版浙江高中物理学业水平考试物理讲义必修2 第五章 曲线运动Word文件下载.docx

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C．过山车受到的合力等于零

D．过山车经过A、C两点时的速度相同

5．在地面上观察下列物体的运动，其中物体一定做曲线运动的是（　　）

A．向东运动的质点受到一个向西的力的作用

B．正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风

C．河水匀速流动，正在河里匀速驶向对岸的汽艇

D．在匀速行驶的列车上，相对列车水平向后拋出的一个小球

6．如图5所示是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间，如果网球离开球拍后，沿图中虚线做曲线运动，则图中能正确表示网球在相应点的速度方向的是（　　）

图5

A．v1B．v2

C．v3D．v4

考点二　运动的合成与分解

1．合运动与分运动

物体实际发生的运动叫________；

如果物体同时参与了几个方向的运动，则这几个运动叫________．

2．合运动与分运动的关系

（1）分运动具有________．

（2）分运动与合运动具有________．

（3）分运动与合运动具有________．

（4）合运动通常就是我们所观察到的实际运动．

3．运动的合成与运动的分解

（1）运动的合成：

由已知的分运动求跟它们等效的____________的过程．

（2）运动的分解：

由已知的合运动求跟它们等效的____________的过程．

4．运动合成、分解的运算法则

运动的合成与分解包括位移、速度、加速度的合成与分解，遵循______________．

1．（2016·

嘉兴高一检测）关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（　　）

A．合运动的位移是分运动位移的矢量和

B．合运动的速度一定会比其中任何一个分速度大

C．合运动的时间与分运动的时间不一定相等

D．若合运动是曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动

2．（2013·

浙江6月学考·

14）如图6所示，有一长为80cm的玻璃管竖直放置，当红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时，玻璃管水平向右匀速运动．经过20s，红蜡块到达玻璃管的最上端，此过程玻璃管的水平位移为60cm.不计红蜡块的大小，则红蜡块运动的合速度大小为（　　）

图6

A．3cm/sB．4cm/s

C．5cm/sD．7cm/s

3．如图7所示，降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞（　　）

图7

A．下落的时间越短

B．下落的时间越长

C．落地时速度越小

D．落地时速度越大

4．（2015～2016诸暨市第一学期期末考试）某条河的宽度为120m，水流速度恒为3m/s，一条小船在静水中的速度为4m/s，则小船渡河的最短时间为（　　）

A．17sB．24s

C．30sD．40s

5．如图8所示，工地上常用的塔吊起吊重物时，塔吊的水平横臂保持静止，悬挂重物的小车沿水平横臂匀速运动，同时使吊钩下的重物匀速上升．关于重物的运动，下列判断正确的有（　　）

图8

A．做曲线运动B．做匀变速曲线运动

C．速度大小不变，方向改变D．速度大小和方向都不变

6．如图9所示，一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶，在炮艇上发射炮弹射击北岸正北方向的目标．要击中目标，射击方向应（　　）

图9

A．对准目标

B．偏向目标的西侧

C．偏向目标的东侧

D．无论对准哪个方向都无法击中目标

考点三　平拋运动

1．拋体运动和平拋运动

（1）拋体运动：

以一定的初速度将物体拋出，物体只在________下所做的运动．

（2）平拋运动：

将物体以一定的初速度________拋出，只在________下的运动叫平拋运动．

2．平拋运动的性质

平拋运动是水平方向的________直线运动和竖直方向的________直线运动（自由落体运动）的合运动，即平拋运动为匀变速曲线运动，其轨迹是拋物线．

3．平拋运动问题的处理方法

将平拋运动沿水平方向和竖直方向分解．

（1）水平方向：

________________.

（2）竖直方向：

4．平拋运动的规律

图10

（1）以拋出点O为坐标原点，水平初速度v0的方向为x轴正方向，竖直向下的方向为y轴正方向，建立直角坐标系如图10所示．

（2）任一时刻t的速度vt

水平分速度：

vx＝v0，竖直分速度：

vy＝gt

实际（合）速度vt的大小：

vt＝

方向：

tanα＝

＝

平拋运动瞬时速度vt的大小和方向都是时刻改变着的．

（3）任一时刻t的位移s

水平分位移：

x＝v0t，竖直分位移：

y＝

gt2

实际（合）位移s的大小：

s＝

，

tanθ＝

tanα

平拋运动相对拋出点的位移s的大小和方向都是时刻改变着的．

（4）平拋运动的轨迹方程y＝

gt2＝

g（

）2＝

x2，所以平拋运动的轨迹是拋物线．

1．如图11所示，水平向右飞行的飞机，经过地面O点的正上方时，释放一颗炸弹，不计空气阻力，则炸弹的落点可能在（　　）

图11

A．O点B．A点

C．B点D．以上三种情况均有可能

2．（2016·

嘉兴高三检测）关于从同一高度以不同初速度水平拋出的物体，比较它们落到水平地面上的时间（不计空气阻力），以下说法正确的是（　　）

A．速度大的时间长B．速度小的时间长

C．一样长D．质量大的时间长

3．（2015·

浙江7月学考·

14）如图12所示，驾驶员甲驾驶摩托车以15m/s的速度恰好能从水平路面边缘飞越壕沟，若驾驶员乙驾驶摩托车也能飞越，其速度大小可为（　　）

图12

A．1m/sB．2m/s

C．10m/sD．16m/s

4．一个物体从某一确定的高度以初速度v0水平拋出，已知它落地时的速度大小为v，那么它的运动时间是（　　）

A.

B.

C.

D.

5．如图13所示，A、B两个小球从同一竖直线上的不同位置水平拋出，结果它们同时落在地面上的同一点C，已知A离地面的高度是B离地面高度的2倍，则A、B两个球的初速度之比vA∶vB为（　　）

图13

A．1∶2B．2∶1C.

∶1D．1∶

6．（2016·

浙江省4月学业水平考试）某卡车在水平公路上与路旁障碍物相撞，处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被拋出而陷在泥里的，为了判断卡车是否超速，需要测量的量是（　　）

A．车的长度，车的重量

B．车的高度，车的重量

C．车的长度，零件脱落点与陷落点的水平距离

D．车的高度，零件脱落点与陷落点的水平距离

7．（2016·

浙江名校协作体高二联考）打乒乓球是青少年比较喜爱的一项体育活动，相同的乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，把乒乓球看成一个质点，乒乓球自最高点到落台的过程简化成如图14所示模型，下列说法正确的是（　　）

图14

A．过网时球1的速度小于球2的速度

B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间

C．球1的速度变化率等于球2的速度变化率

D．落台时，球1的速率等于球2的速率

考点四　圆周运动、向心加速度、向心力

1．匀速圆周运动

相等的时间内通过的__________都相等的圆周运动．

2．描述圆周运动的几个物理量

（1）线速度v：

大小为通过的圆弧长跟所用时间的比值，方向为圆弧上该点的切线方向，v＝________.

（2）角速度ω：

大小为半径转过的角度跟所用时间的比值，ω＝________.

（3）周期T：

沿圆周运动________所用的时间．

（4）转速n：

物体单位时间所转的圈数．

（5）线速度、角速度、周期、频率之间的关系：

f＝

，ω＝

＝2πf，v＝

＝2πrf＝ωr.

3．向心加速度

（1）方向：

向心加速度的方向一定指向圆心．

（2）①表达式：

________________________________.

②适用范围：

向心加速度公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于非匀速圆周运动．

（3）向心加速度的计算：

根据题目的已知条件，选择合适的向心加速度的表达式计算向心加速度的大小．

4．向心力

（1）向心力

①向心力的定义：

质点做匀速圆周运动所受到的合外力，就是向心力．

②向心力的方向：

始终沿半径指向圆心，始终与线速度方向垂直，是时刻变化的．

③向心力的作用：

只改变线速度的方向，不改变线速度的大小．

（2）向心力的表达式：

______________________________________________.

向心力来源的几个实例分析

物体做圆周运动时，向心力由物体所受沿半径方向的力提供．

向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力.

实例

向心力

示意图

在光滑水平面上的O点系上细绳的一端，细绳的另一端系一小球，小球在桌面上做匀速圆周运动

小球做匀速圆周运动的向心力由细绳的拉力提供

用细绳系一个小球在竖直平面内做圆周运动

小球能通过最高点，向心力由重力和绳的拉力的合力提供；

若小球恰好能通过最高点，则在最高点向心力由重力提供

将一个物体放在水平转台上，物体随转台一起做匀速圆周运动，物体与转台无相对滑动

物体所受的向心力由转台对物体的静摩擦力提供

浙江4月学考·

5）如图15为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间，假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他（　　）

图15

A．所受的合力为零，做匀速运动

B．所受的合力恒定，做匀加速运动

C．所受的合力恒定，做变加速运动

D．所受的合力变化，做变加速运动

温州8月选考模拟）自行车修理过程中，经常要将自行车倒置，摇动脚踏板检查是否修好，如图16所示，大齿轮边缘上的a点、小齿轮边缘上的b点和后轮边缘上的c点都可视为在做匀速圆周运动．则线速度最大的点是（　　）

图16

A．大齿轮边缘上的a点

B．小齿轮边缘上的b点

C．后轮边缘上的c点

D．a、b、c三点线速度大小相同

20）如图17所示，吊扇工作时，关于同一扇叶上A、B两点的运动情况，下列说法正确的是（　　）

图17

A．周期相同B．线速度相同

C．转速不相同D．角速度不相同

4．（2014·

4）如图18所示，为研究自行车上某些物理量之间的关系，小燕将车倒放在地上，摇动踏板使后轮转起来，关于轮缘上A点与辐条上B点的线速度和角速度的大小，正确的是（　　）

图18

A．ωA＞ωBB．ωA＜ωB

C．vA＞vBD．vA＜vB

5．（2015·

17）如图19所示为市场出售的苍蝇拍，拍柄长约30cm.这种苍蝇拍实际使用效果并不理想，有人尝试将拍柄增长到60cm.若挥拍时手的动作完全相同，则改装后拍头（　　）

图19

A．线速度变大B．角速度变小

C．向心加速度变小D．向心力变小

6．在水平地面上转弯的摩托车，如图20所示，提供向心力的是（　　）

图20

A．重力和支持力的合力

B．静摩擦力

C．滑动摩擦力

D．重力、支持力、牵引力的合力

7．（2012·

48）如图21所示，放在水平圆盘上质量为0.5kg的小物块，离转轴距离为0.2m．当小物块随圆盘一起以2rad/s的角速度做匀速圆周运动时，其受到的静摩擦力的大小为________N.

图21

8．一根长0.5m的绳，当受到0.5N的拉力时会被拉断．在绳的一端拴上质量为0.25kg的小球，使它在光滑的水平面上做匀速圆周运动，求拉断绳子时的角速度．

考点五　生活中的圆周运动

1．火车拐弯

（1）转弯处外轨________内轨．

（2）铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，提供火车做圆周运动的向心力．

汽车拐弯

（1）在斜坡公路上拐弯：

情况与火车拐弯类似．

（2）在水平公路上拐弯：

静摩擦力提供向心力．拐弯速度越大，所需要的向心力就越大；

如果所需要的向心力超过最大静摩擦力，就会出现侧滑现象．

2．汽车过拱形桥

（1）最高点，重力和支持力的合力提供向心力：

mg－FN＝m

⇒FN＝mg－m

注：

当v＝

时，桥对车的支持力FN＝0.

（2）最低点，重力和支持力的合力提供向心力：

FN－mg＝m

⇒FN＝mg＋m

3．航天器中失重现象的本质

（1）航天器中的任何物体都处于完全失重状态．

（2）物体仍受重力作用，且重力提供物体环绕地球做圆周运动的向心力．

4．竖直平面内的两种模型

（1）绳模型

小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动、小球在细绳的作用下在竖直平面内做圆周运动，都是绳模型，如图22所示．

图22

①最高点（如图23所示）：

FT＋mg＝m

⇒FT＝m

－mg

时，绳子对小球的拉力为零，所以小球能通过最高点的条件为：

v≥

.

图23

②最低点（如图24所示）：

FT－mg＝m

＋mg

图24

（2）杆模型

小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动、小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动，都是杆模型，如图25所示．

图25

①最高点：

若弹力向上，则mg－FN＝m

若弹力向下，则mg＋FN＝m

⇒FN＝m

－mg.

若FN向上且大小等于mg则v＝0，即能在竖直平面内做完整圆周运动的临界条件为v临＝0或FN＝mg.

②最低点：

5．离心运动

（1）定义：

物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动．

（2）产生条件：

向心力突然消失或合外力不足以提供所需的向心力．

①物体所受的合外力F合＝man时，物体做____________________．

②物体所受的合外力F合＜man时，物体做____________________．

③物体所受的合外力F合＞man时，物体做____________________．

（3）离心运动的应用：

离心干燥器、离心分离器、洗衣机脱水筒、棉花糖的制作等．

1．（2014·

10）如图26所示，一质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时对路面的压力为F1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则（　　）

图26

A．F1＝mgB．F1＜mg

C．F2＝mgD．F2＜mg

19）手握绳的一端，绳的另一端系着盛有水的小水桶，使该水桶在竖直平面内做圆周运动，如图27所示．在水桶经过最高点时（　　）

图27

A.速度一定为零

B．水和桶均不受重力

C．因桶口朝下，必有水流出

D．虽桶口朝下，但水不会流出

浙江学业水平考试）质量为30kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5m，小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为（g取10m/s2）（　　）

A．0B．200N

C．600ND．1000N

4．如图28所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s.取g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

图28

A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是6N

B．小球通过最高点时，对杆的压力大小是24N

C．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N

D．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N

5．（台州中学2015～2016学年高二第二学期期中试题）公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图29所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（　　）

图29

A．路面外侧低内侧高

B．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小

C．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动

D．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

6．如图30所示为洗衣机脱水筒的示意图，当脱水筒从静止开始到完成脱水的过程中（　　）

图30

A．衣服始终做离心运动

B．衣服始终做匀速圆周运动

C．衣服上的水做离心运动

D．衣服上的水始终做匀速圆周运动

考点六　实验：

1．实验目的

（1）用实验的方法描出平拋物体的运动轨迹；

（2）由运动轨迹求平拋物体的初速度．

2．实验原理

平拋运动可以看做水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动．使小球做平拋运动，建立坐标系，利用描迹法描出小球的运动轨迹，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，根据公式：

x＝v0t和y＝

gt2，就可求得v0＝x

，即小球做平拋运动的初速度．

3．实验器材

斜槽（带小球）、木板及竖直固定支架、白纸（坐标纸）、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺．

4．实验步骤

（1）实验装置如图31所示，安装调整斜槽：

将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上，使其末端伸出桌面，切线沿水平方向．

图31

（2）用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角，把木板调整到竖直位置，使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近，把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口（轨道末端）时球心在木板上的投影点O，O点即为坐标原点，用重垂线画出过坐标原点的竖直线，作为y轴，画出水平方向的x轴．

（3）将小球从斜槽上某一位置由静止滑下，小球从轨道末端射出，先用眼睛粗略确定做平拋运动的小球在某一x值处的y值，然后让小球由同一位置自由滚下，在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置，并在坐标纸上记下该点，用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置．（不同的器材方法有所不同）

（4）取下坐标纸，将坐标纸上记下的一系列点，用平滑曲线连接起来，即得到小球平拋运动的轨迹．

（5）从曲线上选取六个不同点，测出它们的坐标值．

（6）根据坐标，结合公式x＝v0t、y＝

gt2求出小球平拋运动的初速度，并计算其平均值．

（7）整理实验器材．

5．注意事项

（1）利用描迹法做实验时必须调整斜槽末端使其切线水平，检验是否水平的方法：

将小球放在斜槽末端，看其是否滚动（或用水平仪检查斜槽末端是否水平）．

（2）坐标纸必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸是否竖直．

（3）小球每次必须从斜槽上同一位置自由滚下．

（4）坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在坐标纸上的投影点．

（5）小球开始滚下时的位置高度要适中，以使小球做平拋运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角．

（6）在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度．

19）用如图32装置做“研究平拋运动”实验时（　　）

图32

A．用重垂线确定y轴方向

B．用目测判断斜槽末端切线是否水平

C．用重垂线判断斜槽末端切线是否水平

D．每次从轨道上不同位置释放小球

11）用如图33所示装置做“研究平拋运动”实验时，为保证小球从斜槽末端水平拋出，应（　　）

图33

A．减小斜槽的粗糙程度

B．使斜槽末端切线水平

C．每次由静止释放小球

D．每次从同一位置释放小球

台州学考模拟）如图34所示，在研究平拋运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（　　）

图34

A．水平方向的分运动是匀速直线运动

B．水平方向的分运动是匀加速直线运动

C．竖直方向的分运动是自由落体运动

D．竖直方向的分运动是匀速直线运动

4．（2016·

绍兴9月适应性考试）研究平拋运动的实验装置如图35所示．

图35

（1）实验时，每次须将小球从轨道________（填字母）．

A．同一位置释放

B．不同位置无初速度释放

C．同一位置无初速度释放

（2）上述操作的目的是使小球拋出后________（填字母）．

A．只受重力B．轨迹重合

C．做平拋运动D．速度小些，便于确定位置

（3）实验中已测出小球半径为r，则小球做平拋运动的坐标原点位置应是________（填字母）．

A．斜槽末端O点

B．斜槽末端O点正上方r处

C．斜槽末端O点正前方r处

D．斜槽末端O点正上方r处在竖直木板上的投影点

5．（2013·

19）如图36所示，在水平桌面上用书本做成一个斜面，让小钢球从斜面上某一位置滚下，离开桌面后做平拋运动．若要粗测小钢球做平拋运动初速度的大小，下列器材中最合适的是（　　）

图36

A．米尺B．学生三角尺

C．秒表D．打点计时器

答案精析

考点一

基础知识梳理

1．切线方向

2．变速　a≠0

3．不在

基础题组自测

1．C　[因为施加的恒力方向不知，小球可能做直线运动也可能做曲线运动，故A、B、D错；

根据牛顿第二定律，小球一定做匀变速运动，故C正确．]

2．B　[物体做曲线运动时，在某点的速度的方向是曲线在该点的切线方向，故选B.]

3．D　[做曲线运动的物体，所受陀螺的束缚的力消失后，水平面内（俯视）应沿轨迹的切线飞出，A、B不正确，又因陀螺顺时针匀速转动，故C不正确，D正确．]

4．B　[过山车的速度方向沿轨道的切线方向，速度方向时刻在变化，速