【物理】物理曲线运动专项习题及答案解析
高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析
高考必备物理曲线运动技巧全解及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．一宇航员登上某星球表面，在高为2m 处，以水平初速度5m/s 抛出一物体，物体水平射程为5m ，且物体只受该星球引力作用求： （1）该星球表面重力加速度（2）已知该星球的半径为为地球半径的一半，那么该星球质量为地球质量的多少倍． 【答案】（1）4m/s 2；（2）110； 【解析】（1）根据平抛运动的规律：x＝v 0t 得0515x t s s v ＝＝＝ 由h ＝12gt 2 得：2222222/4/1h g m s m s t ⨯＝＝＝ （2）根据星球表面物体重力等于万有引力：2G M mmg R 星星＝ 地球表面物体重力等于万有引力：2G M mmg R '地地＝则222411=()10210M gR M g R '⨯=星星地地＝ 点睛：此题是平抛运动与万有引力定律的综合题，重力加速度是联系这两个问题的桥梁；知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力．2．如图所示，水平实验台A 端固定，B 端左右可调，将弹簧左端与实验平台固定，右端 有一可视为质点，质量为2kg 的滑块紧靠弹簧（未与弹黄连接)，弹簧压缩量不同时， 将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4的粗糙水平地面相切D 点，AB 段最长时，BC 两点水平距离x BC =0.9m,实验平台距地面髙度h=0.53m ，圆弧半径R=0.4m ，θ=37°，已知 sin37° =0.6, cos37° =0.8.完成下列问題：（1）轨道末端AB 段不缩短，压缩弹黄后将滑块弹出，滑块经过点速度v B =3m/s ，求落到C 点时速度与水平方向夹角；（2）滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE 上继续滑行2m,求滑块在圆弧轨道上对D 点的压力大小：（3）通过调整弹簧压缩量，并将AB 段缩短，滑块弹出后恰好无碰撞从C 点进入圆弧 轨道，求滑块从平台飞出的初速度以及AB 段缩短的距离. 【答案】（1）45°（2）100N （3）4m/s 、0.3m 【解析】（1）根据题意C 点到地面高度0cos370.08C h R R m =-=从B 点飞出后，滑块做平抛运动，根据平抛运动规律：212C h h gt -= 化简则0.3t s =根据 BC B x v t = 可知3/B v m s =飞到C 点时竖直方向的速度3/y v gt m s == 因此tan 1y Bv v θ==即落到圆弧C 点时，滑块速度与水平方向夹角为45° （2）滑块在DE 阶段做匀减速直线运动，加速度大小fa g mμ== 根据222E D DE v v ax -=联立两式则4/D v m s =在圆弧轨道最低处2DN v F mg m R-= 则100N F N = ，即对轨道压力为100N ．（3）滑块弹出恰好无碰撞从C 点进入圆弧轨道，说明滑块落到C 点时的速度方向正好沿着轨迹该出的切线，即0tan yv v α''= 由于高度没变，所以3/y y v v m s '== ，037α=因此04/v m s '= 对应的水平位移为01.2AC x v t m ='= 所以缩短的AB 段应该是0.3AB AC BC x x x m ∆=-=【点睛】滑块经历了弹簧为变力的变加速运动、匀减速直线运动、平抛运动、变速圆周运动，匀减速直线运动；涉及恒力作用的直线运动可选择牛顿第二定律和运动学公式；而变力作用做曲线运动优先选择动能定理，对匀变速曲线运动还可用运动的分解利用分运动结合等时性研究．3．如图所示，光滑的水平平台上放有一质量M =2kg ，厚度d =0.2m 的木板，木板的左端放有一质量m =1kg 的滑块（视为质点），现给滑块以水平向右、的初速度，木板在滑块的带动下向右运动，木板滑到平台边缘时平台边缘的固定挡板发生弹性碰撞，当木板与挡板发生第二次碰撞时，滑块恰好滑到木板的右端，然后水平飞出，落到水平地面上的A点，已知木板的长度l=10m，A点到平台边缘的水平距离s=1.6m，平台距水平地面的高度h=3m，重力加速度，不计空气阻力和碰撞时间，求：(1)滑块飞离木板时的速度大小；(2)第一次与挡板碰撞时，木板的速度大小；（结果保留两位有效数字）(3)开始时木板右端到平台边缘的距离；（结果保留两位有效数字）【答案】(1) (2)v=0.67m/s (3)x=0.29m【解析】【分析】【详解】(1)滑块飞离木板后做平抛运动，则有：解得(2)木板第一次与挡板碰撞后，速度方向反向，速度大小不变，先向左做匀减速运动，再向右做匀加速运动，与挡板发生第二次碰撞，由匀变速直线运动的规律可知木板两次与挡板碰撞前瞬间速度相等．设木板第一次与挡板碰撞前瞬间，滑块的速度大小为，木板的速度大小为v由动量守恒定律有：，木板第一与挡板碰后：解得:v=0.67m/s(3)由匀变速直线运动的规律：，，由牛顿第二定律：解得:x=0.29m．【点睛】对于滑块在木板上滑动的类型，常常根据动量守恒定律和能量守恒定律结合进行研究．也可以根据牛顿第二定律和位移公式结合求出运动时间，再求木板的位移．4．如图所示，ABCD是一个地面和轨道均光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点开始做匀加速直线运动，当它水平滑行2.5 m时到达B点，此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，并恰好通过最高点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、长木板与水平地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/s2，求：(1)水平推力F的大小；(2)滑块到达D点的速度大小；(3)木板至少为多长时，滑块才能不从木板上掉下来？在该情况下，木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少？【答案】（1）1N（2）（3）t＝1 s ;【解析】【分析】【详解】(1)由于滑块恰好过C点，则有：m1g＝m1从A到C由动能定理得：Fx－m1g·2R＝m1v C2－0代入数据联立解得：F＝1 N(2)从A到D由动能定理得：Fx＝m1v D2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/s2对木板有：μ1m1g－μ2(m1＋m2)g＝m2a2，代入数据解得：a2＝2 m/s2滑块恰好不从木板上滑下，此时滑块滑到木板的右端时恰好与木板速度相同，有：v共＝v D－a1tv共＝a2t，代入数据解得：t ＝1 s此时滑块的位移为：x 1＝v D t －a 1t 2，木板的位移为：x 2＝a 2t 2，L ＝x 1－x 2，代入数据解得：L ＝2.5 m v 共＝2 m/s x 2＝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木板在水平地面上最终滑行的总位移为：x 木＝x 2＋x ′＝2.5 m点睛：本题考查了动能定理和牛顿第二定律、运动学公式的综合运用，解决本题的关键理清滑块和木板在整个过程中的运动规律，选择合适的规律进行求解．5．地面上有一个半径为R 的圆形跑道，高为h 的平台边缘上的P 点在地面上P′点的正上方，P′与跑道圆心O 的距离为L （L ＞R ），如图所示，跑道上停有一辆小车，现从P 点水平抛出小沙袋，使其落入小车中（沙袋所受空气阻力不计）．问：（1）当小车分别位于A 点和B 点时（∠AOB=90°），沙袋被抛出时的初速度各为多大？ （2）要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内？（3）若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A 点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B 处落入小车中，小车的速率v 应满足什么条件？【答案】（1）()2A gv L R h =-22()2B g L R v h+=（2）0((L R v L R -≤≤+（3）1(41)0,1,2,3...)2v n n π=+= 【解析】 【分析】 【详解】（1）沙袋从P 点被抛出后做平抛运动，设它的落地时间为t ，则h=12gt 2解得t =（1） 当小车位于A 点时，有x A =v A t=L-R （2）解（1）（2）得v A =（L-R当小车位于B 点时，有B B x v t ==3）解（1）（3）得Bv （2）若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为v 0min =v A =（L-R 4） 若当小车经过C 点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有x c =v 0max t="L+R" （5）解（1）（5）得 v 0max =（L+R所以沙袋被抛出时的初速度范围为（L-R ≤v 0≤（L+R （3）要使沙袋能在B 处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同 t AB =（n+14）2Rv π（n=0，1，2，3…）（6）所以t AB解得v=12（4n+1）n=0，1，2，3…）． 【点睛】本题是对平抛运动规律的考查，在分析第三问的时候，要考虑到小车运动的周期性，小车并一定是经过14圆周，也可以是经过了多个圆周之后再经过14圆周后恰好到达B 点，这是同学在解题时经常忽略而出错的地方．6．如图所示,粗糙水平地面与半径 1.6m R =的光滑半圆轨道BCD 在B 点平滑连接, O 点是半圆轨道BCD 的圆心, B O D 、、三点在同一竖直线上,质量2kg m =的小物块(可视为质点)静止在水平地面上的A 点.某时刻用一压缩弹簧(未画出)将小物块沿AB 方向水平弹出,小物块经过B 点时速度大小为10m/s (不计空气阻力).已知10m AB x =,小物块与水平地面间的动摩擦因数=0.2μ,重力加速度大小210m/s g =.求：(1)压缩弹簧的弹性势能；(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小； (3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与B 点之间的距离. 【答案】(1)140J (2)25N (3)4.8m 【解析】(1)设压缩弹簧的弹性势能为P E ，从A 到B 根据能量守恒，有212P B AB E mv mgx μ=+ 代入数据得140J P E =(2)从B 到D ，根据机械能守恒定律有2211222B D mv mv mg R =+⋅ 在D 点，根据牛顿运动定律有2Dv F mg m R+=代入数据解得25N F =由牛顿第三定律知，小物块对轨道作用力大小为25N (3)由D 点到落地点物块做平抛运动竖直方向有2122R gt = 落地点与B 点之间的距离为D x v t = 代入数据解得 4.8m x =点睛：本题是动能定理、牛顿第二定律和圆周运动以及平抛运动规律的综合应用，关键是确定运动过程，分析运动规律，选择合适的物理规律列方程求解．7．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x 轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy ，其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
高考物理曲线运动题20套(带答案)及解析
高考物理曲线运动题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．一宇航员登上某星球表面，在高为2m 处，以水平初速度5m/s 抛出一物体，物体水平射程为5m ，且物体只受该星球引力作用求： （1）该星球表面重力加速度（2）已知该星球的半径为为地球半径的一半，那么该星球质量为地球质量的多少倍． 【答案】（1）4m/s 2；（2）110； 【解析】（1）根据平抛运动的规律：x＝v 0t 得0515x t s s v ＝＝＝ 由h ＝12gt 2 得：2222222/4/1h g m s m s t ⨯＝＝＝ （2）根据星球表面物体重力等于万有引力：2G M mmg R 星星＝ 地球表面物体重力等于万有引力：2G M mmg R '地地＝则222411=()10210M gR M g R '⨯=星星地地＝ 点睛：此题是平抛运动与万有引力定律的综合题，重力加速度是联系这两个问题的桥梁；知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力．2．水平面上有一竖直放置长H ＝1.3m 的杆PO ，一长L ＝0.9m 的轻细绳两端系在杆上P 、Q 两点，PQ 间距离为d ＝0.3m ，一质量为m ＝1.0kg 的小环套在绳上。
杆静止时，小环靠在杆上，细绳方向竖直；当杆绕竖直轴以角速度ω旋转时，如图所示，小环与Q 点等高，细绳恰好被绷断。
重力加速度g ＝10m ／s 2，忽略一切摩擦。
求：（1）杆静止时细绳受到的拉力大小T ；（2）细绳断裂时杆旋转的角速度大小ω； （3）小环着地点与O 点的距离D 。
【答案】（1）5N （2）53/rad s （3）1.6m 【解析】 【详解】（1）杆静止时环受力平衡，有2T ＝mg 得：T ＝5N（2）绳断裂前瞬间，环与Q 点间距离为r ，有r 2＋d 2＝（L －r ）2 环到两系点连线的夹角为θ，有d sin L r θ=-，rcos L rθ=- 绳的弹力为T 1，有T 1sinθ＝mg T 1cosθ＋T 1＝m ω2r 得53/rad s ω=（3）绳断裂后，环做平抛运动，水平方向s ＝vt竖直方向：212H d gt -=环做平抛的初速度：v ＝ωr小环着地点与杆的距离：D 2＝r 2＋s 2 得D ＝1.6m 【点睛】本题主要是考查平抛运动和向心力的知识，解答本题的关键是掌握向心力的计算公式，能清楚向心力的来源即可。
高三物理曲线运动试题答案及解析
高三物理曲线运动试题答案及解析1.公交车是人们出行的重要交通工具，如图所示是公交车内部座位示意图，其中座位 A和 B 的边线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从 A 座位沿AB 连线相对车以 2m/s 的速度匀速运动到 B，则站在站台上的人看到该乘客A．运动轨迹为直线B．运动轨迹为抛物线C．因该乘客在车上匀速运动，所以乘客处于平衡状态D．当车速度为 5m/s 时，该乘客对地速度为 7m/s【答案】B【解析】人相对地面参与了两个方向的运动，一是垂直于车身方向的匀速运动，一个是沿车身方向的匀加速直线运动，所以运动轨迹是抛物线，B正确；乘客受到沿车身方向的合外力，处于非平衡状态，C错误；速度的合成遵循平行四边形定则，乘客对地速度为m/s，D错误。
【考点】本题考查了物体做曲线运动的条件和速度的合成。
2.如图甲所示为车站使用的水平传送装置的示意图。
绷紧的传送带长度L=6.0m，以v=6.0m/s 的恒定速率运行，传送带的水平部分AB距离水平地面的高度h=0.45m。
现有一行李箱（可视为＝5.0m/s的水平初速度从A端滑上传送带，被传送到B端时没有被及质点）质量m=10kg，以v时取下，行李箱从B端水平抛出，行李箱与传送带间的动摩擦因数μ＝0.20，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
试分析求解：（1）行李箱从传送带上A端运动到B端过程中摩擦力对行李箱冲量的大小；（2）为运送该行李箱电动机多消耗的电能；的水平初速度从A端滑上传送带，且（3）若传送带的速度v可在0～8.0m/s之间调节，仍以v行李箱滑到B端均能水平抛出。
请你在图乙中作出行李箱从B端水平抛出到落地点的水平距离x 与传送带速度v的关系图象。
（要求写出作图数据的分析过程）【答案】（1）10N·s（2）60J（3）图象见答案【解析】（1）行李箱刚滑上传送带时做匀加速直线运动，设行李箱受到的摩擦力为Ff 根据牛顿第二定律有 Ff＝μmg＝ma解得 a＝μg＝2.0 m/s2设行李箱速度达到v＝6.0 m/s时的位移为s1v2－v02＝2as1s1＝＝2.75m即行李箱在传动带上能加速达到传送带的速度6.0 m/s设摩擦力的冲量为If ，依据动量定理If＝mv－mv解得If＝10N·s说明：用其他方法求解，正确的也给分。
高中物理曲线运动经典练习题全集(含答案)
《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。
高一物理曲线运动试题答案及解析
高一物理曲线运动试题答案及解析1.物体从M点开始做减速运动，图中的下列选项能正确描述物体运动到P点时的速度v和加速度a方向关系的是()．【答案】 C【解析】试题分析:物体从M点开始做减速运动，加速度与速度方向的夹角应该是钝角，故A错误；速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，不是沿轨迹的切线方向，故B错误；速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，且加速度与速度方向的夹角应该是钝角，满足题设，故C正确；加速度指向轨迹的内侧，不是沿切线方向，速度方向沿轨迹的切线方向．故D错误。
【考点】物体做曲线运动的条件2.小船横渡一条河，船头方向始终与河岸垂直，若小船相对静水的速度大小不变，运动轨迹如图3所示，则河水的流速()．A．由A到B水速一直增大B．由A到B水速一直减小C．由A到B水速先增大后减小D．由A到B水速先减小后增大【答案】B【解析】试题分析:如图所示，从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，加速度的方向水平向左，与速度的方向的夹角是钝角，知越靠近B岸水速越小．故B正确，A、C、D错误．【考点】运动的合成和分解．3.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。
左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。
b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。
c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。
若在传动过程中，皮带不打滑。
则 ( )A．a点与d点的向心加速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与b点的线速度大小相等【答案】AC【解析】a与c同带相连，故a点与c点线速度大小相等，C对；由线速度大小相等得：，得：，bcd同轴，故bcd的转速、角速度相同，由，知B错；由知A对；由，知D错。
考点:圆周运动。
【名师】描述圆周运动的各物理量间的关系：线速度v与角速度ω、周期T、转速n的关系：v＝rω＝r＝2πnr由上式和向心加速度公式a＝v2/r可推出：a＝ω2r＝ωv＝r＝4π2n2r由上面的公式和向心力公式F＝ma可推出：F＝mv2/r＝mω2r＝m r＝4mπ2n2r.4.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．垂直于轨道平面对火车的支持力大于D．垂直于轨道平面对火车的支持力小于【答案】AD【解析】火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度小于，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压．故A正确，B错误．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小．即垂直于轨道平面对火车的支持力小于，故C错误，D正确．故选AD.【考点】生活中的圆周运动【名师】此题是生活中的圆周运动的讨论；要知道火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压。
高中物理曲线运动典型题及答案
高中物理曲线运动典题及答案一、单选题（本大题共14小题，共56.0分）1.某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。
若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合，A，B，C和D表示重心位置，且A和D处于同一水平高度。
下列说法正确的是A. 相邻位置运动员重心的速度变化相同B. 运动员在A、D位置时重心的速度相同C. 运动员从A到B和从C到D的时间相同D. 运动员重心位置的最高点位于B和C中间2.在光滑的水平面上，质量m=1kg的物块在的水平恒力F作用下运动，如图所示为物块的一段轨迹。
已知物块经过P、Q两点时的速率均为v= 4m/s，用时为2s，且物块在P点的速度方向与PQ连线的夹角α=30°.关于物块的运动，下列说法正确的是( )A. 水平恒力F=4NB. 水平恒力F的方向与PQ连线成90°夹角C. 物块从P点运动到Q点的过程中最小速率为2m/sD. P、Q两点的距离为8m3.如图所示，从匀速运动的水平传送带边缘，垂直弹入一底面涂有墨汁的棋子，棋子在传送带表面滑行一段时间后随传送带一起运动．以传送带的运动方向为x轴，棋子初速度方向为y轴，以出发点为坐标原点，棋子在传送带上留下的墨迹为( )A. B. C. D.4.如图所示，水平桌面上有一涂有黑色墨水的小球，给小球一个初速度使小球向右做匀速直线运动，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边与桌面相齐平，则小球在木板上留下的墨水轨迹是( )A. B.C. D.5.如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平地面上的O点．置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M.今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A. A、B质量之比为27∶25B. A落地时速率为√2glC. A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为3∶5D. A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为√3gl56.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示，水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为ℎ.发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3ℎ.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是( )A. L12√g6ℎ<v<L1√g6ℎB. L14√gℎ<v<√(4L12+L22)g6ℎC. L12√g6ℎ<v<12√(4L12+L22)g6ℎD. L14√gℎ<v<12√(4L12+L22)g6ℎ7.在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。
(物理)高考物理曲线运动试题(有答案和解析)
（物理）高考物理曲线运动试题( 有答案和解析 )一、高中物理精讲专题测试曲线运动1．以下列图，在风洞实验室中，从 A 点以水平速度 v0向左抛出一个质最为m 的小球，小球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为F，经过一段时间小球运动到 A 点正下方的 B 点处，重力加速度为 g，在此过程中求（1）小球离线的最远距离；（2） A、 B 两点间的距离；（3）小球的最大速率 v max．【答案】（1）mv22m2 gv2（ 3）v0F24m2g2 0（2）0F2F F 2【解析】【解析】（1）依照水平方向的运动规律，结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方向的速度为零时距墙面的距离；（2）依照水平方向向左和向右运动的对称性，求出运动的时间，抓住等时性求出竖直方向A、 B 两点间的距离；（3）小球到达 B 点时水平方向的速度最大，竖直方向的速度最大，则 B 点的速度最大，依照运动学公式结合平行四边形定则求出最大速度的大小；【详解】（1）将小球的运动沿水平方向沿水平方向和竖直方向分解水平方向： F＝ma x2v0＝ 2a x x m解得：x m＝mv2 2F（2）水平方向速度减小为零所需时间t1＝v 0a x总时间 t＝ 2t1竖直方向上：y＝ 1 gt2＝ 2m2 gv022 F 2（3）小球运动到 B 点速度最大v x=v0V y=gtv max＝ v x2v y2＝vF 24m2g 2 F【点睛】解决此题的要点将小球的运动的运动分解，搞清分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解．2．以下列图，在竖直平面内有一倾角θ=37°的传达带BC．已知传达带沿顺时针方向运行的速度 v=4 m/s ， B、 C两点的距离 L=6 m。
一质量 m=0.2kg 的滑块（可视为质点）从传达带上端 B 点的右上方比 B 点高 h=0. 45 m 处的 A 点水平抛出，恰好从 B 点沿 BC方向滑人传达带，滑块与传达带间的动摩擦因数μ，取重力加速度g=10m/s 2， sin37 = °，cos37°。
(物理)物理曲线运动专项习题及答案解析及解析
盘以不同的角速度勾速转动时，传感器上就会显示相应的读数 F ， g 取10 m/s2 ．求：
（1）当 AB 间细线的拉力为零时，物块 B 能随转盘做匀速转动的最大角速度； （2）随着转盘角速度增加， OA 间细线刚好产生张力时转盘的角速度； （3）试通过计算写出传感器读数 F 随转盘角速度 变化的函数关系式，并在图乙的坐标
mg
R
R 2
W
f
1 2
mvB2
0
解得：Wf 22J
（3）由
B
到
C
的过程中，由动能定理得： mgLBC
1 2
mvC2
1 2
mvB2
解得： LBC
vB2 vC2 2 g
从 C 点到落地的时间： t0
2h 0.8s g
B
到
P 的水平距离： L
vB2 vC2 2 g
vCt0
代入数据，联立并整理可得：
（1）小球能否到达 D 点？试通过计算说明；
（2）求小球在最高点对轨道的压力范围；
（3）通过计算说明小球从 D 点飞出后能否落在水平面 BC 上，若能，求落点与 B 点水平 距离 d 的范围． 【答案】（1）小球能到达 D 点；（2） 0 F 3mg ；（3）
2 1 R d 2 2 1 R
系中作出 F 2 图象．
【答案】（1）1 2rad / s （2）2 2 2rad / s （3）m2 52rad / s2
【解析】 对于 B ，由 B 与转盘表面间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有：
2mB g 2mB12L
代入数据计算得出：1 2rad / s （2）随着转盘角速度增加， OA 间细线中刚好产生张力时，设 AB 间细线产生的张力为
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限以 2v0 速度大小，垂直 MP 射入磁场，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，且恰好
不从 PN 边射出磁场．如下图所示，设圆周的半径为 R，由牛顿第二定律则有
q
2v0 B
2mv02 R
R 2mv0 2qB
由图知 EC 是中位线，O1 是圆心，D 点是圆周与 PN 的切点，由几何知识可得，圆周半径
（1）小球在斜面上的相碰点 C 与 B 点的水平距离； （2）小球通过管道上 B 点时对管道的压力大小和方向．
【答案】（1） 0.9m ；（2）1N
【解析】 【分析】 （1）根据平抛运动时间求得在 C 点竖直分速度，然后由速度方向求得 v，即可根据平抛运 动水平方向为匀速运动求得水平距离； （2）对小球在 B 点应用牛顿第二定律求得支持力 NB 的大小和方向． 【详解】 （1）根据平抛运动的规律，小球在 C 点竖直方向的分速度 vy=gt=10m/s
得 t＝ x ＝5 s＝1s v0 5
由 h＝ 1 gt2 2
得：
g＝
2h t2
＝
2 12
2
m
/
s
2＝4m
/
s
2
（2）根据星球表面物体重力等于万有引力：
mg＝ G
M星m R星2
地球表面物体重力等于万有引力：
mg＝
G
M地m R地2
则
M星 M地
＝
gR星2 gR地2
=4 10
( 1 )2 2
1 10
点睛：此题是平抛运动与万有引力定律的综合题，重力加速度是联系这两个问题的桥梁；
【答案】（1） mv02 （2） 2m2 gv02 （3） v0 F 2 4m2 g 2
2F
F2
F
【解析】
【分析】
（1）根据水平方向的运动规律，结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方向的速
度为零时距墙面的距离；
（2）根据水平方向向左和向右运动的对称性，求出运动的时间，抓住等时性求出竖直方向
A、B 两点间的距离；
2v0 g
带电粒子在电场中水平方向飞行距离为 x2 有
x2
vx2t2
2v02 g
带电粒子在 p2 点的坐标 由几何知识可知 p2 点的坐标是
（ 4h 2h 2 ，0） 2 2
带电粒子在 p1 点的坐标是
2v02
64
2
gh , 0
g
【点睛】
带电粒子在不同场中运动用不同的物理公式以及利用几何知识来计算．
（1）轨道末端 AB 段不缩短，压缩弹黄后将滑块弹出，滑块经过点速度 vB=3m/s，求落到 C 点时速度与水平方向夹角； （2）滑块沿着圆弧轨道运动后能在 DE 上继续滑行 2m,求滑块在圆弧轨道上对 D 点的压力 大小：
（3）通过调整弹簧压缩量，并将 AB 段缩短，滑块弹出后恰好无碰撞从 C 点进入圆弧 轨 道，求滑块从平台飞出的初速度以及 AB 段缩短的距离. 【答案】（1）45°（2）100N （3）4m/s、0.3m 【解析】
R 2h 2 2
解得
2 2 1
B qh mv0
(3) 带电粒子从磁场中射出后，又射入电场中，做类斜抛运动，速度大小仍是 2v0 ，且抛 射角是 450 ，如下图所示，
根据斜抛运动的规律，有
vx2 2v0 cos450
vy2 2v0 sin450
带电粒子在电场中飞行时间为 t2 则有
t2
2vy1 g
（1）水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； （2）小球到达 A 点时动量的大小； （3）小球从 C 点落至水平轨道所用的时间．
【答案】（1） 5gR （2） m 23gR （3） 3 5R
2
2
5g
【解析】
试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关
的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力．
3．如图所示，在风洞实验室中，从 A 点以水平速度 v0 向左抛出一个质最为 m 的小球，小 球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为 F，经过一段时间小球运动到 A 点正下方 的 B 点 处，重力加速度为 g，在此过程中求
（1）小球离线的最远距离；
（2）A、B 两点间的距离；
（3）小球的最大速率 vmax．
水平分速度 vx=vytan450=10m/s
则 B 点与 C 点的水平距离为：x=vxt=10m （2）根据牛顿运动定律，在 B 点
NB+mg=m v2 R
解得 NB=50N 根据牛顿第三定律得小球对轨道的作用力大小 N, =NB=50N 方向竖直向上 【点睛】 该题考查竖直平面内的圆周运动与平抛运动，小球恰好垂直与倾角为 45°的斜面相碰到是 解题的关键，要正确理解它的含义．要注意小球经过 B 点时，管道对小球的作用力可能向 上，也可能向下，也可能没有，要根据小球的速度来分析．
（m+M
)gh
1 2
(m
M
)v共2
解得: h 0.2m
综上所述本题答案是: （1） v共 =2.0m / s （2）F=15N (3)h=0.2m
点睛:
（1）小球粘在物块上，动量守恒．由动量守恒，得小球和物块共同速度的大小．
（2）对小球和物块合力提供向心力，可求得轻绳受到的拉力
（3）小球和物块上摆机械能守恒．由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度．
vt
1 2
gt 2
CD
⑩
v v sin
由⑤⑦⑩ 式和题给数据得
t 3 5R 5g
点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受 力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新．
2．一质量 M=0.8kg 的小物块，用长 l=0.8m 的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质 量 m=0.2kg 的粘性小球以速度 v0=10m/s 水平射向小物块，并与物块粘在一起，小球与小物 块相互作用时间极短可以忽略．不计空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s2．求：
2 1 qh
mv0
(3)
2v02
64 g
2 gh , 0
【解析】
【分析】
带电粒子从电场中 Q 点以速度 v0 水平向右射出，在第Ⅲ象限做的是类平抛运动，在第 I 象 限，先是匀速直线运动，后是圆周运动，最后又在电场中做类斜抛运动．
【详解】
(1)带电粒子在第Ⅲ象限做的是类平抛运动，带电粒子受的电场力为 F1 运动时间为 t1 ，有
知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力．
5．如图所示，在平面直角坐标系 xOy 内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形 MNP 区域内存在垂 直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0 的区域内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场
E mv02 ．一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从电场中 Q 点以速度 v0 水平向右射出， 2qh
即落到圆弧 C 点时，滑块速度与水平方向夹角为 45°
（2）滑块在 DE 阶段做匀减速直线运动，加速度大小 a f g m
根据 vE2 vD2 2axDE
t1＝
v0 ax
总时间 t＝2t1
竖直方向上：
y＝
1 2
gt
2＝
2m2 F
gv02
2
（3）小球运动到 B 点速度最大
vx=v0 Vy=gt
g 2
【点睛】
解决本题的关键将小球的运动的运动分解，搞清分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第
二定律和运动学公式进行求解．
（1）根据题意 C 点到地面高度 hC R Rcos370 0.08m
从
B
点飞出后，滑块做平抛运动，根据平抛运动规律： h hC
1 2
gt 2
化简则 t 0.3s
根据 xBC vBt 可知 vB 3m / s
飞到 C 点时竖直方向的速度 vy gt 3m / s
因此 tan vy 1 vB
由题意得
F1
qE
mv02 2h
a1
F1 m
qE m
x1 v0t1
解得
y1
1 2
at12
x1
mv02 Eq
Q 的坐标
y1
mv02 2Eq
E mv02 2qh
2h, h
(2) 带电粒子经坐标原点 O 射入第Ⅰ象限时的速度大小为 v1
vx v0
vy at1
t1
mv0 Eq
联立解得
vy v0
v1 2v0 由带电粒子在通过坐标原点 O 时， x 轴和 y 轴方向速度大小相等可知，带电粒子在第 I 象
【物理】物理曲线运动专项习题及答案解析
一、高中物理精讲专题测试曲线运动 1．如图，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨道 PA 在 A 点相 切．BC 为圆弧轨道的直径．O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为 α，sinα= 3 ，一质量为 m
5 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道；在整个过程 中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在 C 点所 受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为 g．求：
6．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内
径的小球，小球在管道内做圆周运动，从 B 点脱离后做平抛运动，经过 0.3s 后又恰好与倾
角为 450 的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为 R 1m ，小球可看作质点且其质量为
m 1kg ， g 10m / s2 ，求：
DA Rsin ⑥
CD R(1 cos ）⑦
由动能定理有
mg
CD
F0