2020春物理人教必修二第五章 曲线运动练习含答案
必修二第五章 曲线运动
一、选择题
1、(多选)质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( )
A.加速度大小为的匀变速直线运动
B.加速度大小为的匀变速直线运动
C.加速度大小为的匀变速曲线运动
D.匀速直线运动
2、若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,图中a,b,c,d表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )
解析:合外力F与初速度v0不共线,物体一定做曲线运动,故C错误;物体的运动轨迹向合外力F方向弯曲,且介于F与v0的方向之间,故A,D错误,B正确。
3、以速度v0水平抛出一物体,当其竖直分速度与水平分速度相等时,以下说法错误的是( )
A、运动时间为 B、瞬时速度为
C、 水平分位移等于竖直分位移 D、运动的位移是
4、(多选)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,你认为正确是(????)
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触
C. 每次必须由同一位置静止释放小球
D. 将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
5、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )
A.该车可变换两种不同挡位
B.该车可变换五种不同挡位
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA:ωD=1∶4
D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA:ωD=4∶1
6、如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,rA=2rB,则A、B两轮边缘上两点的( )
A.角速度之比为2∶1 B.向心加速度之比为1∶2
C.周期之比为1∶2 D.转速之比为2∶1
7、(双选)如图所示皮带传送装置,皮带轮O和O′上的三点A、B和C,OA=O′C=r,O′B=2r.则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是(?? )
A.?vA=vB , vB>vC????????B.?ωA=ωB , vB>vC????????C.?vA=vB , ωB=ωC????????D.?ωA>ωB , vB=vC
8、关于离心运动,下列说法中正确的是 ( )
A.物体一直不受外力的作用时,可能做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化就将做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动
9、如图,斜面上有a、b、c、d四个点,ab =bc =cd。从a点正上方的O点以速度v0水平抛出一个小球,它落在斜面上b点。若小球从O点以速度2v0水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( )
A.b与c之间某一点 B.c点
C.c与d之间某一点 D.d点
10、如图所示,半径为20 cm的轻质定滑轮固定在天花板上,轻绳一端系一质量m=2 kg的物体,另一端跨过定滑轮并施一恒定的竖直向下的拉力F=25 N,已知A为滑轮边缘上的点,B到滑轮中心的距离等于滑轮半径的一半。设在整个运动过程中滑轮与轻绳没有相对滑动,不计一切阻力,那么(g取10 m/s2)( )
A.A、B均做匀速圆周运动
B.在F作用下,物体从静止开始运动,2 s末A点的线速度是2.5 m/s
C.在F作用下,物体从静止开始运动,2 s末B点的角速度是25 rad/s
D.在任何时刻,A点的角速度总是大于B点的角速度
11、(双选)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需的向心力是( ??)
A.?绳的拉力
B.?重力和绳拉力的合力
C.?重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.?绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
二、填空、实验题
1. 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______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______填“变长”、“不变”或“变短”;
上述现象说明:平抛运动的时间与______大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动。
三、非选择题
1、如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α= 53°的光滑 斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g=10m/s2,sin53°= 0.8,cos53°=0.6,则
⑴小球水平抛出的初速度υ0是多少?
⑵斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
⑶若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
2、如图所示,一粗糙水平圆盘可绕过中心轴OO′旋转,现将轻质弹簧的一端固定在圆盘中心,另一端系住一个质量为m的物块A,设弹簧劲度系数为k,弹簧原长为L。将物块置于离圆心R处,R>L,圆盘不动,物块保持静止。现使圆盘从静止开始转动,并使转速ω逐渐增大,物块A相对圆盘始终未动。当ω增大到时,物块A是否受到圆盘的静摩擦力,如果受到静摩擦力,试确定其方向。
2020春物理人教必修二第五章 曲线运动练习含答案
必修二第五章 曲线运动
一、选择题
1、(多选)质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做( )
A.加速度大小为的匀变速直线运动
B.加速度大小为的匀变速直线运动
C.加速度大小为的匀变速曲线运动
D.匀速直线运动
解析:物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动,必有F3与F1、F2的合力等大反向,当F3大小不变,方向改变90°时,F1、F2的合力大小仍为F3,方向与改变方向后的F3夹角为90°,故F合=F3,加速度a==.若初速度方向与F合方向共线,则物体做匀变速直线运动;若初速度方向与F合方向不共线,则物体做匀变速曲线运动.综上所述,B、C选项正确.
答案:BC
2、若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,图中a,b,c,d表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )
解析:合外力F与初速度v0不共线,物体一定做曲线运动,故C错误;物体的运动轨迹向合外力F方向弯曲,且介于F与v0的方向之间,故A,D错误,B正确。
【答案】B
3、以速度v0水平抛出一物体,当其竖直分速度与水平分速度相等时,以下说法错误的是( )
A、运动时间为 B、瞬时速度为
C、 水平分位移等于竖直分位移 D、运动的位移是
【答案】CD
2. 4、(多选)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,你认为正确是(????)
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触
C. 每次必须由同一位置静止释放小球
D. 将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
【答案】ABC
5、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图是某一变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿,则( )
A.该车可变换两种不同挡位
B.该车可变换五种不同挡位
C.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA:ωD=1∶4
D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA:ωD=4∶1
解析:选C A轮通过链条分别与C、D轮连接,自行车可有两种速度,B轮分别与C、D轮连接,又可有两种速度,所以该车可变换四种挡位,故A、B错误。同缘传动边缘点线速度相等,前齿轮的齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积,当A与D组合时,两轮边缘线速度大小相等,得:NA·=ND·,解得:ωA:ωD=ND∶NA=12∶48=1∶4,故C正确,D错误。
6、如图所示,A、B为啮合传动的两齿轮,rA=2rB,则A、B两轮边缘上两点的( )
A.角速度之比为2∶1
B.向心加速度之比为1∶2
C.周期之比为1∶2
D.转速之比为2∶1
【答案】B
7、(双选)如图所示皮带传送装置,皮带轮O和O′上的三点A、B和C,OA=O′C=r,O′B=2r.则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是(?? )
A.?vA=vB , vB>vC????????B.?ωA=ωB , vB>vC????????C.?vA=vB , ωB=ωC????????D.?ωA>ωB , vB=vC
【答案】 A,C
【解析】【解答】解:点A和点B是同缘传动的边缘点,故vA=vB;由于rB=rA , 故根据公式v=rω,有ωA=2ωB;
点B和点C是同轴传动,角速度相等,故ωB=ωc;
由于rB>rc , 根据公式v=rω,有vB>vc;
故AC正确;BD错误;
故选:AC
【分析】同缘传动边缘点线速度相等,同轴传动角速度相等;然后结合公式v=rω分析即可.
8、关于离心运动,下列说法中正确的是 ( )
A.物体一直不受外力的作用时,可能做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化就将做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动
【答案】D
9、如图,斜面上有a、b、c、d四个点,ab =bc =cd。从a点正上方的O点以速度v0水平抛出一个小球,它落在斜面上b点。若小球从O点以速度2v0水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的( )
A.b与c之间某一点 B.c点
C.c与d之间某一点 D.d点
【答案】A
10、如图所示,半径为20 cm的轻质定滑轮固定在天花板上,轻绳一端系一质量m=2 kg的物体,另一端跨过定滑轮并施一恒定的竖直向下的拉力F=25 N,已知A为滑轮边缘上的点,B到滑轮中心的距离等于滑轮半径的一半。设在整个运动过程中滑轮与轻绳没有相对滑动,不计一切阻力,那么(g取10 m/s2)( )
A.A、B均做匀速圆周运动
B.在F作用下,物体从静止开始运动,2 s末A点的线速度是2.5 m/s
C.在F作用下,物体从静止开始运动,2 s末B点的角速度是25 rad/s
D.在任何时刻,A点的角速度总是大于B点的角速度
解析:选C 对物体受力分析知F-mg=ma,物体及细绳以共同的加速度a=2.5 m/s2做匀加速运动,细绳和滑轮没有相对滑动, vA=v绳=at,2 s末速度vA=5 m/s,A、B同轴转动,故与滑轮具有共同的角速度,线速度与半径成正比,故vB=2.5 m/s,因为A、B两点的速度在变化,所以不是做匀速圆周运动,A、B、D错误;根据v=ωr可知滑轮在2 s末的角速度ω== rad/s=25 rad/s,故C正确。
11、(双选)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需的向心力是( ??)
A.?绳的拉力
B.?重力和绳拉力的合力
C.?重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.?绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
【答案】 C,D
【解析】【解答】小球在竖直平面内做变速圆周运动,由合外力指向圆心方向的分量提供向心力,即重力和绳的拉力的合力沿绳方向的分力,而绳的拉力方向沿半径方向,所以绳的拉力重力沿绳方向分力的合力提供向心力,CD符合题意.
二、填空、实验题
3. 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______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______填“变长”、“不变”或“变短”;
上述现象说明:平抛运动的时间与______大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动。
【答案】
(1)同时 ?
(2)不变 ?
(3)初速度 ? 自由落体
三、计算题
1、如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α= 53°的光滑 斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g=10m/s2,sin53°= 0.8,cos53°=0.6,则
⑴小球水平抛出的初速度υ0是多少?
⑵斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
⑶若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
【答案】
⑴由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,所以υy=υ0tan53° υy2=2gh
代入数据,得υy=4m/s,υ0=3m/s
⑵由υy=gt1得t1=0.4s; s=υ0t1=3×0.4m=1.2m
⑶由x=υt2 + a t22 代入数据,整理得4t22+5t2- 26= 0得: t2=2s或t2=- 13s(不合题意舍去)
所以t=t1+t2=2.4s
2、如图所示,一粗糙水平圆盘可绕过中心轴OO′旋转,现将轻质弹簧的一端固定在圆盘中心,另一端系住一个质量为m的物块A,设弹簧劲度系数为k,弹簧原长为L。将物块置于离圆心R处,R>L,圆盘不动,物块保持静止。现使圆盘从静止开始转动,并使转速ω逐渐增大,物块A相对圆盘始终未动。当ω增大到时,物块A是否受到圆盘的静摩擦力,如果受到静摩擦力,试确定其方向。
【答案】物块所受静摩擦力指向圆心,大小为。
s
h
υ0
53°
(第20题)
R
O/
O
53°
υ0
h
s
O
O/
R
(第20题)