻速直線運動，豎直方向上也做勻速直線運動，兩

5、個方向的速度大小相同，為v兩個勻速直線運動的合運動還是勻速直線運動，合速度，B錯誤，C正確；橡皮的位移與水平方向的夾角為，則，故，所以D正確?？键c：考查了運動的合成與分解5如圖所示，在O點從t0時刻沿光滑斜面向上拋出的小球，通過斜面末端P后到達空間最高點Q。下列圖線是小球沿x方向和y方向分運動的速度時間圖線，其中正確的是OyxQPOvxt(A)tPtQ(B)OvxttPtQt(C)OvytPtQ(D)OvyttPtQ【答案】AD【解析】試題分析：據(jù)題意，小球被拋出后，沿斜面向上運動過程中受到重力和支持力，將支持力分解到豎直y方向和水平x方向，則y方向合力為：，x方向合力為：，所以y方向小球向上

6、做勻減速直線運動，x方向小球向右做勻減速直線運動；當小球離開斜面后，小球只受到重力，豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做勻速直線運動；即在小球離開斜面前豎直方向加速度小于離開斜面后的加速度，水平方向先做勻減速直線運動后做勻速直線運動，故選項A、D正確。考點：本題考查運動的分解和速度時間圖像。6A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個點，ABBCCD，E點在D點的正上方，與A等高從E點以一定的水平速度拋出質(zhì)量相等的兩個小球，球1落在B點，球2落在C點，關于球1和球2從拋出到落在斜面上的運動過程()A球1和球2運動的時間之比為21B球1和球2動能增加量之比為12C球1和球2拋出時初速度之比

7、為21D球1和球2運動時的加速度之比為12【答案】BC【解析】試題分析：因為，則的高度差是高度差的2倍，根據(jù)得，解得運動的時間比為，故A錯誤；根據(jù)動能定理得，知球1和球2動能增加量之比為1：2，故B正確；AC在水平方向上的位移是AB在水平方向位移的2倍，結合，解得初速度之比為，故C正確；平拋運動的加速度為g，兩球的加速度相同，故D錯誤。考點：考查了平拋運動規(guī)律的應用，動能定理7某娛樂項目中，參與者拋出一小球去撞擊觸發(fā)器，從而進入下一關現(xiàn)在將這個娛樂項目進行簡化，假設參與者從觸發(fā)器的正下方以v的速率豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器若參與者仍在剛才的拋出點，沿A、B、C、D四個不同的光滑軌道分別

8、以速率v拋出小球，如圖所示則小球能夠擊中觸發(fā)器的是（）【答案】CD【解析】試題分析：由題可知，小球的機械能守恒，擊中觸發(fā)器時速度剛好為零，A中小球到達最高點需要有不小于的速度，B中小球脫離斜面后開始斜上拋，最高點速度也不為零，故這兩種情況均不能使小球到達剛才的高度，而CD兩個裝置可以使小球最高點速度為零，故能到達觸發(fā)器的高度?？键c：豎直面內(nèi)的圓周運動、拋體運動、機械能守恒8如圖所示，洗衣機的脫水桶采用帶動衣物旋轉的方式脫水，下列說法中錯誤的是A脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的B水會從桶中甩出是因為水滴受到向心力很大的緣故C加快脫水桶轉動角速度，脫水效果會更好D靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫

9、水效果好【答案】D【解析】試題分析：脫水過程中，衣物做離心運動而甩向桶壁，故A正確；水滴依附的附著力是一定的，當水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，故B錯；，增大會使向心力F增大，而轉筒有洞，不能提供足夠大的向心力，水滴就會被甩出去，增大向心力，會使更多水滴被甩出去，故C正確中心的衣服，R比較小，角速度一樣，所以向心力小，脫水效果差，故D正確。考點：考查了離心現(xiàn)象9如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉動，盤面上離轉軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），盤面與水平面的夾角為3

10、0°，g取10m/s2。則的最大值是 （ ）A        B C        D【答案】C【解析】試題分析：當物體轉到圓盤的最低點，所受的靜摩擦力沿斜面向上達到最大時，角速度最大，由牛頓第二定律得：則，C正確。考點：考查了勻速圓周運動，牛頓第二定律10如圖所示，甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊，甲圓盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉動，接觸處無相對滑動。甲圓盤與乙圓盤的半徑之比為r甲r乙31，兩圓盤和小物體m1、m2之間的動摩擦因數(shù)相同，m1距O點為2r

11、，m2距O點為r，當甲緩慢轉動起來且轉速慢慢增加時（ ） A滑動前m1與m2的角速度之比1213 B滑動前m1與m2的向心加速度之比a1a213C隨轉速慢慢增加，m1先開始滑動 D隨轉速慢慢增加，m2先開始滑動【答案】AD【解析】試題分析：甲、乙兩輪子邊緣上的各點線速度大小相等，有：13r=2r，則得甲：乙=1：3，所以物塊相對盤開始滑動前，m1與m2的角速度之比為1：3故A正確；物塊相對盤開始滑動前，根據(jù)a=2r得：m1與m2的向心加速度之比為 a1：a2=122r：22r=2：9，故B錯誤根據(jù)mg=mr2知，臨界角速度，可知甲乙的臨界角速度之比為1：，甲乙線速度相等，甲乙的角速度之比為甲：

12、乙=1：3，可知當轉速增加時，乙先達到臨界角速度，所以乙先開始滑動故D正確，C錯誤故選：AD考點：圓周運動；牛頓定律；向心加速度。11近年來我國高速鐵路發(fā)展迅速，現(xiàn)已知某新型國產(chǎn)機車總質(zhì)量為m，如圖已知兩軌間寬度為L，內(nèi)外軌高度差為h，重力加速度為g，如果機車要進入半徑為R的彎道，請問，該彎道處的設計速度最為適宜的是（ ） A B C D 【答案】A【解析】試題分析：轉彎中，當內(nèi)外軌對車輪均沒有側向壓力時，火車的受力如圖，由牛頓第二定律得：，又，解得：故A正確考點：牛頓定律及向心力。12如圖所示，質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一質(zhì)量為m的小球，今使小球在水平面內(nèi)做半徑

13、為R的勻速圓周運動，角速度為.則下列說法正確的是（重力加速度為g） （ ）A球所受的合外力大小為B球所受的合外力大小為C球對桿作用力的大小為 D球對桿作用力的大小為【答案】AD【解析】試題分析：由牛頓定律可知，球所受的合外力大小為，選項A 正確，B錯誤；根據(jù)平行四邊形法則可知，球對桿作用力的大小為，選項D 正確，C錯誤?？键c：向心力；牛頓定律的應用。13在光滑桿上穿著兩個小球m1、m2，且m1=2m2，用細線把兩球連起來，當盤架勻速轉動時，兩小球剛好能與桿保持無相對滑動，如右圖所示，此時兩小球到轉軸的距離r1與r2之比為（ ）A、11 B、1 C、21 D、12【答案】D【解析】試題分析：由于

14、細線的拉力等于兩球做圓周運的向心力，則，故，選項D 正確?？键c：圓周運動的向心力。14如圖所示，輕桿長為3L，在桿的AB兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑的水平轉動軸上，外界給予系統(tǒng)一定的能量后，桿和球在豎直面內(nèi)轉動在轉動的 過程中，忽略空氣的阻力若球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力，則下列說法正確的是（ ）A球B在最高點時速度為零 B此時球A的速度也為零C球B在最高點時，桿對水平軸的作用力為1.5mg D球B轉到最高點時，桿對水平軸的作用力為3mg【答案】C【解析】試題分析：球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力，即重力恰好提供向心力，,A錯；A、B的

15、角速度相等，由v=r，得 ，B錯；球B在最高點時，對桿無作用力，對A球由牛頓第二定律有,解得T =1.5mg，C對，D錯，所以本題選擇C?？键c：向心力 牛頓第二定律15如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點，初始時刻小球靜止于P點，第一次小球在水平拉力F作用下，從P點緩慢地移動到Q點，此時輕繩與豎直方向夾角為，張力大小為T1，第二次在水平恒力F 作用下，從P點開始運動并恰好能到達Q點，至Q點時輕繩中的張力大小為T2，關于這兩個過程，下列說法中正確的是（不計空氣阻力，重力加速度為g）（ ）A第一個過程中，拉力F在逐漸變大，且最大值一定大于F B兩個過程中，輕繩的張力均變大CT1，T

16、2mgD第二個過程中，重力和水平恒力F 的合力的功率先增大后減小【答案】 AC【解析】試題分析：第一次小球緩慢移動，因此，小球處于平衡狀態(tài)，解得Fmgtan，繩中張力Tmg/cos，隨著的逐漸增大，力F、T逐漸增大，當時，有：Fmmgtan，T1mg/cos，在第二次運動過程中，根據(jù)動能定理有：mgl（1cos）F lsin0，解得：F mg，故選項A正確；此過程中，小球恰能到達Q點，說明vQ0，根據(jù)牛頓第二定律可知，在球運動軌跡法線方向上有：T2mgcosF sin0，解得：T2mg，故選項C正確；在第二次運動過程中，根據(jù)平行四邊形定則可知，重力與水平拉力的合力為：mg/cos，恒定不變，方

17、向與豎直方向成角，整個過程中小球先加速后減速，當小球運動至輕繩與豎直方向成角時，速度最大，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式可知，此時輕繩中的拉力亦最大，故選項B錯誤；在O點、Q點和速度最大點這三點處，重力與水平拉力合力的瞬時功率為零，其它位置不為零，因此此過程中的功率是先增大后減小，再增大再減小，故選項D錯誤?？键c：本題主要考查了共點力平衡條件、牛頓第二定律、向心力公式、動能定理的應用及瞬時功率的計算問題。16 如圖所示，汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連接點距滑輪頂點高都為h，開始時物體靜止于A，滑輪兩側的繩都豎直繃緊，汽車以v向右勻速運動，至汽車與連接的細繩水

18、平方向的夾角為30°，則 ( )A運動過程中，物體m一直做加速運動B運動過程中，細繩對物體的拉力總是等于mgC在繩與水平方向的夾角為30°時，物體m上升的速度為v/2D在繩與水平方向的夾角為30°時，拉力功率大于mgv【答案】 AD【解析】試題分析:貨物速度為：v0=vcos，由于逐漸變小，故貨物加速上升，故A正確；貨物加速上升，物體處于超重狀態(tài)，細繩對物體的拉力總是大于mg，故B錯誤；C、由A分析知，當=30°時，貨物速度為，故C錯誤；由于拉力大于mg，在繩與水平方向的夾角為30°時，拉力功率大于，故D正確?？键c：運動的合成和分解17飛機現(xiàn)已

19、廣泛應用于突發(fā)性災難的救援工作，如圖所示為救助飛行隊將一名在海上身受重傷、生命垂危的漁民接到岸上的情景。為了達到最快速的救援效果，飛機一邊從靜止勻加速收攏纜繩提升傷員，將傷員接進機艙，一邊沿著水平方向勻速飛向岸邊。則傷員的運動軌跡是【答案】B【解析】試試題分析：豎直方向，勻速直線運動，所以有 ，水平方向，勻速直線運動，所以有 由這兩個式子可得： ，因此軌跡是開口向上的拋物線，選B?？键c：運動的合成與分解18一質(zhì)量為2kg的物體在如圖甲所示的xOy平面上運動，在x方向的v t圖象和y方向的s t圖象分別如圖乙、丙所示，下列說法正確的是t/sv/(m·s-2)1284Ot/ss/m128

20、4OxyO甲乙丙A前2s內(nèi)物體做勻變速直線運動B物體的初速度為8m/sC2s末物體的速度大小為8m/sD前2s內(nèi)物體所受的合外力大小為8N 【答案】D【解析】試題分析：由v t圖可知，物體在x方向上初速度為8m/s的勻減速直線運動，而在y方向上，物體做速度為4m/s的勻速運動，合力與速度方向不在一條直線上，在前2s內(nèi)物體做勻變速的曲線運動，A錯誤；物體的初速度為水平速度和豎直速度的合速度，故初速度為4m/s，故B錯誤；2s末的物體的速度只有豎直分速度，速度為4m/s，C錯誤；前2s內(nèi)物體的加速度為4m/s2，故由牛頓第二定律可知，其合力F=ma=8N，D正確?？键c：本題考查運動的合成與分解、做

21、曲線運動的條件。19如圖所示，套在豎直細桿上的環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連。由于B的質(zhì)量較大，故在釋放B后，A將沿桿上升，當A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時，其上升速度，若這時B的速度為，則（ ）ABA=0 B C D【答案】A【解析】試題分析：環(huán)A沿豎直細桿上升的速度，可以分解為兩個分速度，一個是沿著繩子方向的速度，一個是垂直于繩子方向的速度，若A的速度為v1，B的速度為v2，則速度之間的關系是，其中是繩子與豎直細桿之間的夾角，當繩子水平的時刻，角度為90°，選項A正確?？键c：本題考查速度的分解。第II卷（非選擇題）請點擊修改第II卷的文字說明二、填空題（題型

22、注釋）三、實驗題（題型注釋）評卷人得分四、計算題（題型注釋）20如圖所示，一水平傳送帶始終保持著大小為v04m/s的速度做勻速運動。在傳送帶右側有一半圓弧形的豎直放置的光滑圓弧軌道，其半徑為R=0.2m，半圓弧形軌道最低點與傳送帶右端B銜接并相切，一小物塊無初速地放到皮帶左端A處，經(jīng)傳送帶和豎直圓弧軌道至最高點C。已知當A、B之間距離為s=1m時，物塊恰好能通過半圓軌道的最高點C，（g=10m/s2）則：(1) 物塊至最高點C的速度v為多少? (2) 物塊與皮帶間的動摩擦因數(shù)為多少？(3) 若只改變傳送帶的長度，使滑塊滑至圓弧軌道的最高點C 時對軌道的壓力最大，傳送帶的長度應滿足什么條件？【答

23、案】（1）（2）（3）【解析】試題分析：（1）設小物塊質(zhì)量為m,至最高點C的速度為v （2分）m/s（1分）（2）至B點的速度為vB（1分） m /s（1分）因為 < v0（1分） （2分）得 （1分）（3）設剛好到達B點的最大速度為4m/s，則，解得：所以考點：考查了動能定理，圓周運動，牛頓第二定律的應用21（12分）如圖，一個質(zhì)量為06kg 的小球以某一初速度從P點水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓?。ú挥嬁諝庾枇?，進入圓弧時無機械能損失）。已知圓弧的半徑R=03m ，=60 0，小球到達A點時的速度 v=4 m/s 。（取g =10 m/s2）求：（1）小球做平拋

24、運動的初速度v0 ；（2）P點與A點的水平距離和豎直高度；（3）小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力?！敬鸢浮浚?）2m/s ；（2）h=0.6m；（3）8N.【解析】試題分析：（1）小球恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧，則小球到A點的速度與水平方向的夾角為，所以：v0=vx=vAcos=4×0.5m/s=2m/s  （2） 由平拋運動的規(guī)律得：x=v0t，vy=gt，vy2=2gh代入數(shù)據(jù)，解得：h=0.6m，（3）從A到C的運動過程中，運用動能定理得：代入數(shù)據(jù)解之得：，由圓周運動向心力公式得： 代入數(shù)據(jù)解之得：NC=8N由牛頓第三定律，小球對軌道的壓力為8N，方向豎直