曲线运动经典例题
《曲线运动》专题训练
《曲线运动》专题训练1、小钢球m以初速度V0在光滑水平面上运动，后受到磁极的侧向作用力而做曲线运动，从M点运动到N点，如图所示.过轨迹上M、N两点的切线MM′和NN′将轨迹MN上方的空间划分为四个区域，由此可知，磁铁可能处在哪个区域（）A.①区B.③C.②或④区D.均不可能【解析】曲线运动中，物体的运动轨迹偏向合力所指的方向；由图可知，磁铁只能在轨迹MN下方的区域内，故答案只能选D.【答案】 D2、（2012·南京模拟）一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点在y方向的分运动的描述正确的是（）A.匀速运动B.先匀速运动后加速运动C.先加速运动后减速运动D.先减速运动后加速运动【解析】依题意知，质点沿x轴方向做匀速直线运动，故该方向上质点所受外力Fx=0；由图象看出，沿y轴方向，质点运动的轨迹先向y轴负方向弯曲后向y轴正方向弯曲；由质点做曲线运动的条件以及质点做曲线运动时轨迹弯曲方向与所受外力的关系知，沿y轴方向，该质点先受沿y轴负方向的力，后受沿y 轴正方向的力，即质点沿y轴方向先做减速运动后做加速运动.【答案】 D3、（2013届汉中质检）一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x 方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图4-1-15所示.关于物体的运动，下列说法正确的是（）A.物体做曲线运动B.物体做直线运动C.物体运动的初速度大小是50m/sD.物体运动的初速度大小是10m/s【解析】由v-t图象可以看出，物体在x方向做匀速直线运动，在y方向做匀变速直线运动，故物体做曲线运动，A正确，B错误；物体的初速度为v0= v2x+v2y= 302+ -402m/s=50m/s，C正确，D错误.【答案】AC4、（2013届高新一中检测）唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽150m的河，他们在静水中划船的速度为5m/s，现在他们观察到河水的流速为4m/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是（）A.唐僧说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船B.悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船C.沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D.八戒说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的【解析】当船朝正对岸运动时，渡河所用时间最短，B正确；由于船在静水中的速度大于水流速度，故船可以到达正对岸，但此时船头应斜向上游，C、D 错误.【答案】 B5、如图4-1-16为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（）A.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比D点的加速度大D.从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小【解析】质点做匀变速曲线运动，合力的大小与方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D的过程，合力做正功，速率增大，A正确；A点的加速度方向与过A点的切线即速度方向夹角大于90°，B错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D错误.【答案】 A6、（2013届咸阳模拟）如图4-1-18所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物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O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M.C点与O点距离为l，现在对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ω缓缓转至水平位置（转过了90°角），此过程中下列说法正确的是（）A.重物M匀速上升B.重物M匀加速上升C.重物M的最大速度是ωlD.重物M的速度先减小后增大【解析】由题意知，C点的速度大小为vC=ωl，设vC与绳之间的夹角为θ，把vC沿绳和垂直绳方向分解可得，v绳=vCcosθ，在转动过程中θ先减小到零再增大，故v绳先增大后减小，重物M做变加速运动，其最大速度为ωl，C正确.【答案】C。
物理曲线运动专项习题及答案解析
解得：
mg=m v2p R
vP gR 100.4 2m/s
（2）物块从 D 到 P 的过程，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：
Ep=mg（sDC+sCB）sin37°+mgR（1+cos37°）+ 1 mvP2． 2
【答案】（1）滑块 B 与小球第一次碰前的速度为 95 m/s，碰后的速度为 0；（2）滑块 B
与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力 48N；（3）小球做完整圆周运动的次数为 10 次。 【解析】 【详解】 （1）滑块将要与小球发生碰撞时速度为 v1，碰撞后速度为 v1′，小球速度为 v2 根据能量守恒定律，得：
Ep=32.8J （3）为保证物块沿原轨道返回，物块滑到与圆弧轨道圆心等高处时速度刚好为零，根据能
量守恒定律得：
解得：
Ep=mg（sDC+s′CB）sin37°+mgR（1+cos37°）
s′CB=2.0m 点睛：本题综合考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律的综合，关键是搞清物体运动的物
理过程；知道圆周运动向心力的来源，即径向的合力提供向心力．
mvC2 2
1 2
mvB2
代入数据解得：L=10m
2．如图所示，一质量 M=4kg 的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉 挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道 BC 和水平粗糙轨道 CD 组成，BC 与 CD 相切于 C，圆弧 BC 所对圆心角 θ＝37°，圆弧半径 R=2.25m，滑动摩擦因数 μ=0.48。质量 m=1kg 的小物块 从某一高度处的 A 点以 v0＝4m/s 的速度水平抛出，恰好沿切线方向自 B 点进入圆弧轨道， 最终与小车保持相对静止。取 g＝10m/s2，sin37°=0.6，忽略空气阻力，求:
高考物理曲线运动题20套(带答案)
高考物理曲线运动题20 套( 带答案 )一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如下图，一箱子高为H．底边长为L，一小球从一壁上沿口 A 垂直于箱壁以某一初速度向对面水平抛出，空气阻力不计。
设小球与箱壁碰撞前后的速度大小不变，且速度方向与箱壁的夹角相等。
（1）若小球与箱壁一次碰撞后落到箱底处离 C 点距离为，求小球抛出时的初速度v0；（2）若小球正好落在箱子的 B 点，求初速度的可能值。
【答案】（ 1）（ 2）【分析】【剖析】（1）将整个过程等效为完好的平抛运动，联合水平位移和竖直位移求解初速度；（2）若小球正好落在箱子的 B 点，则水平位移应当是2L 的整数倍，经过平抛运动公式列式求解初速度可能值。
【详解】（1）本题能够当作是无反弹的完好平抛运动，则水平位移为： x＝＝v0t竖直位移为： H＝ gt2解得： v0＝；（2）若小球正好落在箱子的 B 点，则小球的水平位移为：x′＝2nL（ n＝ 1.2.3 ）同理： x′＝2nL＝v′H＝20t，gt ′解得：（ n＝ 1.2.3 ）2．如下图 ,固定的圆滑平台上固定有圆滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m, 平台上静止搁置着两个滑块 A、B,m A=0.1kg,m B=0.2kg,两滑块间夹有少许炸药 ,平台右边有一带挡板的小车,静止在圆滑的水平川面上．小车质量为M=0.3kg,车面与平台的台面等高 ,小车的上表面的右边固定一根轻弹簧 ,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点 P 与 Q 点之间是粗拙的 ,PQ 间距离为 L 滑块 B 与 PQ 之间的动摩擦因数为μ=0.2,Q 点右边表面是圆滑的．点燃炸药后,A、B 分别瞬时 A 滑块获取向左的速度v A=6m/s, 而滑块 B 则冲向小车．两滑块都能够看作质点,炸药的质量忽视不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2．求 :(1)滑块 A 在半圆轨道最高点对轨道的压力;(2)若 L=0.8m, 滑块 B 滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；(3)要使滑块 B 既能挤压弹簧 ,又最后没有滑离小车,则小车上PQ 之间的距离L 应在什么范围内【答案】（ 1） 1N，方向竖直向上（ 2）E P0.22 J（3） 0． 675m＜ L＜1． 35m【分析】【详解】(1)A 从轨道最低点到轨道最高点由机械能守恒定律得：1m A v A21m A v2m A g 2R22在最高点由牛顿第二定律：v2m A g F N m A滑块在半圆轨道最高点遇到的压力为：F N=1NR由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为1N，方向向上（2）爆炸过程由动量守恒定律：m A v A m B v B解得： v B=3m/s滑块 B 冲上小车后将弹簧压缩到最短时，弹簧拥有最大弹性势能，由动量守恒定律可知：m B v B（ m B M )v共由能量关系：E P 1m B v B21(m B M )v共2 - m BgL22解得 E P=0.22J(3)滑块最后没有走开小车，滑块和小车拥有共同的末速度，设为u，滑块与小车构成的系统动量守恒，有：m B v B（ m B M )v若小车 PQ 之间的距离 L 足够大，则滑块还没与弹簧接触就已经与小车相对静止，设滑块恰巧滑到 Q 点，由能量守恒定律得：m B gL11m B v B21(m B M )v2 22联立解得：L1=1.35m若小车 PQ 之间的距离L 不是很大，则滑块必定挤压弹簧，因为Q 点右边是圆滑的，滑块必定被弹回到PQ 之间，设滑块恰巧回到小车的左端P 点处，由能量守恒定律得：2 m B gL21m B v B21(m B M )v2 22联立解得：L2=0.675m综上所述，要使滑块既能挤压弹簧，又最后没有走开小车，PQ 之间的距离L 应知足的范围是 0.675m ＜L＜ 1.35m3．如下图，圆弧轨道AB 是在竖直平面内的1圆周，B点离地面的高度h=0.8m，该处切4线是水平的，一质量为m=200g 的小球（可视为质点）自 A 点由静止开始沿轨道下滑（不计小球与轨道间的摩擦及空气阻力），小球从 B 点水平飞出，最后落到水平川面上的D 点．已知小物块落地址 D 到 C点的距离为x=4m，重力加快度为g=10m/ s2．求：（1）圆弧轨道的半径（2）小球滑到 B 点时对轨道的压力．【答案】（1）圆弧轨道的半径是 5m．（2）小球滑到 B 点时对轨道的压力为 6N，方向竖直向下．【分析】（1）小球由 B 到 D 做平抛运动，有： h= 1gt22Bx=v t解得：v B xg104210m / s 2h0.8A 到B 过程，由动能定理得：1mgR= mv B2-02解得轨道半径R=5m2（2）在 B 点，由向心力公式得：N mg mv BR 解得： N=6N依据牛顿第三定律，小球对轨道的压力N =N=6N ，方向竖直向下点睛：解决本题的重点要剖析小球的运动过程，掌握每个过程和状态的物理规律，掌握圆周运动靠径向的协力供给向心力，运用运动的分解法进行研究平抛运动．4． 如下图，一半径r ＝ 0.2 m 的 1/4 圆滑圆弧形槽底端 B 与水平传递带相接，传递带的运行速度为 v 0＝ 4 m/s ，长为 L ＝1.25 m ，滑块与传递带间的动摩擦因数μ＝ 0.2， DEF 为固定于竖直平面内的一段内壁圆滑的中空方形细管， EF 段被弯成以 O 为圆心、半径 R ＝ 0.25 m的一小段圆弧，管的D 端弯成与水平传带 C 端光滑相接， O 点位于地面， OF 连线竖直．一质量为 M ＝ 0.2 kg 的物块 a 从圆弧顶端 A 点无初速滑下，滑到传递带上后做匀加快运动，事后滑块被传递带送入管 DEF ，已知 a 物块可视为质点， a 横截面略小于管中空部分的横截面，重力加快度 g 取 10 m/s 2．求：(1)滑块 a 抵达底端 B 时的速度大小 v ；B(2)滑块 a 刚抵达管顶 F 点时对管壁的压力． 【答案】（ 1） v B 2m / s （2） F N 1.2N【分析】试题剖析：（ 1）设滑块抵达B 点的速度为 v B ，由机械能守恒定律，有 M gr1Mv B 22解得： v B =2m/s（2）滑块在传递带上做匀加快运动，遇到传递带对它的滑动摩擦力，由牛顿第二定律 μMg =Ma滑块对地位移为 L ，末速度为 v C ，设滑块在传递带上向来加快由速度位移关系式 2 22Al=v C -v B得 v C =3m/s<4m/s ，可知滑块与传递带未达共速,滑块从 C 至 F ，由机械能守恒定律，有1Mv C2MgR1Mv F 222得 v F =2m/s在 F 处由牛顿第二定律 M g F Nv F 2MR得 FN =1． 2N 由牛顿第三定律得管上壁受压力为 1． 2N, 压力方向竖直向上考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律【名师点睛】物块下滑和上滑机遇械能守恒，物块在传递带上运动时，受摩擦力作用，依据运动学公式剖析滑块经过传递带时的速度，注意物块在传递带上的速度剖析．5．如下图，ABCD是一个地面和轨道均圆滑的过山车轨道模型，现对静止在 A 处的滑块施加一个水平向右的推力F，使它从 A 点开始做匀加快直线运动，当它水光滑行 2.5 m 时抵达 B 点，此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m 且内壁圆滑的竖直固定圆轨道，并恰好经过最高点C，当滑块滑过水平BD 部分后，又滑上静止在 D 处，且与ABD 等高的长木板上，已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg，滑块与长木板、长木板与水平川面间的动摩擦因数分别为0.3、，它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力，取g＝10 m/s 2，求：(1)水平推力 F 的大小；(2)滑块抵达 D 点的速度大小；(3)木板起码为多长时，滑块才能不从木板上掉下来？在该状况下，木板在水平川面上最后滑行的总位移为多少？【答案】（ 1） 1N（ 2）（3）t＝ 1 s ;【分析】【剖析】【详解】(1)因为滑块恰巧过 C 点，则有：m1g＝ m1从 A 到 C 由动能定理得：Fx－ m1g·2R＝ m1 v C2－ 0代入数据联立解得：F＝1 N(2)从 A 到 D 由动能定理得：2Fx＝ m1v D代入数据解得：v D＝ 5 m/s(3)滑块滑到木板上时，对滑块：μ1m1g＝m1a1，解得：a1＝μ1g＝ 3 m/s 2对木板有：μ1m1g－μ2(m1＋m2)g＝m2a2，代入数据解得：a2＝ 2 m/s2滑块恰巧不从木板上滑下，此时滑块滑到木板的右端时恰巧与木板速度同样，有：v 共＝ v D－ a1 tv 共＝ a2t，代入数据解得：t＝ 1 s此时滑块的位移为：x1＝ v D t－a1t2，木板的位移为：x2＝ a2t2， L＝x1－ x2，代入数据解得：L＝ 2.5 mv 共＝ 2 m/sx2＝ 1 m达到共同速度后木板又滑行x′，则有：v 共2＝ 2μ2gx′，代入数据解得：x′＝ 1.5 m木板在水平川面上最后滑行的总位移为：x 木＝ x2＋ x′＝2.5 m点睛：本题考察了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用，解决本题的重点理清滑块和木板在整个过程中的运动规律，选择适合的规律进行求解．6．如下图，轻绳绕过定滑轮，一端连结物块A，另一端连结在滑环 C 上，物块 A 的下端用弹簧与放在地面上的物块 B 连结， A、B 两物块的质量均为m，滑环 C的质量为M，开始时绳连结滑环 C 部分处于水平，绳恰巧拉直且无弹力，滑轮到杆的距离为L，控制滑块4C，使其沿杆迟缓下滑，当 C 下滑L 时，开释滑环C，结果滑环 C 恰巧处于静止，此时B3恰巧要走开地面，不计全部摩擦，重力加快度为g．(1)求弹簧的劲度系数；(2)若由静止开释滑环C，求当物块 B 恰巧要走开地面时，滑环 C 的速度大小．3mg（2）10(2 M m) gL【答案】（ 1）48m75ML【分析】【详解】（1）设开始时弹簧的压缩量为x，则 kx=mg设 B 物块恰巧要走开地面，弹簧的伸长量为x′，则 kx′=mg所以 x′＝ x＝mgk由几何关系得 2x＝L216 L2 2 L- L＝93求得 x=L3得 k=3mgL（2）弹簧的劲度系数为k，开始时弹簧的压缩量为x1＝当 B 恰巧要走开地面时，弹簧的伸长量mg L x2＝3k所以 A 上涨的距离为h ＝x1+x2＝2L 3C 下滑的距离H(L h)2L2＝4L3依据机械能守恒1m(vH)2 1 Mv2MgH - mgh ＝2H 2L22(2 M m)gL求得v10mg L k37．如下图， P 为弹射器， PA、 BC为圆滑水平面分别与传递带AB 水平相连， CD为圆滑半圆轨道，其半径R=2m，传递带AB 长为 L=6m，并沿逆时针方向匀速转动．现有一质量m=1kg 的物体（可视为质点）由弹射器P 弹出后滑向传递带经BC紧贴圆弧面抵达 D 点，已知弹射器的弹性势能所有转变为物体的动能，物体与传递带的动摩擦因数为=0.2．取g=10m/s2，现要使物体恰巧能经过 D 点，求：（1）物体抵达 D 点速度大小；（2）则弹射器初始时拥有的弹性势能起码为多少．【答案】（ 1） 2 5 m/s；（2）62J【分析】【剖析】【详解】（1）由题知，物体恰巧能经过 D 点，则有：mg m v D2 R解得： v D gR 2 5 m/s（2）物体从弹射到 D 点，由动能定理得：W mgL2mgR1m v D202W E p解得： E p62J8．如下图，一质量为 m=1kg 的小球从 A 点沿圆滑斜面轨道由静止滑下，不计经过 B 点时的能量损失，而后挨次滑入两个同样的圆形轨道内侧，其轨道半径 R=10cm，小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点，小球走开圆形轨道后可持续向 E 点运动， E 点右边有一壕沟， E、F 两点的竖直高度d=0.8m，水平距离 x=1.2m，水平轨道 CD 长为 L1=1m ， DE长为L2=3m．轨道除 CD 和 DE 部分粗拙外，其他均圆滑，小球与 CD 和 DE 间的动摩擦因数2（1）小球经过第二个圆形轨道的最高点时的速度；（2）小球经过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小；（3）若小球既能经过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从 A 点开释时的高度的范围是多少？【答案】 (1)1m/s （ 2） 40N (3) 0.45m h0.8m 或 h 1.25m【分析】⑴小球恰能经过第二个圆形轨道最高点，有：2 mgmv 2R求得： υ2=gR =1m/s ①⑵在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中，应用动能定理有： - μmgL 1mv 2 2 12②1=- 2mv 12求得： υ22 gL 1 = 5 m/s21=2在最高点时，协力供给向心力，即F N +mg= m 1③R2求得： F N = m(1- g)= 40NR依据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为：F NN′ =F=40N ④⑵若小球恰巧经过第二轨道最高点，小球从斜面上开释的高度为 h1，在这一过程中应用动能定理有： mgh 111 22⑤- μ mgL - mg 2R =mv22求得： h 112=0.45m=2R+μL +2g若小球恰巧能运动到 E 点，小球从斜面上开释的高度为h 1，在这一过程中应用动能定理有： mgh - μ mg(L+L )=0- 0 ⑥21 2求得： h 21 2=μ (L+L )=0.8m使小球停在 BC 段，应有 h 12≤ h ≤h，即： 0.45m ≤ h ≤ 0.8m若小球能经过 E 点，并恰巧超出壕沟时，则有12d⑦d = gt 2→ t == 0.4s2gEtEx⑧ x=v →υ= t =3m/s设小球开释高度为h3，从开释到运动E 点过程中应用动能定理有：mgh 3 - μ mg(L 1+L 2)= 1mv E 2- 0⑨22求得： h 3 =μ1 2E=1.25m(L+L)+2g即小球要超出壕沟开释的高度应知足： h ≥1.25m综上可知，开释小球的高度应知足：0.45m ≤h ≤0.8m 或 h ≥1.25m ⑩9． 如下图，倾角 θ=30°的圆滑斜面上，一轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端连结质量m B=0.5kg的物块B，B 经过轻质细绳越过圆滑定滑轮与质量m A=4kg的物块 A 连结，细绳平行于斜面， A 在外力作用下静止在圆心角为α=60°、半径R=lm的圆滑圆弧轨道的顶端a 处，此时绳索恰巧拉直且无张力；圆弧轨道最低端b 与粗拙水平轨道bc相切，bc与一个半径r=0.12m的圆滑圆轨道光滑连结，静止开释A，当 A 滑至b 时，弹簧的弹力与物块A 在顶端 d 处时相等，此时绳索断裂，已知bc长度为d=0.8m，求：(g取 l0m/s2)(1)轻质弹簧的劲度系数k；(2)物块 A 滑至 b 处，绳索断后瞬时，圆轨道对物块 A 的支持力大小；(3)为了让物块 A 能进入圆轨道且不脱轨，则物体与水平轨道bc间的动摩擦因数μ 应满足什么条件？【答案】（1）k5N / m（）72N（） 0.350.5或0.12523【分析】（1） A 位于 a 处时，绳无张力弹簧处于压缩状态，设压缩量为x对 B 由均衡条件能够获取：kx m B g sin当 A 滑至 b 时，弹簧处于拉伸状态，弹力与物块 A 在顶端 a 处时相等，则伸长量也为x，由几何关系可知：R 2x ，代入数据解得： k5N / m ；（2）物块 A 在 a 处和在 b 处时，弹簧的形变量同样，弹性势能同样由机械能守恒有：m A gR 1cos m B gR sin 1m A v A21m B v B2 22将 A 在 b 处，由速度分解关系有：v B v A sin代入数据解得：v A22m / s2在 b 处，对 A 由牛顿定律有：N b m A gm Av AR 代入数据解得支持力：N b72 N ．（3）物块 A 不离开圆形轨道有两种状况：①不超出圆轨道上与圆心的等高点由动能定理，恰能进入圆轨道时需要知足：1m A gd01m A v A2 2恰能到圆心等高处时需要知足条件：m A gr2 m A gd01m A v A2 2代入数据解得：10.5，2 0.35②过圆轨道最高点，则恰巧过最高点时：v 2m A g m A r由动能定理有：2m A gr3m A gd1m A v21m A v A 222代入数据解得：3 0.125为使物块 A 能进入圆轨道且不脱轨，有：0.35 0.5 或0.125 ．10． 某高中物理课程基地拟采买一种能帮助学生对电偏转和磁偏转理解的实验器械 .该器械的中心构造原理可简化为如下图 .一匀强电场方向竖直向下，以竖直线ab 、 cd 为界限，其宽度为 L ，电场强度的大小为 E3mv 02 . 在 cd 的左边有一与 cd 相切于 N 点的圆形有qL界匀强磁场，磁场的方向垂直纸面、水平向外.现有一质量为 m ，电荷量为 q 的带正电粒子自 O 点以水平初速度 v 0 正对 M 点进入该电场后，从 N 点飞离 cd 界限，再经磁场偏转后 又从 P 点垂直于 cd 界限回到电场地区，并恰能返回O 点 .粒子重力不计 .试求：1 粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度大小和方向；2 P 、 N 两点间的距离；3 圆形有界匀强磁场的半径以及磁感觉强度大小；4 该粒子从 O 点出发至再次回到O 点的总时间．【答案】1 2v 0 ，方向与界限 cd 成 30o角斜向下； 25 3L ， ；（ 3） 5L ，8 48 3mv 0 ； 4 3L 5 3 L5qL2v 0 18v 0【分析】【剖析】（1）利用运动的合成和分解，联合牛顿第二定律，联立刻可求出粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度大小，利用速度倾向角公式即可确立其方向；（ 2）利用类平抛规律联合几何关系，即可求出P、 N 两点间的距离；（3）利用洛伦兹力供给向心力联合几何关系，联立刻可求出圆形有界匀强磁场的半径以及磁感觉强度大小；（ 4）利用类平抛规律求解粒子在电场中运动的时间，利用周期公式，联合粒子在磁场中转过的圆心角求解粒子在磁场中运动的时间，联立刻可求出该粒子从O 点出发至再次回到O 点的总时间．【详解】（1）画出粒子轨迹过程图，如下图：L粒子从 O 到 N 点时间： t 1=v0粒子在电场中加快度： a= qE=3v 02 m L粒子在 N 点时竖直方向的速度：v y 10=at = 3 v粒子从 N 点飞离 cd 界限时的速度： v=2v0v y=，故=600，即速度与界限cd 成 300角斜向下．速度偏转角的正切： tanθ=3v0θL（2）粒子从 P 到 O 点时间： t2= 2v0粒子从 P 到 O 点过程的竖直方向位移：y2=1at22= 3 L28粒子从 O 到 N 点过程的竖直方向位移：y1=12=3at L 212故 P、 N 两点间的距离为： Y PN=y1+y2= 53 L8（3）设粒子做匀速圆周运动的半径为r，依据几何关系可得：r cos600 +r= 5 3L 8解得粒子做匀速圆周运动的半径：r= 53L 12依据洛伦兹力供给向心力可得：qvB=m v2 r解得圆形有界匀强磁场的磁感觉强度： B=mv8 3mv0=qr5qL依据几何关系能够确立磁场地区的半径：R=2r cos300即圆形有界匀强磁场的半径： R=5L4（4）粒子在磁场中运动的周期：2πr T=v粒子在匀强磁场中运动的时间：2 5 3πL t 3=T=318v0粒子从 O 点出发至再次回到3L 5 3πL O 点的总时间： t=t 1+t2+t 3=+2v 018v 0【点睛】本题考察带电粒子在复合场中运动，类平抛运动运用运动的合成和分解牛顿第二定律联合运动学公式求解，粒子在磁场中的运动运用洛伦兹力供给向心力联合几何关系求解，解题重点是要作出临界的轨迹图，正确运用数学几何关系，还要剖析好从电场射入磁场连接点的速度大小和方向；运用粒子在磁场中转过的圆心角，联合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间．。
高中物理曲线运动21个典型题
高中物理曲线运动21个典型题典型例题1——关于飞机轰炸飞机在离地面720m的高度，以70的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在指定的轰炸目标上，应该在离轰炸目标的水平距离多远的地方投弹？（不计空气阻力取）可以参考媒体展示飞机轰炸目标的整个过程以及分析，帮助理解．解：设水平距离为子弹飞行的时间：水平距离典型例题2——关于变速运动火车上的平抛运动在平直轨道上以的加速度匀加速行驶的火车上，相继下落两个物体下落的高度都是2.45m．间隔时间为1s．两物体落地点的间隔是2.6m，则当第一个物体下落时火车的速度是多大？（取）分析：如图所示、第一个物体下落以的速度作平抛运动，水平位移，火车加速到下落第二个物体时，已行驶距离．第二个物体以的速度作平抛运动水平位移．两物体落地点的间隔是2.6m．解：由位置关系得：物体平抛运动的时间：由以上三式可得点评：解本题时，作出各物体运动情况的草图对帮助分析题意十分重要．先后作平抛运动的物体因下落高度相同，所以运动的时间相同，但下落的时间不同于火车加速度运动的时间，不要混淆．典型例题3——关于三维空间上的平抛运动分析光滑斜面倾角为，长为，上端一小球沿斜面水平方向以速度抛出（如图所示），小球滑到底端时，水平方向位移多大？解：小球运动是合运动，小球在水平方向作匀速直线运动，有①沿斜面向下是做初速度为零的匀加速直线运动，有②根据牛顿第二定律列方程③由①，②，③式解得说明：中学阶段研究的曲线运动一定是两维空间（即平面上的）情况，因此，该题首先分析在斜面上的分运动情况．研究曲线运动必须首先确定分运动，然后根据“途径”处理．典型例题4——关于小船过河的一系列问题一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸，已知水流速度是2m／s，小船在静水中的速度是4m／s，求：①当船头始终正对着对岸时，小船多长时间到达对岸，小船实际运行了多远？②如果小船的路径要与河岸垂直，应如何行驶？消耗的时间是多少？③如果小船要用最短时间过河，应如何？船行最短时间为多少？【分析与解答】①在解答本题的时候可由此提问：船头始终正对河岸代表什么含义．（①题的答案：50秒，下游100米）②路径与河岸垂直——船的实际运动——船的合运动（在两个分运动的中间，并与河岸垂直）（②题的答案：与上游河岸成60°，57.7s）③分析本题，可以得到求t最小的方法：1、河宽一定，要想使时间最少应使垂直河岸方向的分速度最大，即正对河岸航行，则．2、或者由三个式子一一分析．一定，又有最小值，即河宽，便可以求出渡河最短时间．（③题的答案：50s）典型例题5——关于拉船分运动的分解判断在高处拉低处小船时，通常在河岸上通过滑轮用钢绳拴船，若拉绳的速度为4m／s，当拴船的绳与水平方向成60°时，船的速度是多少？（8m／s）【分析与解答】：在分析船的运动时，我们发现船的运动产生了两个运动效果：绳子在不断缩短；而且绳子与河岸的夹角不断减小，所以我们可以将船的运动——实际运动——合运动分解成沿绳子方向的运动和垂直绳子方向所做的圆周运动，因此可以将船的运动分为：1、船沿水平方向前进——此方向为合运动，求合速度v．2、小船的运动可以看成为沿绳子缩短方向的运动和垂直绳子方向做圆周运动的合运动．所以根据题意，船的速度大小与绳子的运行速度之间的关系是：典型例题6——关于汽车通过不同曲面的问题分析一辆质量t的小轿车，驶过半径m的一段圆弧形桥面，求：（重力加速度）（1）若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以10m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解：（1）汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f．在竖直方向受到桥面向上的支持力和向下的重力，如图（甲）所示．圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力与重力的合力为，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即．由向心力公式有：，解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是N．（2）汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f，在竖直方向受到竖直向下的重力和桥面向上的支持力，如图（乙）所示．圆弧形轨道的圆心在汽车的下方，重力与支持力的合力为，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即，由向心力公式有，解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为N．（3）设汽车速度为时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零．根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向只受到重力G作用，重力就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即，由向心力公式有，解得：汽车以30 m／s的速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力．典型例题7——细绳牵引物体做圆周运动的系列问题一根长的细绳，一端拴一质量的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：（1）小球通过最高点时的最小速度？（2）若小球以速度通过周围最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动．【分析与解答】（1）小球通过圆周最高点时，受到的重力必须全部作为向心力，否则重力G 中的多余部分将把小球拉进圆内，而不能实现沿竖直圆周运。
(物理)物理曲线运动练习题含答案含解析
（物理）物理曲线运动练习题含答案含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．如图所示，竖直圆形轨道固定在木板B 上，木板B 固定在水平地面上，一个质量为3m 小球A 静止在木板B 上圆形轨道的左侧．一质量为m 的子弹以速度v 0水平射入小球并停留在其中，小球向右运动进入圆形轨道后，会在圆形轨道内侧做圆周运动．圆形轨道半径为R ，木板B 和圆形轨道总质量为12m ，重力加速度为g ，不计小球与圆形轨道和木板间的摩擦阻力．求：(1)子弹射入小球的过程中产生的内能；(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，木板对水平面的压力；(3)为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，求子弹速度的范围．【答案】(1)2038mv (2) 2164mv mg R+(3)042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤【解析】本题考察完全非弹性碰撞、机械能与曲线运动相结合的问题． (1)子弹射入小球的过程，由动量守恒定律得：01(3)mv m m v =+ 由能量守恒定律得：220111422Q mv mv =-⨯ 代入数值解得：2038Q mv =(2)当小球运动到圆形轨道的最低点时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律和向心力公式得211(3)(3)m m v F m m g R+-+=以木板为对象受力分析得2112F mg F =+ 根据牛顿第三定律得木板对水平的压力大小为F 2木板对水平面的压力的大小202164mv F mg R=+(3)小球不脱离圆形轨有两种可能性：①若小球滑行的高度不超过圆形轨道半径R由机械能守恒定律得：()()211332m m v m m gR +≤+解得：042v gR ≤②若小球能通过圆形轨道的最高点小球能通过最高点有：22(3)(3)m m v m m g R++≤由机械能守恒定律得：221211(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 代入数值解得：045v gR ≥要使木板不会在竖直方向上跳起，木板对球的压力：312F mg ≤在最高点有：233(3)(3)m m v F m m g R+++=由机械能守恒定律得：221311(3)2(3)(3)22m m v m m gR m m v +=+++ 解得：082v gR ≤综上所述为保证小球不脱离圆形轨道，且木板不会在竖直方向上跳起，子弹速度的范围是042v gR ≤或04582gR v gR ≤≤2．如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘3.2m 处放着一质量为0.1kg 的小铁球（可看作质点），铁球与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2．现用水平向右推力F =1.0N 作用于铁球，作用一段时间后撤去。
高中物理曲线运动经典练习题全集(答案)
《曲线运动》超经典试题1、关于曲线运动，下列说法中正确的是（AC ）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【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、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 ）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【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），也可能做曲线运动（条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上）。
3、关于运动的合成，下列说法中正确的是（C ）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【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。
曲线运动例题
图7 例1：物体受几个恒力作用而做匀速直线运动，如果撤掉其中一个力，它可能做（ ）（A ）匀速直线运动 （B ）匀加速直线运动 （C ）匀减速直线运动 （D ）曲线运动例2：一个做曲线运动的物体，下列现象中，可能有的是 （ ）（A ）物体的速度不变，加速度变 （B ）物体的加速度不变，速度变（C ）物体的加速度、速度都变 （D ）物体的加速度、速度都不变例3： 如图3,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是 （ ）A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒于在a 、b 两点的速度何处较大D ．带电粒子在a 、b 两点的加速度何处较大例4：如图4，一圆环套在竖直杆上，当圆环在A 位置时，其速度为12m/s ，此时木块的速度为 ；当圆环继续向上运动到B 位置时，它的速度减为10m/s ，此时木块的速度为 。
例5：如图5，单摆在摆动时，摆球在最高点时细线和竖直成53度角，此时细线的拉力为T ；当球运动到最低点时细线的拉力为F ，则： T F 。
6：物体从高处被水平抛出后，某时刻速度方向与水平成370角，再经一秒的速度方向与水平成450角，那么平抛物体的初速度为__________，第2s 末的速度大小为__________，第3s 内速度的改变量为 （g=10m/s 2，设3s 末物体仍在空中,sin370=0.6,cos370=0.8）例7：如图7，在平抛物体的运动轨迹上任取水平距离均为ΔS 的三点A 、B 、C ，ΔS=0.2m ，这三点的竖直之间的距离分别为S 1=0.1m ，S 2=0.2m ，则其初速度、B 点的速度、A 点距离抛出点的高度各为多少？例8：如图8，两个小球在同一竖直线上的不同高度做平抛运动，水平初速度分别为V 1、V 2，以下说法正确的是： A ：当两球同时抛出时，且H 一定时，无论V 1、V 2取何值，两球都不可能在A 点相遇B ：当两球同时抛出时，因为H 、V 1、V 2的大小没定；两球有可能在A 点相遇C ：当b 球先抛出，且H 一定时，两球如果在A 点相遇，则V 1一定远远大于V 2D ：当a 球先抛出，且H 一定时，两球如果在A 点相遇，则V 1和V 2的比值一定为一定值例9：如图9，将一石块从倾斜角为θ的斜坡上水平抛出，已知落地点距离出发点为L ，求（1）：初速度为多少？（2）：石块离斜面的最大距离H为多少？例10：如图10：光滑水平面上有平面直角坐标XOY ，质量为m ＝2kg 的质点受平行于水X (m) Y (m)图10 平面三力作用处于静止状态，其中F 2＝4N 方向沿y 轴负方向，当t ＝0起，停止F 1作用，2S 末时物体坐标位置为（－2米，0）求：（1）： F 1大小方向，F 3大小及方向。
高中物理 曲线运动 典型例题(含答案)【经典】
第四章 曲线运动第一讲：曲线运动条件和运动特点、运动的合成与分解考点一：运动的合成与分解 1、（多选）质量为m ＝2 kg 的物体在光滑的水平面上运动，在水平面上建立xOy 坐标系，t ＝0时物体位于坐标系的原点O.物体在x 轴和y 轴方向的分速度vx 、vy 随时间t 变化的图线如图甲、乙所示．则( )． A ．t ＝0时，物体速度的大小为3 m/s 答案 ADB ．t ＝8 s 时，物体速度的大小为4 m/sC ．t ＝8 s 时，物体速度的方向与x 轴正向夹角为37°D ．t ＝8 s 时，物体的位置坐标为(24 m,16 m)2．(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t ＝0时刻起，由坐标原点O(0,0)开始运动，其沿x 轴和y 轴方向运动的速度—时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是( )．答案 AD A ．前2 s 内物体沿x 轴做匀加速直线运动B ．后2 s 内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y 轴方向C ．4 s 末物体坐标为(4 m,4 m)D ．4 s 末物体坐标为(6 m,2 m) 3．（单选）如图，从广州飞往上海的波音737航班上午10点到达上海浦东机场，若飞机在降落过程中的水平分速度为60 m/s ，竖直分速度为6 m/s ，已知飞机在水平方向做加速度大小等于2 m/s2的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于0.2 m/s2的匀减速直线运动，则飞机落地之前( )．答案 D A ．飞机的运动轨迹为曲线B ．经20 s 飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C ．在第20 s 内，飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D ．飞机在第20 s 内，水平方向的平均速度为21 m/s4、(多选)质量为0.2 kg 的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图线分别如图甲、乙所示，由图可知( )A ．最初4 s 内物体的位移为8 2 m 答案 ACB ．从开始至6 s 末物体都做曲线运动C ．最初4 s 内物体做曲线运动，接下来的2 s 内物体做直线运动D ．最初4 s 内物体做直线运动，接下来的2 s 内物体做曲线运动 5、（单选）各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动．现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物沿竖直方向做匀减速运动．此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的( )． 答案 D6.汽车静止时，车内的人从矩形车窗ABCD 看到窗外雨滴的运动方向如图图线①所示．在汽车从静止开始匀加速启动阶段的t 1、t 2两个时刻，看到雨滴的运动方向分别如图线②③所示．E 是AB 的中点．则( ) A ．t2＝2t 1 B ．t 2＝2t 1 C ．t 2＝5t 1D ．t 2＝3t 1 答案 A解析 静止时，雨滴相对于地面做的是竖直向下的直线运动，设雨滴的速度为v0，汽车匀加速运动后，在t1时刻，看到的雨滴的运动方向如图线②，设这时汽车的速度为v1，这时雨滴水平方向相对于汽车的速度大小为v1，方向向左，在t2时刻，设汽车的速度为v2，则雨滴的运动方向如图线③，雨滴水平方向相对于汽车速度大小为v2，方向水平向左，根据几何关系，v1OA ＝v0AB ，v2OA ＝v012AB ，得v2＝2v1，汽车做匀加速运动，则由v ＝at 可知，t2＝2t1，A 项正确．7．一物体在光滑水平面上运动，它在x 方向和y 方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示． (1)判断物体的运动性质；(2)计算物体的初速度大小；(3)计算物体在前3 s 内和前6 s 内的位移大小．答案 (1)匀变速曲线运动 (2)50 m/s (3)3013m 180 m8．如图所示，为一次洪灾中，德国联邦国防军的直升机在小城洛伊宝根运送砂袋．该直升机A 用长度足够长的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m ＝50 kg 的砂袋B ，直升机A 和砂袋B 以v0＝10 m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动，某时刻开始将砂袋放下，在5 s 时间内，B 在竖直方向上移动的距离以y ＝t2(单位：m)的规律变化，取g ＝10 m/s2.求在5 s 末砂袋B 的速度大小及位移大小．答案 10 2 m/s 25 5 m9、如图所示，在竖直平面内的xOy 坐标系中，Oy 竖直向上，Ox 水平向右．设平面内存在沿x 轴正方向的恒定风力．一小球从坐标原点沿Oy 方向竖直向上抛出，初速度为v0＝4 m/s ，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M 点所示(坐标格为正方形，g ＝10 m/s2)求：(1)小球在M 点的速度v1；(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x 轴时的位置N ； (3)小球到达N 点的速度v2的大小．答案 (1)6 m/s (2)见解析图 (3)410 m/s解析 (1)设正方形的边长为x0. 竖直方向做竖直上抛运动，有v0＝gt1,2x0＝v02t1水平方向做匀加速直线运动，有3x0＝v12t1. 解得v1＝6 m/s.(2)由竖直方向的对称性可知，小球再经过t1到x 轴，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以回到x 轴时落到x ＝12处，位置N 的坐标为(12,0)．(3)到N 点时竖直分速度大小为v0＝4 m/s 水平分速度vx ＝a 水平tN ＝2v1＝12 m/s ， 故v2＝v 20＋v 2x ＝410 m/s.考点二：绳(杆)端速度分解模型（结合受力和机械能守恒）1、如图所示，人用绳子通过定滑轮以不变的速度0v 拉水平面上的物体A ，当绳与水平方向成θ角时，求物体A 的速度。
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《曲线运动》经典例题1、关于曲线运动，下列说法中正确的是（AC）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【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、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）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【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），也可能做曲线运动（条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上）。
3、关于运动的合成，下列说法中正确的是（C）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【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、质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度v x和v y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。
【解析】根据分速度v x和v y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，然后再合成。
(1) 由图象可知，物体在x轴上分运动的加速度大小a x=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=0.2×1N=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 v x0=0，v y0=4m/s，故物体的初速度22020040+=+=y x v v v 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v x =at =4m/s ，v y =4m/s ，故物体的速度为 v=s m v v y x /24442222=+=+，方向与x 正向夹角θ，有tan θ= v y / v x =1。
x 和y 方向的分位移是 x=at 2/2=8m ，y=v y t =16m ，则物体的位移为 s=5822=+y x m ，方向与x 正向的夹角φ ，有tan φ=y/x=2。
5、已知某船在静水中的速率为v 1＝4m/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d ＝100m ，河水的流动速度为v 2＝3m/s ，方向与河岸平行。
试分析：⑴ 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？⑵ 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？【解析】 ⑴ 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α，其合速度v 与分运动速度v 1、v 2的矢量关系如图1所示。
河水流速v 2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v ⊥＝v 1sin α，则船渡河所用时间为 t ＝αsin 1v d 。
显然，当sin α＝1即α＝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 t min ＝1v d ＝1004 s ＝25s 。
船的位移为 s ＝v t ＝⋅+2221v v t min ＝2234+×25m ＝125m 。
船渡过河时已在正对岸的下游A 处，其顺水漂流的位移为x ＝v 2t min ＝12v d v ＝3×1004 m ＝75m 。
⑵ 由于v 1＞v 2，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v 1的方向（船头的指向）斜向上游，且与河岸成θ角，如图6－34所示，则cos θ＝12v v ＝34 ，θ＝41°24′。
船的实际速度为 v 合＝2221v v -＝42－32 m/s ＝7 m/s 。
故渡河时间 t ′＝d v 合 ＝1007s ＝10077 s ≈38s 。
图6－34 v 合 v 1 θ v 2 图1 v v 1 α v 2图2 vv 1 v 2A6、如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A 、B 、C 为三个同时由同一点出发的小球。
AA ′为A 球在光滑水平面上以速度v 运动的轨迹； BB ′为B 球以速度v 被水平抛出后的运动轨迹；CC ′为C 球自由下落的运动轨迹。
通过分析上述三条轨迹可得出结论： 。
【解析】观察照片，B 、C 两球在任一曝光瞬间的位置总在同一水平线上，说明平抛运动物体B 在竖直方向上的运动特点与自由落体运动相同；而A 、B 两小球在任一曝光瞬间的位置总在同一竖直线上，说明平抛运动物体B 在水平方向上的运动特点与匀速直线运动相同。
所以，得到的结论是：做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动。
7、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L ＝1.25cm ，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v 0＝ （用L 、g 表示），其值是 。
（g 取9.8m/s 2）【解析】由水平方向上ab ＝bc ＝cd 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，Δy ＝L ，则由 Δx ＝aT 2，得T ＝L g 。
时间T 内，水平方向位移为x ＝2L ，所以 v 0＝tx ＝2Lg 8.90125.02⨯⨯=m/s ＝0.70m/s 。
8、飞机在2km 的高空以360km/h 的速度沿水平航线匀速飞行，飞机在地面上观察者的正上方空投一包裹。
（g 取10m/s 2，不计空气阻力）⑴ 试比较飞行员和地面观察者所见的包裹的运动轨迹。
⑵ 包裹落地处离地面观察者多远？离飞机的水平距离多大？⑶ 求包裹着地时的速度大小和方向。
提示 不同的观察者所用的参照物不同，对同一物体的运动的描述一般是不同的。
【解析】 ⑴ 从飞机上投下去的包裹由于惯性，在水平方向上仍以360km/h 的速度沿原来的方向飞行，与飞机运动情况相同。
在竖直方向上同时进行自由落体运动，所以飞机上的飞行员只是看到包裹在飞机的正下方下落，包裹的轨迹是竖直直线；地面上的观察者是以地面为参照物的，他看见包裹做平抛运动，包裹的轨迹为抛物线。
⑵ 抛体在空中的时间t ＝s 10200022⨯=g h ＝20s 。
在水平方向的位移 x ＝v 0t ＝m 206.3360⨯＝2000m ，即包裹落地位置距观察者的水平距离为2000m 。
包裹在水平方向与飞机的运动情况完全相同，所以，落地时包裹与飞机的水平距离为零。
⑶ 包裹着地时，对地面速度可分解为水平方向和竖直方向的两个分速度，v x ＝v 0＝100m/s ，v y ＝gt ＝10×20m/s ＝200m/s ，故包裹着地速度的大小为v t ＝2222200100+=+y x v v m/s ＝100 5 m/s ≈224m/s 。
而 tan θ＝x yv v ＝100200＝2，故着地速度与水平方向的夹角为θ＝arctan2。
A A ′ B C C ′ B ′ ab c d9、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 。
【解析】因为油滴自车厢顶部A 点脱落后，由于惯性在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 x 1＝vt ， 竖直方向做自由落体运动h ＝12gt 2， 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 x 2＝vt －12at 2。
如图所示 x ＝x 1－x 2h ga g h a at =⋅==221212， 所以油滴落地点必在O 点的右方，离O 点的距离为 a gh 。
10、如图所示，两个相对斜面的倾角分别为37°和53°，在斜面顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。
若不计空气阻力，则A 、B 两个小球的运动时间之比为（ D ）A.1:1B.4:3C.16:9D.9：16【解析】由平抛运动的位移规律可知：t v x 0= 221gt y =∵x y /tan =θ ∴g v t /tan 20θ= ∴16953tan 37tan =︒︒=BA t t11、如图在倾角为θ的斜面顶端A 处以速度V 0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？【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=V 0t竖直位移为y=221gt 由数学关系得: gV t t V gt θθtan 2,tan )(21002== （2）从抛出开始计时，经过t 1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。