曲线运动练习题

曲线运动练习一、选择题1．在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1（且v1＞v2），方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船（BD）A．可能的最短渡河时间为2dvB．可能的最短渡河位移为dC．只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关D．不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关2．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（AB）A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力D．向心力的效果是改变质点的线速度大小3．关于运动的合成和分解，下列说法正确的是（B）A．合运动的时间等于两个分运动的时间之和B．匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线C．曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上D．分运动是直线运动，则合运动必是直线运动4．做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是（A）A．大小相等，方向相同B．大小不等，方向不同C．大小相等，方向不同D．大小不等，方向相同5．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（C）A．1∶4B．2∶3C．4∶9D．9∶166．如图1所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是（A）A．绳的拉力大于A的重力B．绳的拉力等于A的重力C．绳的拉力小于A的重力D．绳的拉力先大于A的重力，后变为小于重力Av（第1题）7．如图2所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m的小环（可视为质点），同时从大环两侧的对称位置由静止滑下。两小环同时滑到大环底部时，速度都为v，则此时大环对轻杆的拉力大小为（C）A．（2m+2M）gB．Mg－2mv2/RC．2m(g+v2/R)+MgD．2m(v2/R－g)+Mg8．下列各种运动中，属于匀变速运动的有（CD）A．匀速直线运动B．匀速圆周运动C．平抛运动D．竖直上抛运动9．水滴自高处由静止开始下落，至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风，则（BD）A．风速越大，水滴下落的时间越长B．风速越大，水滴落地时的瞬时速度越大C．水滴着地时的瞬时速度与风速无关D．水滴下落的时间与风速无关10．一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图3中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分5个区域，则关于施力物体的位置，下面说法正确的是（AC）A．如果这个力是引力，则施力物体一定在④区域B．如果这个力是引力，则施力物体一定在②区域C．如果这个力是斥力，则施力物体可能在②区域D．如果这个力是斥力，则施力物体一定在④区域11．一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动，当它第（N－2）次经过环的最低点时，速度是7m/s；第（N－1）次经过环的最低点时，速度是5m/s，则小球在第N次经过环的最低点时的速度一定满足（A）A．v1m/sB．v=1m/sC．v1m/sD．v=3m/s12．如图4所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自转动。现给小球一初速度，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（第2题）图3的作用力可能是（AB）A．a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处为推力13．如图5所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动。以下说法正确的应是（BD）A．在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）gB．在释放瞬间，支架对地面压力为MgC．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（m+M）gD.摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）g。14．某飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直面内以速度V做匀速圆周运动，圆的半径为R，在圆周的最高点和最低点比较，飞行员对坐椅的压力最低点比最高点大(设飞行员始终垂直坐椅的表面)（D）A．mgB．2mgC．mg+RmV2D．RmV22。15．一飞机以150m/s的速度在高空中水平匀速飞行，相隔1s先后释放A、B两物，A、B在运动过程中它们的位置关系下述正确的是：（D）A．B总在A的前方，水平方向距离为150mB．A总在B的正下方5m处C．B总在A的前斜上方D．以上说法都不对。16．如图6所示，小物块位于半径为R的半球顶端。若给小物块以水平的初速度v0时，物块对球顶恰好无压力，则（ABC）A．物块立即离开球面做平抛运动B．物块落地时水平位移为R2C．初速大小为gRv0D．物块落地时速度方向与地面成45017．如图所示：一轴竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个质量相同的小球A、B各自在不同的水平面内做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（AB）A、线速度BAvvB、角速度BA图4图5v0图6图7C、向心加速度BAaaD、小球对漏斗的压力BANN18．如图8所示，从一根空心光滑竖直管A的上端边缘，沿直径方向向管内平抛一钢球，球与管壁经几次碰撞后落地（设碰撞时无能量损失，作用时间可忽略）。若换一根等高但内径较大的钢管B，用同样的方法再抛入此球，则（C）A．在A管中的球运动时间较长B．在B管中的球运动时间较长C．在两管中运动时间相等D．条件不足，无法判断二、实验和填空题（每空2分，共28分。）19．如图所示，将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平抛出（即v0∥CD），小球运动到B点，已知A点的高度h，则小球到达B点时的速度大小为______。答案：202Vgh20、如图3所示，汽车甲以速度v1拉汽车乙前进，乙的速度为v2，甲、乙都在水平面上运动，求v1∶v2分析与解：如图4所示，甲、乙沿绳的速度分别为v1和v2cosα，两者应该相等，所以有v1∶v2=cosα∶121、一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度V0匀速运动。在半圆柱体上搁置一根竖直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图7所示。当杆与半圆柱体接触点P与柱心的连线与竖直方向的夹角为θ，求竖直杆运动的速度。分析与解：设竖直杆运动的速度为V1，方向竖直向上，由于弹力方向沿OP方向，所以V0、V1在OP方向的投影相等，即有cossin10VV，解得V1=V0.tgθ.22．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验步骤：甲乙αv1v2图3v1甲乙αv1v2图4RθOPV0图7V1图8（1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。（3）经过一段时，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。a.由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=______________，式中各量的意义是____________________________________________________。b.某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到纸带一段如下图所示。求得角速度为____。答案：nSnTRcos2LgnS为n个时间间隔的距离，T为打点计时器的打点周期，R为圆盘半径；6.76~6.81rad/s；23．（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。实验简要步骤如下：A．让小球多次从位置上滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是。C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v0=算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值。D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹。上述实验步骤的合理顺序是___________（只排列序号即可）。（2）如图所示，在“研究平抛物体运动”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的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用l、g表示），其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。答案：同一；将小球放在水平槽中若能静止则可认为水平；2gxh；BADC；2gl；0.7m/s；0.875m/s24．如图4-6-7所示，光滑杆上套着用细线连着的A、B两小球，已知mA=mB/2，当转盘转动后稳定时，A、B两球距轴的距离之比为。答案：2/1三、计算题。．25、水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g取10m/s2）。试求：（1）石子的抛出点距地面的高度；（2）石子抛出的水平初速度。答案：0.8m；3m/s26、在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的周期。答案：glcos227、如图所示，质量m＝1kg的小球用细线拴住，线长l＝0.5m，细线所受拉力达到F＝18N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h＝5m，重力加速度g＝10m/s2，求小球落地处到地面上Ｐ点的距离？（P点在悬点的正下方）答案：2m28、如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点，质量为m=1kg的小物体（可视为质点）在水平拉力F的作用下，从C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物体沿半圆轨道通过最高点B后作平抛运动，正好落在C点，已知AC=2m，F=15N，g取10m/s2，试求：（1）物体在B点时的速度以及此时半圆轨道对物体的弹力．（2）物体从C到A的过程中，摩擦力做的功．图4-6-7答案：5m/s；52.5N（方向竖直向下）；-9.5J29．在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取g=10m/s2）解：汽车在水平路面上拐弯，或视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的最大静摩擦力，有mgrmv6.0/2由速度v=30m/s，得弯道半径r150m；汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，有NmgRmv/2为了保证安全，车对路面的压力N必须大于零。有mgRmv/2则R90m。30．女排比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3．04m高处，击球后排球以25．0m/s的速度水平飞出，球初速方向与底线垂直，排球场的有关尺寸数据见图12所示，试计算说明：（1）此球能否过网？（2）是落在对方界内，还是界外？（g=10m/s2）解（1）当球下落到与球网上沿等高时的水平位移为s，则3.04－2.24=gt2/2,s=v0t=10m9m，球过网。（7分）（2）当球落地时，水平位移为s，则3.04=gt2/2,s=v0t/=19.5m18m,球已落在界外。（5分）31.一个质量为0.5kg的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，从静止开始受水平力而运动；物体在前5s内受到一个正东方向、大小为F1＝2.0N的水平恒力作用，在第5s末撤去F1，同时物体进入光滑水平面并受到一个正北方向、大图12小为F2＝0.5N的水平恒力，作用时间为10s。那么：（g＝10m/s2）（1）该物体在前5s和后10s各做什么运动？（画受力示意图，并给予说明）（2）求第5s末和