人教版高中物理必修一第五章曲线运动练习和解析

1、必修一第五章曲线运动练习必修一第五章曲线运动练习 一选择题（共一选择题（共 1212 小题）小题） 1 （2014四川）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， 去程时船头指向始终与河岸垂直， 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为（B） ABCD 解：设船渡河时的速度为vc；当船头指向始终与河岸垂直，则有：t 去= 当回程时行驶路线与河岸垂直， 则有： t 回= ； ； 而回头时的船的合速度为： v 合= 由于去程与回程所用时间的比值为k，所以小船在静水中的速度大小为： vc=，故 B 正确；

2、 故选：B 2 （2014普陀区二模）做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的是（B） A速率B速度C速度的变化率D合外力 3 （2014上海）在离地高 h 处，沿竖直方向向上和向下抛出两个小球，他们的初速度大小 均为 v，不计空气阻力，两球落地的时间差为（A） ABCD 解：由于不计空气阻力，两球运动过程中机械能都守恒，设落地时速度为 v，则由机械能 守恒定律得： mgh+=则得：v=，所以落地时两球的速度大小相等 对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动， 取竖直向上为正方向，加速度为 g，则运动时间为：t1=对于竖直下抛的小球，运动时间为：t2= 故选：A故两球落地的时间差为：

3、t=t1t2= 4 （2014海南）将一物体以某一初速度竖直上抛物体在运动过程中受到一大小不变的空 气阻力作用， 它从抛出点到最高点的运动时间为t1， 再从最高点回到抛出点的运动时间为t2， 如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则（B） A 1t0 t2t1C 1t0 t2t1t1t0t2t1Btt1t0t2t1Dt 解：不计阻力时，物体做竖直上抛运动，根据其运动的公式可得：， 当有阻力时，设阻力大小为f，上升时有：mg+f=ma， 上升时间 mgf=ma1， 有阻力上升位移与下降位移大小相等，下降时有 ，根据，可知 t1t2故 ACD 错误，B 正确故选：B 5 （20

4、14陕西一模）从离地H 高处自由释放小球 a，同时在地面以速度v0竖直上抛另一小 球 b，有（ACD） A若 v0 B若 v0 C若 v0= D若 v0= ，小球 b 在上升过程中与 a 球相遇 ，小球 b 在下落过程中肯定与 a 球相遇 ，小球 b 和 a 不会在空中相遇 ，两球在空中相遇时 b 球速度为零 解：设经过时间 t 甲乙在空中相碰，甲做自由落体运动的位移：h1= gt2 乙做竖直上抛运动的位移为：h2=v0t gt2由几何关系有：H=h1+h2 联立以上各式解得：小球 b 上升的时间：小球 b 运动的总时间为： A、若小球b 在上升过程中与 a 球相遇，则tt2，解得：，故A 正

5、 确；C、若 b 的初速度 v0=，a 下落的高度：，两个物体 在落地点相遇 故 C 正确； B、 由 A 与 C 的分析可得， 当 b 球的初速度满足： 时，小球 b 在下落过程中肯定与 a 球相遇；当时小球 b 和 a 不会在空中相遇故 B 错误D、若 v0=，t2=，相遇时间 t=，此时 b 球刚上升到最高点，速度为 零，D 正确； 6 （2014长宁区一模）物体作匀速圆周运动，以下说法正确的是（D） A它是加速度不变的曲线运动 B线速度、角速度都保持不变 C一个周期内平均速度等于线速度 D运动路程与时间成正比 (C、一个周期内，物体的位移为零，平均速度为零，故C 错误； D、匀速圆周运

6、动的速率不变，速率等于运动路程与时间的比值，则l=vt，所以运动路程与 时间成正比，故 D 正确) 7 （2013德阳模拟）半径为 R 的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点， 如图，小车以速度 v 向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时， 若小球恰能沿圆桶做完 整的圆周运动，则速度 v 的大小为（B） ABC D2 ，解得：解：小球恰能沿圆桶做完整的圆周运动，在最高点有：mg=m 根据机械能守恒定律得： 2，解得：v= 故 B 正确，A、C、 D 错误 8 （2013浦东新区一模）皮带传动装置中，小轮半径为r，大轮半径为 2rA 和 B 分别是 两个轮边缘上的质点，大轮中另一质

7、点P 到转动轴的距离也为r，皮带不打滑则（ D） AA 与 P 的角速度相同 BB 与 P 的线速度相同 CA 的向心加速度是 B 的 DP 的向心加速度是 A 的 解：A、A、B 两点线速度相等，B、P 两点角速度相等，A、B 的半径不等，则 A、B 的角 速度不等，则 A、P 的角速度不同故A 错误C、A、B 的线速度相等，根据知，A 的向心加速度时 B 的 2 倍故 C 错误D、P、B 角速度相等，根据 a=r2知 B 的向心加速 度时 P 的 2 倍，A 的向心加速度时 B 的 2 倍则 P 的向心加速度时 A 的 故 D 正确 9（2005江苏） 关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的

8、方向， 下列说法中正确的是 （C） A与线速度的方向始终相同 B与线速度的方向始终相反 C始终指向圆心 D始终保持不变 (向心加速度的方向始终指向圆心，和线速度的方向垂直，不改变线速度的大小只是改变 线速度的方向，) 10 （2014北京模拟）如图所示，在光滑水平面上，质量为m 的小球在细线的拉力作用下， 以速度 做半径为 r 的匀速圆周运动小球所受向心力的大小为（A） ABCm2rDmr 解：根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有： F=m故 A 正确，B、C、D 错误 11 （2014石家庄一模）如图所示，A 是半径为 r 的圆形光滑轨道，固定在木板B 上，竖直 放置；B

9、的左右两侧各有一光滑挡板固定在地面上，使其不能左右运动，小球C 静止放在 轨道最低点，A，B，C 质量相等现给小球一水平向右的初速度v0，使小球在圆型轨道的 内侧做圆周运动，为保证小球能通过轨道的最高点，且不会使B 离开地面，初速度 v0必须 满足（CD） （重力加速度为 g） A最小值为大值为B最 C最小值为 ，解得：v1= 大值为D最 解：在最高点，速度最小时有：mg=m根据机械能守恒定律，有： 2mgr+ mv12= mv12，解得：v1= v2= 在最高点，速度最大时有： mg+2mg=m，解得： 根据机械能守恒定律有：2mgr+ mv22= mv22，解得：v2=所以为保证 小球能通

10、过轨道的最高点，且不会使B 离开地面，初速度 v0必须满足：v0 12 （2014德庆县一模）如图甲和乙是汽车以一定速度通过凸形桥的最高处和通过凹形桥最 低处的情景，则（C） A图甲时汽车对桥的压力等于重力 B图乙时汽车对桥的压力等于重力 C图甲时汽车对桥的压力小于重力 D图乙时汽车对桥的压力小于重力 解：对甲图，运用牛顿第二定律有： 对乙图，有：，解得 ，解得 N=mg mg故 C 正确，A、B、D 错误 二解答题（共二解答题（共 6 6 小题）小题） 13 （2014安徽）图1 是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动 轨迹 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理

11、的是ac a安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b每次小球释放的初始位置可以任意选择 c每次小球应从同一高度由静止释放 d为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点，测量 它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y，图 2 中 yx2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 c （3）图 3 是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取 三点 A、B、C，测得 A、B 两点竖直坐标 y1为 5.0cm，y2为 45.0cm，A、B 两点水平间距 x 为 40.0cm，则平抛小球的初速度v0为2.0m/

12、s，若C 点的竖直坐标 y3为 60.0cm，则 小球在 C 点的速度 vC为4.0m/s（结果保留两位有效数字，g 取 10m/s2） (（2）物体在竖直方向做自由落体运动，y= gt2；水平方向做匀速直线运动，x=vt； 为常数，故yx2应为正比例关系，故C 正确，联立可得：y=，因初速度相同，故 （3）根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动， 所以 y1= g y2= 联立代入数据解得：v0=2.0m/s =2gh，所 水平方向的速度，即平抛小球的初速度为v0= 若 C 点的竖直坐标 y3为 60.0cm，则小球在C 点的对应速度 vC：据公式可得： 以

13、v 下 =2=3.5m/s 所以 C 点的速度为：vc=4.0m/s 14 （2014成都模拟）某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球 A、B 处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A 球水平飞出，同时B 球被松开 他观察到的现象是：小球A、B同时（填“同时”或“不同时”）落地； 让 A、B 球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片， A 球在空中运动的时间将不变 （填“变长”、“不变”或“变短”） ； 上述现象说明： 平抛运动的时间与初速度大小无关， 平抛运动的竖直分运动是自由 落体运动 15 （2014武昌区模拟） 如图所示， 从空中 A 点以一定的初速度水平抛出一

14、个质量m=2.0kg、 可看成质点的物体，恰好从竖直放置的光滑圆轨道的B 端沿切线方向进入圆轨道BC，C 为 轨道的最低点，A 点到 B 点的竖直距离 h=3.2m，B 和圆心 O 的连线与竖直方向间的夹角 =530，圆轨道的半径为 R=5.5mC 点与紧挨的水平传送带相切， 传送带以恒定速度 v=2m/s 沿逆时针方向匀速转动传送带与物体之间的动摩擦因数为=0.5不计物体滑过圆弧时与 传送带交接处的机械能损失， 传送带 DE 间长 L=15m， g=10m/s2， sin53=0.8， cos53=0.6 求： （1）物体在 A 点的初速度 v0的大小（保留两位有效数字） ； （2）物体经过

15、轨道上的C 点时对轨道的压力 FN（保留两位有效数字） ； （3）物体从滑上传送带到第一次离开传送带所经历的时间t（保留两位有效数字） ，及该过 程中物体与传送带产生的热量Q（保留三位有效数字） 解：（1） 设物体在 B 点时竖直分速度为 vBy， 则： 又代入数据解得：v0=6.0m/s ， （2）设物体在 B 点、C 点的速度分别为 vB、vC，从 B 到 C 由动能定理得： 代入数据联立解得：vC=12m/s根据牛顿第二定律得： FN=72N （3）物体滑上传送带速度减为零的时间： ，代入数据解得： 物块匀减速直线运动的位移为：15m， 相对滑动的路程为： s1=x1+vt1=14.4+

16、22.4m=19.2m 然后物块返回做匀加速直线运动， 有： ，速度达到传送带速度的时间为：， 相对滑动的路程为： s2=vt2x2=20.40.4m=0.4m，匀速直线运动的时间为： ，则有：t=t1+t2+t3=2.4+0.4+7s=9.8s 该过程中物体与传送带产生的热量为：Q=mg（ s1+ s2）=0.520（19.2+0.4）J=196J 16 （2014潍坊模拟）如图所示，光滑半圆轨道AB 竖直固定，半径 R=0.4m，与水平光滑 轨道相切于 A水平轨道上平铺一半径r=0.1m 的圆形桌布，桌布中心有一质量m=1kg 的小 铁块保持静止现以恒定的加速度将桌布从铁块下水平向右抽出后

17、，铁块沿水平轨道经A 点进入半圆轨道，到达半圆轨道最高点B 时对轨道刚好无压力，已知铁块与桌布间动摩擦 因数 =0.5，取 g=10m/s2，求： （1）铁块离开 B 点后在地面上的落点到A 的距离； （2）铁块到 A 点时对圆轨道的压力； （3）抽桌布过程中桌布的加速度 解： （1）设铁块在 B 点的速度为 v，根据向心力公式得： mg= ， ，解得：t=， 解得：v= 铁块离开 B 点后作平抛运动，则2R= 则铁块离开 B 点后在地面上的落点到A 的距离 x=vt=20.4=0.8m； （2）从 A 到 B 的过程中，根据动能定理得： 在 A 点，根据向心力公式得： 由解得： N=60N，

18、 根据牛顿第三定律得：铁块到A 点时对圆轨道的压力 N=N=60N， （3）铁块脱离桌布时的速度v0=vA， 设铁块加速度为 a0，由牛顿第二定律得： mg=ma0 铁块在桌布上加速的时间为t0，由运动学基本公式得： v0=a0t0， 由位移关系得：r= 由解得：a=5.25m/s2 17 （2014安徽模拟）如图 1 所示，半径为R 的光滑半圆轨道处于竖直平面内， 半圆轨道与 光滑的水平地面相切于A 点，C 是水平地面上的距离A 点 L=2R 的一点，一质量为 m 的小 球受水平向左的恒力 F 作用由 C 点静止开始加速运动，当运动到A 点时撤去恒力 F，小球 沿竖直半圆轨道运动到最高点B 点，最后又落在水平地面上，改变F 的大小，多次测量 F 与小球在 B 点时的速度 v0的对应关系，得到如图2 所示 v20F 的图象，将直线延长，得到 纵、横轴截距分别为4gR、mg，重力加速度为 g求： （1）小球到达圆轨道B 点时对轨道的压力与拉力F 的关系式； （