曲线运动中难题(含答案).pdf
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1、试卷第 1 页,总 15 页高中物理曲线运动经典例题高中物理曲线运动经典例题第第 I I 卷(选择题)卷(选择题)请点击修改第 I 卷的文字说明一、选择题(题型注释)一、选择题(题型注释)1有一条两岸平直,河水均匀流动、流速恒为 v 的大河,小明驾着小船渡河,去程时船头朝向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为 k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小A.B.C.D.12kkv21kv21kkv12kv【答案】B【解析】试题分析:设小船在静水中的速度为 v1,河岸宽为 d,则根据去程的特点可知,时间为;根据回程的特点可知,时间为;因为去程与回程所用时
2、间的比值为1dv221dvvk,故=k,整理得 v1=;故 B 正确。2211vvv21kv考点:速度的合成。2如图,这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 点的速率小于 B 点的速率BA 点的加速度比 C 点的加速度大CC 点的速率大于 B 点的速率D从 A 点到 C 点加速度与速度的夹角先增大后减小,速率是先减小后增大【答案】C【解析】试题分析:质点做匀变速曲线运动,B 到 C 点的加速度方向与速度方向夹角小于 90,由动能定理可得,C 点的速度比 B 点速度大,故 A 错误,C 正确;质点做匀变速曲线运动,则有加速度
3、不变,所以质点经过 C 点时的加速度与 B 点相同,故 B 正确;若质点从 A 运动到 C,质点运动到 B 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则有 A 点速度与加速度方向夹角大于 90,BC 点的加速度方向与速度方向夹角小于 90,故 D错误;故选:C考点:匀变速曲线运动的规律.3如图所示,有一固定的且内壁光滑的半球面,球心为 O,最低点为 C,在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A 和 B,在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动,A 球的轨迹平面高于 B 球的轨迹平面,A、B 两球与 O 点的连线与竖直线 OC 间的夹角分别为=53和=37,以最低点 C 所在的水平面为重力势能的
4、参考平面,则试卷第 2 页,总 15 页(sin 37=,cos 37=)()3545AA、B 两球所受支持力的大小之比为 43BA、B 两球运动的周期之比为 43CA、B 两球的动能之比为 169DA、B 两球的机械能之比为 11251【答案】AD【解析】试题分析:根据平行四边形定则得,则故 A 正mgNcos374533ABNcosNcos确根据,解222()vmgtanmmrrRsinrT,则则动能之比为2RcosvgRsin tanTg,643272AABBvTvT,64:27故 B、C 错误根据得,动能,2vmgtanmr21122kEmvmgRsin tan重力势能,则机械能,则1
5、PEmgRcos()1(1)2EmgRsin tancos故 D 正确11251ABEE考点:考查了向心力;牛顿第二定律4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以速度 V 匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则下列说法中正确的是()A橡皮做匀速直线运动B橡皮运动的速度大小为 2vC橡皮运动的速度大小为2vD橡皮的位移与水平成 450,向右上【答案】ACD【解析】试题分析:橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,试卷第 3 页,总 15 页两个方向的分运动都是匀速直线运动,和恒定,则恒定,则橡皮运动的速度xvyvv合大小和方向都不变,做匀速直线运动,竖直方向上也
6、做匀速直线运动,两个方向的速度大小相同,为 v两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动,合速度,B 错误,C 正确;橡皮的位移与水平方向的夹角为,则222vvvv合,故,所以 D 正确。tan1yxvv045考点:考查了运动的合成与分解5如图所示,在 O 点从 t0 时刻沿光滑斜面向上抛出的小球,通过斜面末端 P 后到达空间最高点 Q。下列图线是小球沿 x 方向和 y 方向分运动的速度时间图线,其中正确的是OyxQPOvxt(A)tPtQ(B)OvxttPtQt(C)OvytPtQ(D)OvyttPtQ【答案】AD【解析】试题分析:据题意,小球被抛出后,沿斜面向上运动过程中受到重力和支持力,将
7、支持力分解到竖直 y 方向和水平 x 方向,则 y 方向合力为:,x 方向合力yyGNma为:,所以 y 方向小球向上做匀减速直线运动,x 方向小球向右做匀减速直xxNma线运动;当小球离开斜面后,小球只受到重力,竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做匀速直线运动;即在小球离开斜面前竖直方向加速度小于离开斜面后的加速度,水平方向先做匀减速直线运动后做匀速直线运动,故选项 A、D 正确。考点:本题考查运动的分解和速度时间图像。6A、D 分别是斜面的顶端、底端,B、C 是斜面上的两个点,ABBCCD,E 点在 D点的正上方,与 A 等高从 E 点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球 1 落在 B
8、 点,球 2 落在 C 点,关于球 1 和球 2 从抛出到落在斜面上的运动过程()试卷第 4 页,总 15 页A球 1 和球 2 运动的时间之比为 21B球 1 和球 2 动能增加量之比为 12C球 1 和球 2 抛出时初速度之比为 212D球 1 和球 2 运动时的加速度之比为 12【答案】BC【解析】试题分析:因为,则的高度差是高度差的 2 倍,根据得,2ACABACAB212hgt,解得运动的时间比为,故 A 错误;根据动能定理得,知2htg12:kmghE 球 1 和球 2 动能增加量之比为 1:2,故 B 正确;AC 在水平方向上的位移是 AB 在水平方向位移的 2 倍,结合,解得初
9、速度之比为,故 C 正确;平抛运动的加0 xv t2 21:速度为 g,两球的加速度相同,故 D 错误。考点:考查了平抛运动规律的应用,动能定理7某娱乐项目中,参与者抛出一小球去撞击触发器,从而进入下一关现在将这个娱乐项目进行简化,假设参与者从触发器的正下方以 v 的速率竖直上抛一小球,小球恰好击中触发器若参与者仍在刚才的抛出点,沿 A、B、C、D 四个不同的光滑轨道分别以速率 v 抛出小球,如图所示则小球能够击中触发器的是()【答案】CD【解析】试题分析:由题可知,小球的机械能守恒,击中触发器时速度刚好为零,A 中小球到达最高点需要有不小于的速度,B 中小球脱离斜面后开始斜上抛,最高点速度也
10、gr不为零,故这两种情况均不能使小球到达刚才的高度,而 CD 两个装置可以使小球最高点速度为零,故能到达触发器的高度。考点:竖直面内的圆周运动、抛体运动、机械能守恒8如图所示,洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中错误的是A脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的试卷第 5 页,总 15 页B水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故C加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好D靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好【答案】D【解析】试题分析:脱水过程中,衣物做离心运动而甩向桶壁,故 A 正确;水滴依附的附着力是一定的,当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时,水滴被甩掉,故 B 错
11、;,增大会使向心力 F 增大,而转筒有洞,不能提供足够大的向心2FmamR力,水滴就会被甩出去,增大向心力,会使更多水滴被甩出去,故 C 正确中心的衣服,R 比较小,角速度一样,所以向心力小,脱水效果差,故 D 正确。考点:考查了离心现象9如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度 转动,盘面上离转轴距离 2.5m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为 30,g 取3210m/s2。则 的最大值是()A B C D【答案】C【解析】试题分析:当物体转到圆盘的最低点,所受的静摩擦力沿斜面向上达到
12、最大时,角速度最大,由牛顿第二定律得:则23030mgcosmgsinmr,C 正确。33110()3030222/1/2.5gcossinrad srad sr考点:考查了匀速圆周运动,牛顿第二定律10如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一块,甲圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲转动,接触处无相对滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为 r甲r乙31,两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同,m1距 O 点为 2r,m2距 O点为 r,当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时()A滑动前 m1与 m2的角速度之比 1213 B滑动前 m1与 m2的向心加速度之比 a1a213C随转速慢慢增加,m1先开始滑动 试卷第
13、 6 页,总 15 页D随转速慢慢增加,m2先开始滑动【答案】AD【解析】试题分析:甲、乙两轮子边缘上的各点线速度大小相等,有:13r=2r,则得 甲:乙=1:3,所以物块相对盘开始滑动前,m1与 m2的角速度之比为 1:3故 A 正确;物块相对盘开始滑动前,根据 a=2r 得:m1与 m2的向心加速度之比为 a1:a2=122r:22r=2:9,故 B 错误根据 mg=mr2知,临界角速度,gr=可知甲乙的临界角速度之比为 1:,甲乙线速度相等,甲乙的角速度之比为 甲:3乙=1:3,可知当转速增加时,乙先达到临界角速度,所以乙先开始滑动故 D 正确,C 错误故选:AD考点:圆周运动;牛顿定律
14、;向心加速度。11近年来我国高速铁路发展迅速,现已知某新型国产机车总质量为 m,如图已知两轨间宽度为 L,内外轨高度差为 h,重力加速度为 g,如果机车要进入半径为 R 的弯道,请问,该弯道处的设计速度最为适宜的是()A B C D 22hLgRh22RLgRhhhLgR22LgRh【答案】A【解析】试题分析:转弯中,当内外轨对车轮均没有侧向压力时,火车的受力如图,由牛顿第二定律得:,又,2tanvmgmR=22tanhLh=-解得:故 A 正确4kdQES=22gRhvLh=-考点:牛顿定律及向心力。12如图所示,质量不计的轻质弹性杆 P 插入桌面上的小孔中,杆的另一端套有一质量为 m 的小
15、球,今使小球在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,角速度为.则下试卷第 7 页,总 15 页列说法正确的是(重力加速度为 g)()A球所受的合外力大小为Rm2B球所受的合外力大小为242RgmC球对杆作用力的大小为 242RgmD球对杆作用力的大小为224gRm【答案】AD【解析】试题分析:由牛顿定律可知,球所受的合外力大小为,选项 A 正确,B 错误;2mR根据平行四边形法则可知,球对杆作用力的大小为,选项 D 正确,C 错误。22242()FFmgm gR=+=+合考点:向心力;牛顿定律的应用。13在光滑杆上穿着两个小球 m1、m2,且 m1=2m2,用细线把两球连起来,当盘架匀速转动时
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