高中物理《曲線運動》典型題 含答案

2023-02-15 18:12:05 字數 4611 閱讀 8560

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一、曲線運動條件的理解與應用是高考的重要考查內容,尤其是經常和電、磁學相關情景結合考查.其核心是軌跡、受力與速度方向的相互判定.此題中根據一點的情況判斷受力的方向範圍較容易,但需要綜合多點資訊逐個判斷受力範圍,然後取交集,縮小範圍.

二、小船渡河問題是運動的合成與分解的重要模型,在近年高考中時而出現求最短時間或最短航程類的小船渡河問題,難度中等.小船過河時實際上參與了兩個方向的分運動,即隨水流的運動(水沖船的運動)和船相對水的運動(在靜水中船的運動,運動方向為船頭的方向),船的實際運動是合運動.在建立小船渡河模型時首先應明確船速與水速的大小關係,否則容易出現錯誤.

三、牽連速度問題是考查以繩或杆連線的兩個或多個鏈結體之間的速度關聯,此類問題的關鍵是分清分速度與分速度按效果進行分解.在高考中時有考查,可與受力分析和功能關係相結合,難度較大.

牽連體速度的分解方法

解決牽連體的速度關聯問題,其關鍵是如何分解速度,而分解速度的關鍵又在於理解什麼是合運動.需要明確:(1)合速度方向是物體實際運動方向;(2)分速度方向是沿繩(或杆)方向.根據輕繩(或輕杆)各點速度沿繩(或杆)方向的分量大小相等,即可得到關聯體之間的速度關係式.如圖甲、乙所示,v1cos θ1=v2cos θ2,如圖丙所示,v0=vcos θ.

四、軌跡、受力和速度方向的相互判定依據:(1)運動軌跡的切線方向就是速度方向;(2)合外力的方向指向軌跡凹側;(3)軌跡在合外力方向與速度方向之間.根據以上三條判斷依據,結合題目中給出的軌跡、速度方向、受力方向等資訊中的兩個,就可以進行第三個的判定.

五、斜面傾角固定,問題的實質依然是一種幾何約束,借助斜面的幾何關係構造出相應的位移和速度三角形,再進行求解.從整體的求解思路看,本題從「速度關係」入手逐步確定了「位移關係」,聯絡兩種關係的「橋梁」仍是各分運動的等時性.複習時要熟練掌握典型物理模型和常用二級結論.

平拋運動中的兩個特殊關係

角度關係:速度偏轉角的正切值是位移偏轉角正切值的2倍,即tan θ=2tan α.

中點關係:末速度(任意一點)的反向延長線過該時刻水平位移的中點.

六:高考試題常以新穎的生活實際作為背景,以水平面內圓周運動或豎直麵內物體的圓周運動為模型,考查考生利用動力學觀點解決實際問題的能力,此類題型多為選擇題,難度中等偏易.解題的關鍵是建立正確的物理模型,對物體進行受力分析,找到圓心、軌道平面,列出動力學方程.

豎直麵內的圓周運動是典型的變速圓周運動,在變速圓周運動中經常出現「剛好」「恰好」「正好」「最大」「最小」「至少」等字眼,這些關鍵詞恰恰說明此題中含有臨界條件.高考對圓周運動中臨界條件的考查幾乎每年都會出現,既有選擇題,也有計算題,且經常和電場、磁場背景相結合,要求考生必須理解和掌握.

1. (多選)一質點做勻速直線運動,現對其施加一恒力,且原來作用在質點上的力不發生改變,則(

a.質點速度的方向總是與該恒力的方向相同

b.質點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直

c.質點加速度的方向總是與該恒力的方向相同

d.質點單位時間內速率的變化量總是不變

2.由於衛星的發射場不在赤道上,同步衛星發射後需要從轉移軌道經過調整再進入地球同步軌道.當衛星在轉移軌道上飛經赤道上空時,發動機點火,給衛星一附加速度,使衛星沿同步軌道執行.已知同步衛星的環繞速度約為3.1×103 m/s,某次發射衛星飛經赤道上空時的速度為1.55×103 m/s,此時衛星的高度與同步軌道的高度相同,轉移軌道和同步軌道的夾角為30°,如圖所示,發動機給衛星的附加速度的方向和大小約為(

a.西偏北方向,1.9×103 m/s

b.東偏南方向,1.9×103 m/s

c.西偏北方向,2.7×103 m/s

d.東偏南方向,2.7×103 m/s

3.如圖所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向運動,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板為參照物(

a.帆船朝正東方向航行,速度大小為v

b.帆船朝正西方向航行,速度大小為v

c.帆船朝南偏東45°方向航行,速度大小為v

d.帆船朝北偏東45°方向航行,速度大小為v

4.距地面高5 m的水平直軌道上a、b兩點相距2 m,在b點用細線懸掛一小球,離地高度為h,如圖所示.小車始終以4 m/s的速度沿軌道勻速運動,經過a點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運動至b點時細線被軋斷,最後兩球同時落地.不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10 m/s2.可求得h等於(

a.1.25 m b.2.25 m c.3.75 m d.4.75 m

5、有一條兩岸平直、河水均勻流動、流速恒為v的大河.小明駕著小船渡河,去程時船頭指向始終與河岸垂直,回程時行駛路線與河岸垂直.去程與回程所用時間的比值為k,船在靜水中的速度大小相同,則小船在靜水中的速度大小為(

a. b. c. d.

6.(多選)關於物體所受合外力的方向,下列說法正確的是(

a.物體做速率逐漸增大的直線運動時,其所受合外力的方向一定與速度方向相同

b.物體做變速率曲線運動時,其所受合外力的方向一定改變

c.物體做變速率圓周運動時,其所受外力的方向一定指向圓心

d.物體做勻速率曲線運動時,其所受合外力的方向總是與速度方向垂直

7.由消防水龍帶的噴嘴噴出水的流量是0.28 m3/min,水離開噴口時的速度大小為16 m/s,方向與水平面夾角為60°,在最高處正好到達著火位置,忽略空氣阻力,則空中水柱的高度和水量分別是(重力加速度g取10 m/s2)(

a.28.8 m,1.12×10-2 m3 b.28.8 m,0.672 m3

c.38.4 m,1.29×10-2 m3 d.38.4 m,0.776 m3

8、如圖所示,一質點在一恒力作用下做曲線運動,從m點運動到n點時,質點的速度方向恰好改變了90°.在此過程中,質點的動能(

a.不斷增大 b.不斷減小

c.先減小後增大 d.先增大後減小

9、如圖所示,甲、乙兩同學從河中o點出發,分別沿直線游到a點和b點後,立即沿原路線返回到o點,oa、ob分別與水流方向平行和垂直,且=.若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時間t甲、t乙的大小關係為(

a.t甲<t乙 b.t甲=t乙 c.t甲>t乙 d.無法確定

10、如圖所示,人在岸上拉船,已知船的質量為m,水的阻力恒為f,當輕繩與水平面的夾角為θ時,人的速度為v,人的拉力為f(不計滑輪與繩之間的摩擦),則以下說法正確的是(

a.船的速度為vcos

b.船的速度為vsin θ

c.船的加速度為

d.船的加速度為

11.如圖所示,光滑水平桌面上,一小球以速度v向右勻速運動,當它經過靠近桌邊的豎直木板的ad邊正前方時,木板開始做自由落體運動.若木板開始運動時,cd邊與桌面相齊,則小球在木板上的正投影軌跡是(

12.2023年7月15日,黃山市休寧縣境內普降大到暴雨,該縣萬餘名幹部群眾投入到抗洪搶險中,如圖所示,一條救災小船位於與安全區的最近距離為70 m 的a點處,從這裡向下游70 m處有一危險區,當時水流速度為2 m/s,為了使小船避開危險區沿直線到達對岸,小船在靜水中的速度大小至少是(

a.2 m/s   b.3 m/s   c.2 m/s  d.4 m/s

13.如圖所示,開始時a、b間的細繩呈水平狀態,現由計算機控制物體a的運動,使其恰好以速度va沿豎直杆勻速下滑,經細繩通過定滑輪拉動物體b在水平面上運動,則下列v—t圖象中,最接近物體b的運動情況的是(

14.如圖所示的曲線是某個質點在恒力作用下的一段運動軌跡.質點從m點出發經p點到達n點,已知弧長mp大於弧長pn,質點由m點運動到p點與從p點運動到n點的時間相等.下列說法中正確的是(

a.質點從m到n過程中速度大小保持不變

b.質點在這兩段時間內的速度變化量大小相等,方向相同

c.質點在這兩段時間內的速度變化量大小不相等,但方向相同

d.質點在mn間的運動是變加速運動

15、有a、b兩小球,b的質量為a的兩倍.現將它們以相同速率沿同一方向丟擲,不計空氣阻力.圖中①為a的運動軌跡,則b的運動軌跡是(

a.① b.② c.③ d.④

16.取水平地面為重力勢能零點.一物塊從某一高度水平丟擲,在拋出點其動能與重力勢能恰好相等.不計空氣阻力.該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為(

abcd.

17.在實驗操作前應該對實驗進行適當的分析.研究平拋運動的實驗裝置示意如圖所示.小球每次都從斜槽的同一位置無初速釋放,並從斜槽末端水平飛出.改變水平板的高度,就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運動軌跡.某同學設想小球先後3次做平拋,將水平板依次放在如圖1、2、3的位置,且1與2的間距等於2與3的間距.若3次實驗中小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3,機械能的變化量依次為δe1、δe2、δe3,忽略空氣阻力的影響,下面分析正確的是(

a.x2-x1=x3-x2,δe1=δe2=δe3

b.x2-x1>x3-x2,δe1=δe2=δe3

c.x2-x1>x3-x2,δe1<δe2<δe3

18、(多選)如圖所示,相距l的兩小球a、b 位於同一高度h(l、h 均為定值),將a 向b 水平丟擲的同時,b 自由下落.a、b 與地面碰撞前後,水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反.不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間,則(

a.a、b 在第1次落地前能否相碰,取決於a 的初速度

b.a、b 在第1次落地前若不碰,此後就不會相碰

c.a、b 不可能運動到最高處相碰

d.a、b 一定能相碰

19.(多選)如圖所示,x軸在水平地面內,y軸沿豎直方向.圖中畫出了從y軸上沿x軸正向丟擲的3個小球a、b和c的運動軌跡,其中b和c是從同一點丟擲的,不計空氣阻力,則(

高中物理曲線運動知識點總結

4 v t f的關係 5 向心加速度 狀態量 物理意義 描述線速度方向改變的快慢.大小 方向 總是指向圓心即方向始終在變.所以不論a的大小是否變化,它都是個變化的量.3.向心力f 狀態量,只看瞬時對應的各個物理量即可求得數值,不需過多考慮 作用效果 產生向心加速度,不斷改變質點的速度方向,而不改變速...

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a 運動週期相等 b 運動線速度相等 c 運動角速度相等 d 向心加速度相等 8 時針 分針和秒針轉動時,下列正確說法是 a 秒針的角速度是分針的60倍 b 分針的角速度是時針的60倍 c 秒針的角速度是時針的360倍 d 秒針的角速度是時針的86400倍 9 一質量為m的物體,沿半徑為r的向下凹的...

高中物理曲線運動平拋運動知識點梳理

2 若小船要垂直於河岸過河,過河路徑最短,應將船頭偏向上游,如圖甲所示,此時過河時間 當時,為的夾角 最短路程為河寬d 當時,為船頭與河岸的夾角 最短路程程為 3 若使小船過河的時間最短,應使船頭正對河岸行駛,如圖乙所示,此時過河時間 d為河寬 因為在垂直於河岸方向上,位移是一定的,船頭按這樣的方向...