物理必修二-第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)-大題練習(xí)及答案

1、1 宇航員在月球上自高 h處以初速度v0水平拋出一小球，測(cè)出水平射程為L(zhǎng)(這時(shí)月球外表 可以看作是平坦的)，那么月球外表處的重力加速度是多大？2 一條河寬500 m，河水的流速是3 m /s, 只小艇以5 m /s(在靜水中的速度)的速度行 駛。假設(shè)小艇以最短的時(shí)間渡河，所用時(shí)間是多少？假設(shè)小艇要以最短的距離渡河，所用時(shí)間是多少？3中國(guó)鐵路經(jīng)過(guò)兩次提速后，由北京至廣州列車(chē)時(shí)速已到達(dá)100 km/h。假設(shè)某鐵路4 在各種公路上拱形橋是常見(jiàn)的，質(zhì)量為m的汽車(chē)在拱形橋上以速度v前進(jìn)，橋面的圓弧拐彎處的圓弧半徑為 500 m，兩軌間距離為1 435 mm，假設(shè)列車(chē)過(guò)此彎道的過(guò)程中對(duì)內(nèi)、 外軌均無(wú)壓力，

2、那么由以上所提供的數(shù)據(jù)求出此彎道內(nèi)、外軌的高度差。(g取10 m/s2)半徑為R,求：(1)汽車(chē)通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力。假設(shè)R取160 m,試討論汽車(chē)過(guò)橋最高點(diǎn)的平安速度。s2)5 質(zhì)量為m的飛機(jī)以水平速度 v0飛離跑道后逐漸上升，假設(shè)飛機(jī)在此過(guò)程中水平速度保 持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒定升力該升力由其它力的合力提供，不含重力今測(cè)得當(dāng)飛機(jī)的水平方向的位移為 小。I時(shí)，它的上升高度為h,6. 10分水平拋出的一個(gè)石子，經(jīng)過(guò)0.4s落到地面，落地時(shí)的速度方向跟水平方向的夾角是 53°， g 取 10m/s2。試求：1石子的拋出點(diǎn)距地面的高度；2石子拋出的水平初速度。AB、B

3、C間的水平距離7. 10分如以下圖，實(shí)線(xiàn)為某質(zhì)點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的一局部，測(cè)得S1生0.4 m ,高度差h0.25m ,h2 0.35m，由此可知,求：1質(zhì)點(diǎn)平拋的初速度 Vo2拋出點(diǎn)到A點(diǎn)的水平距離為g取10m/s2& 10分如以下圖，質(zhì)量 m= 1 kg的小球用細(xì)線(xiàn)拴住，線(xiàn)長(zhǎng)L= 0.5 m，細(xì)線(xiàn)所受拉力到達(dá) F=18 N時(shí)就會(huì)被拉斷。當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點(diǎn)的正下方時(shí)，細(xì)線(xiàn)恰好被拉斷。假設(shè)此時(shí)小球距水平地面的高度h= 5 m，重力加速度g= 10 m/s2，求小球落地處到地面上P點(diǎn)的距離？ P點(diǎn)在懸點(diǎn)的正下方9. 12分如以下圖，一玩滾軸溜冰的小孩可視作質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為 m=30kg

4、，他在左側(cè)平臺(tái)上 滑行一段距離后平拋，恰能無(wú)碰撞地從A進(jìn)入光滑豎直圓弧軌道并沿軌道下滑，A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線(xiàn)水平.圓弧半徑為R=，對(duì)應(yīng)圓心角為106 ,平臺(tái)與AB連線(xiàn)的高度差為 h=.計(jì)算中取 g=10m/s2, sin53 =0.8, cos53 =0.6求：1小孩平拋的初速度2假設(shè)小孩運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O時(shí)的速度為Vx33 m/s，那么小孩對(duì)軌道的壓力為多大。10. (10分)如以下圖，從H=45m高處水平拋出的小球，除受重力外，還受到水平風(fēng)力作用,假設(shè)風(fēng)力大小恒為小球重力的0.2倍,g=10m/s2.問(wèn)：(1) 有水平風(fēng)力與無(wú)風(fēng)時(shí)相比擬，小球在空中的飛行時(shí)間是否相同 相同，求出這

5、段時(shí)間？(2) 為使小球能垂直于地面著地，水平拋出的初速度 v0=?如不相同，說(shuō)明理由；如果A、B、C,11. 10分在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了運(yùn)動(dòng)軌跡上三點(diǎn) 如右圖所示，以 A為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，各點(diǎn)坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出.求:1小球平拋初速度大??；2小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初始位置坐標(biāo)y/ cm12. 10分一根內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管，形狀如以下圖所示，半徑為R,放在豎直平面內(nèi)，一個(gè)小球自管口 A的正上方高h(yuǎn)處自由落下，第一次落入管口A后，抵達(dá)管口 B點(diǎn)時(shí)正好對(duì)管上下都無(wú)壓力，第二次落入管口A后恰能飛出B再進(jìn)入管口 A,求小球二次下落的高度 h分別為多大？13. 12分如以下圖，位于豎直

6、平面上的 1/4圓弧光滑軌道，半徑為 R，OB沿豎直方向，上 端A距地面高度為H,質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止釋放，最后落在水平地面上 C點(diǎn)處, 不計(jì)空氣阻力，求：1小球運(yùn)動(dòng)到軌道上的 B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大 2小球落地點(diǎn) C與B點(diǎn)水平距離s是多少？14. 10分質(zhì)量為m=2.o X 103k的汽車(chē)在平直公路上行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為80kW,所受阻力恒為車(chē)重的 0.1倍。假設(shè)汽車(chē)從靜止開(kāi)始勻加速啟動(dòng)，加速度的大小為a=/s2。到達(dá)額定功率后，汽車(chē)保持功率不變又加速行駛了800m，直到獲得最大速度后才勻速行駛。試求：1汽車(chē)的最大行駛速度；2汽車(chē)勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度；3汽車(chē)從靜止到獲得最大

7、行駛速度所用的總時(shí)間。15. 10分某滑板愛(ài)好者在離地；1 -高的平臺(tái)上滑行，水平離開(kāi)A點(diǎn)后落在水平地面上的B點(diǎn)，其水平位移三川匚著地時(shí)由于存在能量損失，著地后速度變?yōu)? 1 '，并以此為初速沿水平地面滑行.-r'后停止人與滑板的總質(zhì)量-L二亠試求：1人與滑板在水平地面滑行時(shí)受到的平均阻力的大??；2人與滑板離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的水平初速度大小空氣阻力忽略不計(jì)，取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 - 10m/s2.16. 10分宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球外表一斜坡上P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)為R,萬(wàn)有引力常量為 G,求：1該星球外表的重力加速度 g;2該

8、星球的第一宇宙速度 v;3人造衛(wèi)星在該星球外表做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期Q,斜面的傾角為該星球半徑217. 12分如以下圖，左右兩端的AM、NB為豎直平面內(nèi)的“光滑圓弧軌道，半徑均為=°'45in，質(zhì)量吩 週的物體從左端最高點(diǎn)A由靜止下滑,經(jīng)過(guò)一段長(zhǎng)度為粗糙的水平軌道MN后，沖上右端的光滑圓弧軌道.物體與粗糙的水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)/ - - ：1，取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?#39;：11;,試求：1物體到達(dá)右端圓弧軌道的最大高度；2物體第一次經(jīng)過(guò) M點(diǎn)圓弧軌道的 最低點(diǎn)時(shí)受到軌道支持力的大??；3物體第二次經(jīng)過(guò) M點(diǎn)時(shí)速度的大小.18. 10分如以下圖，在一次 飛車(chē)過(guò)黃河的表演中,

9、從最高點(diǎn)至著地點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間0.8s，兩點(diǎn)間水平距離求：1最高點(diǎn)與著地點(diǎn)的高度差；2汽車(chē)的水平速度。g取10 m/s219. 10分質(zhì)量相等的小球 A、B分別固定在輕桿的中點(diǎn)及端點(diǎn)，當(dāng)棒在光滑的水平面上 繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖。求棒的 OA段及AB段的拉力之比。20 10 分將物體在 h=20m 高處以初速度 v0=10m/s 水平拋出，因受跟 v0 同方向的風(fēng)力 影響，物體具有大小為 a=/s2 的水平方向的加速度 g 取 10m/s2 。求： 1物體的水平射程；2物體落地時(shí)的速度。21 12 分在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h 。汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地

10、面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的 0.6 倍。如果汽車(chē)在這種高速路的 水平彎道上拐彎， 假設(shè)彎道的路面是水平的， 其彎道的最小半徑是多少？如果高速路上設(shè)計(jì) 了圓弧拱橋做立交橋， 要使汽車(chē)能夠平安通過(guò)圓弧拱橋， 這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？ 取 g=10m/s2 G1.22hvo2.100 s 125 s3.0.221 m4.(1)汽車(chē)通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)受力如圖，根據(jù)牛頓第二定律得mg N2mvR橋面對(duì)汽車(chē)的支持力2mv mgy R根據(jù)牛頓第三定律，汽車(chē)對(duì)橋面的壓力2 mv mgR(2)假設(shè)N°,汽車(chē)對(duì)橋面無(wú)壓力，汽車(chē)將騰空從而失控制。所以為平安起見(jiàn)應(yīng)N >0，即 v V Rg代入數(shù)據(jù)

11、得v V 4° m/s汽車(chē)過(guò)橋時(shí)的平安速度應(yīng)小于14 4 km/h5 由水平方向上的勻速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得：飛機(jī)飛行l(wèi)用的時(shí)間為丄V。h -at2豎直方向上向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，由2 得2h 2hv；a 2_ 豎直方向向上的加速度為t 丨豎直方向上，由牛頓第二定律得F mg ma飛機(jī)受到的升力大小為mg mamg2mhv°0.35 0.25 gT . t 0.1so 由 ®s2v°T. v°4m/s。由初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律得相等時(shí)間內(nèi)位移之比為S：S2：s3： : Sn 1:3:5： : (2 n 1)，可知 h ： h? 5:7,故

12、A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，拋出點(diǎn)到A點(diǎn)的時(shí)間為2T, A點(diǎn)離拋出點(diǎn)水平距離：Xa 2VoT0.8m。8 2m9 解析：解:1由于小孩無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道，即小孩落到A點(diǎn)時(shí)速度方向沿 A點(diǎn)切線(xiàn)ta n方向如圖，那么:為笑tan530Vx V0h又由：1 .22gt得:0.4s而：Vygt 4m/s聯(lián)立以上各式得:Vo3 m/s2在最低點(diǎn)，據(jù)牛頓第二定律，有:2vxFn mg m NR代入數(shù)據(jù)解得Fn 1290N由牛頓第三定律可知，小孩對(duì)軌道的壓力為1290N 10解析：1相同珈2設(shè)小球在空中飛行時(shí)間為t，那么H=22 45 3s1011 解析：1如右上圖所示，小球在 速運(yùn)動(dòng)，因此小球在這兩段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 小球

13、在豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，由f 02皿 2m/s22小球在水平方向受風(fēng)力作用，加速度a=m m水平分運(yùn)動(dòng)：v0=at 代入解得v0=2X 3=6m/sAB段、BC段水平位移相等，而小球在水平方向做勻 tAB=tBC=T.s=aT2得25 cm 15 cm=10 cm, T=0.1 s10 cm小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，有v0= 0.1s =100 cm/s=1 m/s.AC段2由于小球在豎直方向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小球在B點(diǎn)的豎直分速度大小等于在豎直方向平均速度大小.0.4vBy= 0.2 m/s=2 m/s設(shè)小球從拋出點(diǎn) O到B點(diǎn)歷時(shí)tOB，有VBytOB= g =0.2 s小球從拋出點(diǎn)O到

14、A點(diǎn)歷時(shí)：tOA=tOB T=0.1 s1因此，xOA=vOtOA=10 cm, yOA=2 gtOA2=5 cm故O點(diǎn)坐標(biāo)值為10, 5.答案：11 m/s2 10, 513.解析：1小球由At B過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:mgR 寸 mvB212.解析：【1由VB、Rg由0B由機(jī)械能守恒0mgh1mgR1 22mvBh1-R21RRgVb2R22由.g0B由機(jī)械能守恒1 '250mgh2mgRmvBh2R24Vb 2gR小球在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有;2vbFn mg m-R2vBFn mg m 3mg，為 3mg根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮〉扔谲壍缹?duì)小球的支持力 2

15、小球由BtC過(guò)程，水平方向有： s= vBt1 2豎直方向有：H R科解得s 2 (H R)R14.解析:Vm1汽車(chē)的最大行駛速度P 額80 103=3=40m/sf 0.1 2.0 103 102設(shè)汽車(chē)勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度為80 103j20m / s由 F f ma，得 F 4 103N由 pW= Fv1V得14 103V20 20s3勻加速階段的時(shí)間為a1恒定功率啟動(dòng)階段的時(shí)間設(shè)為t2由動(dòng)能定理Pt2fX1 2 1 22mVn2m得 t2 47.5s所以，總的時(shí)間為t t1 t267.5s15 解析：1設(shè)人與滑板在水平地面滑行時(shí)受到的平均阻力的大小為，根據(jù)動(dòng)能定理2丨人mugs0-

16、m aVA2與滑板離開(kāi)平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)初速度的大小為，飛行時(shí)s珂=琢-420.23.243.24m10間為-，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有心"，口 吟二 聯(lián)立解得tan16 解析：12vo tanG啤m以2R2 R、gR2v0Rtan2 R 2 2 Rtv . v0 tan噸r -朋曲此二0解得2設(shè)物體第一次經(jīng)過(guò) M點(diǎn)時(shí)的速度大小為L(zhǎng) ,受到軌道支持力的大小為由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，只有重力做功，所以物體的機(jī)械能守恒.1 2mgr - _胸巧由于物體根據(jù)牛頓第二定律有：產(chǎn)聯(lián)立解得.帯_'3設(shè)物體第二次經(jīng)過(guò) M點(diǎn)時(shí)的速度大小為 二：，根據(jù)動(dòng)能定理有tngr - 2-十啣卩 J解得：-'：h -gt218解析：12-10 (0.8)23.2(m)2v水平2300.837.5(m/s)19 .解析：設(shè)OA、AB段拉力分別為 F1、F2,長(zhǎng)度分別為r和2r，那么有：F1-F2 = mw 2rF2=m« 2.2 r 2F1 = 3由1 2可得：F22h1 .2 gt2