曲线运动精讲及经典类型例题

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地时由于存在能量损失,着地后速度变为v=4 m/s,并以此为初速沿水平地面滑行S2=8 m后停止,已知人与滑板的总质量m=60 kg。求:

(1)人与滑板离开平台时的水平初速度。

(2)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小。(空气阻力忽略不计,g取10m/s) 【例题2】如图所示,墙壁上落有两只飞镖,它们是从同一位置水平射出的,飞镖A与竖直墙壁成530角,飞镖B与竖直墙壁成370角,两者相距为d,假设飞镖的运动是平抛运动,求射出点离墙壁的水平距离?(sin370=0.6,cos370=0.8)

知识链接:本题的关键是理解箭头指向的含义——箭头指向代表这一时刻速度的方向,而不是平抛物体的位移方向。理解两个重要的推论:

推论1:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tanθ=2tanα

推论2:做平抛(或类平抛)运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。

【例题3】一位同学将一足球从楼梯顶部以v0?2m/s的速度踢出(忽略空气阻力),若所有台阶都是高0.2m, 宽0.25m,问足球从楼梯顶部踢出后首先撞到哪一级台阶上? 2.斜面问题

例题一、如图所示,AB为斜面,倾角为30度,小球从A点以初速度v0水平抛出,恰好落至B点,求:(1)AB间的距离;(2)物体在空中运动的时间; (3)从抛出开始经过多少时间小球离开斜面的距离最大?

A V0

0 30 B

拓展1:如图所示,一物体自倾角为??的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足

A. tanφ=sin? B. tanφ=cos? C. tanφ=tan????D. tanφ=2tan?

拓展2:一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹

2

如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )

11 B. tan?2tan?C. tan? D.2tan?

A.

例题二、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 3.雨滴问题:

【例题】雨伞边缘的半径为r,距水平地面的高度为h,现将雨伞以角速度ω匀速旋转,使雨滴自伞边缘甩出,落在地面上成一个大圆圈。求:(1)大圆圈的半径是多少? (2)雨滴落到地面时速率是多少?

类型题: 匀速圆周运动的基本解法练习 【例题1】做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的是( ) A.速度 B.速率 C.角速度 D.加速度

【例题2】关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )

A.匀速圆周运动是匀速运动 B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动

C.物体做匀速圆周运动是变加速曲线运动 D.做匀速圆周运动的物体必处于平衡状态

【例题3】关于向心力的说法正确的是( )

A.物体由于作圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小

C.做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受合外力 D.做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力

【例题4】如图示,物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A的受力情况是( )

A.重力、支持力 B.重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C.重力、向心力 D.重力、支持力、向心力、摩擦力

【例题5】(00天津)在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为?。设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,?应等于( )

v2v212v2v2A、arc sin B、arc tan C、arc sin D、arc cot

RgRg2RgRg

类型题: 皮带传动和摩擦传动问题 凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子,两轮边缘上各点的线速度大小相等;

凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴上的点除外)。 【例题】如图所示装置中,三个轮的半径分别为r、2r、4r,b点到圆心的距离为r,求图中a、b、c、d各点的线速度之比、角速度之比、加速度之比。

类型题: 水平面上圆周运动 【例题1】如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( )

A、物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 B、物体所受弹力增大,摩擦力减小了 C、物体所受弹力和摩擦力都减小了 D、物体所受弹力增大,摩擦力不变 【例题2】如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动.图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是( ) A.在a轨道上运动时角速度较大 B.在a轨道上运动时线速度较大

C.在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大

D.在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大

【例题3】如图所示,在光滑的圆锥顶端,用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球,圆锥顶角为2θ=74°。求:(1)当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。(2)当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。

【例题4】如图所示,用细绳一端系着的质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N,为使小球B保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围.(取g=10m/s2)

类型题: 竖直面上圆周运动

【例题1】一小球用轻绳悬挂于某固定点。现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球。考虑小球由静止开始运动到最低位置的过程( )

(A)小球在水平方向的速度逐渐增大 (B)小球在竖直方向的速度逐渐增大 (C)到达最低位置时小球线速度最大 (D)到达最低位置时绳中的拉力等于小球的重力

【例题2】如图,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是( )

A.a处为拉力,b处为拉力 B.a处为拉力,b处为推力 C.a处为推力,b处为拉力 D.a处为推力,b处为推力 类型题: 圆周运动中的多解问题 由于圆周运动的周期性,往往会导致一个问题的多解

【例题】如图所示,某圆筒绕中心轴线沿顺时针方向做匀速圆周运动,筒壁上有两个位于同一圆平面内的小孔A、B,A、B与轴的垂直连线之间的夹角为θ,一质点(质量不计)在某时刻沿A孔所在直径方向匀速射入圆筒,恰从B孔穿出,若质点匀速运动的速度为v,圆筒半径为R.则,圆筒转动的角速度为____________。

【例题】如图为测定子弹速度的装置,两个薄圆盘分别装在一个迅速转动的轴上,两盘平行.若圆盘以转速3600r/min旋转,子弹以垂直圆盘方向射来,先打穿第一个圆盘,再打穿第二个圆盘,测得两盘相距1m,两盘上被子弹穿过的半径夹角15°,则子弹的速度的大小为_____________。

【例题】如图所示,半径为R的圆板做匀速运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一球,小球抛出时的速度及

圆盘转动的角速度为多少时,小球与圆盘只碰撞一次, 且落点为B。

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