高中物理专题练习《牵连运动》.pdf

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1、. . 如图所示， 用船 A拖着岸上的车B前进，当行至图 中位置时（即拉绳与水平方向夹角为） ，船 A的速度 为VA，则车 B的速度 VB应为（） A. VBVA B. V BVA/cos C. VBVAcos D. VBVAsin 答案： C 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示 , 重物 M 悬挂于两滑轮间的绳的中点,M下 落时通过滑轮竖直吊起两则相同的重物m,若两滑轮之 间的绳夹角为时, 重物 M 的速率为 v1, 两侧重物速度为v2, 则( ) A. v2=2v1cos 2 B. v2=2v1/cos 2 C. v 2=v1cos 2 D. v2=v1/cos 2 答案： C 来

2、源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示，质量相等的、两球，通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮带动球上升， 某时刻连接 球的两绳的夹角为 时，、两球的下落速度均为，则此时球上升的速度为（） /cos( 2 )Vcos 2 V/coscos 答案： B . . 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示，在河岸上用细绳拉船，为了使船匀速靠岸，拉绳的速度必须是： A加速拉；B减速拉； C 匀速拉；D先加速，后减速。 答案： B 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图 6，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮，滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着 两个小物体，质量分别为m1、m2, m1m2。现让m1从靠近定滑

3、轮处由静止开始沿碗内壁下滑。 设碗固定不动，其内壁光滑、半径为R。则m1滑到碗最低点的速度 为： （） A. 21 21 2 )2( 2 mm gRmm B. 21 21 )(2 mm gRmm C. 21 21 )2(2 mm gRmm D. 21 21 2 )( 2 mm gRmm 答案： A 来源： 题型：单选题，难度：综合 如图所示，在水平地面上作匀速直线运动的汽车，通 过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时 刻的速度分别为v1和v2, 则下面说法正确的是（） 图 6 O R m1 m2 . . A. 物体在作匀速运动，v2=v1 B. 物体在作加速运动，v2 v1 C.

4、物体在作加速运动，v2 v1 D. 物体在作减速运动，v2 v1 答案： C 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示， 质量为 m的物体静止放在水平光滑的平 台上，系在物体上的绳子跨过光滑定滑轮，在地面上的 人以速度0向右匀速走。设人从地面上平台的边缘开始 向右行至绳与水平方向夹角45o 处，在此过程中人 所做的功为 m 0 2/2 2m 0 2/2 m 0 2/4 m 0 2 答案： C 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示，人用跨过光滑滑轮的细绳牵拉静止于光滑水平平台上 的质量为 m 的滑块，从绳竖直的位置到绳与水平方向夹角为30 的过程 中，人始终以速度v0匀速走动，则在这个过

5、程中人拉重物做的功为 （） A 8 3 mv0 2 B 2 1 mv0 2 C 4 3 mv0 2 D 8 1 mv0 2 . . 答案： A 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示， 用一根轻绳拉住一置于水平地面上的物体，绳的 另一端通过定滑轮被人拉住，则当人用手匀速向左拉绳时，物体 将做 A匀速运动B减速运动C加速运动D不能确定 答案： C 来源： 题型：单选题，难度：理解 如图所示，汽车向右沿水平面作匀速直线运动，通过绳子 提升重物M 。若不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦，则在提 升重物的过程中, 下列有关判断正确的 A.重物 M加速上升B.重物减速上升 C.绳子张力大于M的重力D.

6、 地面对汽车的支持力增大 答案： ACD 来源： 题型：多选题，难度：理解 如图所示，高为h的光滑平台上有一质量为m的物块， 轻绳一端系在物块上，另一端跨过定滑轮后由在地上的 人抓住。 当人从平台的边缘以速度v0匀速前进了 s的距离 （不计绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦）。则在该过程 中（） A. 物体的动能越来越大 . . B. 人对物块做功 mv 2/2 C. 人对物块做功 mv 2 0s 2/2 （ h2+s2 ） D. 物块运动的速率为v0h/ 22 sh 答案： AC 来源： 题型：多选题，难度：理解 如图所示 . 一条质量不计的细线一端拴一个质量 为 M的砝码 . 另一端系一个质量为

7、m的圆环 . 将圆环套 在一根光滑的竖直杆上滑轮与竖直杆相距0.3m. 环 与滑轮在同一水平位置. 由静止开始释放. 环向下滑的 最大距离是0.4m. 不计摩擦力问 (1)M m= ？(2) 圆环 下滑 0.3m 时速度多大？ 答案： M：m=2：1 0.72m/s 来源： . . 题型：计算题，难度：应用 如图所示，在光滑水平面上放着一个质量为 1 m 、 高 度为 a 的长方体滑块，长度为l （l a）的光滑轻质杆 斜靠在滑块的右上侧棱上，轻杆能绕O轴在竖直面内自 始时系由转动，杆的上端固定一个质量为 2 m 小球。开 统静止， 轻杆处于竖直状态。试求系统释放后滑块的速 度 1 v 随的变

8、化规律（滑块不翻滚）。 答案： 提示：对杆与滑块的接触点用速度的合成与分解；对系统用机械能守恒定律。答：v1 = 4 2 2 21 2 sin )sin1(2 a l mm glm 。 来源： 题型：计算题，难度：综合 如图所示 , 在光滑水平地面上放一个质量为 M=96.4kg的木箱 A, 它用细绳跨过定滑轮与质量 m=10.0kg的重物相连 , 已知木箱到定滑轮的绳长 L=8.0m, 绳与水平面间的夹角=30 0, 重物距地面高 h=3.0m. 它们原先都处于静止状态, 现将重物 B由静止释 放, 当它落地瞬间木箱A的滑行速度多大? 不计滑轮、细绳 质量及一切摩擦. . . 答案： 解：对

9、系统列动能定理有： 22 2 1 2 1 Mumvmgh由速度得分解可得:uv 5 3 解之可得smu/4.26 来源： 题型：计算题，难度：理解 一质量为m=1kg 的物体在光滑水平面上，初速度为零，先对物体施加一向东的恒力 F= 1N，历时 1s 钟，随即把此力改为向西，大小不变，历时1s钟；接着又把此力改为向东， 大小不变，历时1s 钟，如此反复，只改变力的方向而不改变力的大小，共用时间1min，则 在此 1min 内，物体运动的位移和最终的速度分别为多少？ . . 答案： 解：物体受到大小不变的恒力，则其加速度大小不变。物体在第1s 内做向东的匀加速 运动， 在第 2s 内仍做向东的匀

10、减速运动，如此反复， 可用 图象 v-t 图示，则 1min 内的位移为30 个 2s 内的位移，且 1min 末的速度为零。 加速度 a=F/m v=at=Ft/m= 1(m/s) 1min 内的总位移为S=30301302 2 1 vm 来源： 题型：计算题，难度：应用 在光滑水平上放一质量为M、高度为 h 的木块， 一根不计重 量的细杆长为L，它的一端连有质量为m 小球，另一固定在 O 点，使细杆靠在木块上，如图所示，杆可绕O 点转动、杆光滑。 开始时，细杆与水平角，求细棒与水平成角时，木块的速 度？ 答案： 解：选地为参考平面。当细杆与水平角时：总机械能为： E=MgH/2+mLgsi

11、n (1) 细棒与水平成角时 : 总机械能为： E= MgH/2+mLgsin +Mv1 2/2+ mv 2 2/2 .(2) O1 2 3 4 v O . . 因为没摩擦力的存在，所以机械能守恒:E = E. .(3) 轻杆与木块在接触处速度为V3 v 2 / L = V3/h/ sin (4) 轻杆与木块在接触的条件为：触点与木块具有相同的水平速度： 故：v1 sin= V3 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 （5） 解得： v1= 2 m L g (sin - sin) .h 2 / M h 2+mL2 sin 4 1/2 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示

12、，质量相等的重物A，B用绕过轻小的定滑轮M ，N的 细绳连接在一起， 重物 A， B处于同一水平面上保持静止状态，现 将质量与重物 A相同的 C挂于与滑轮轴处于同一水平线上的M ，N 两轮的中点（ MN 2a）。问： （1）物体 C下落达到平衡位置时的速度是多少？ （2）下落最大位移是多少？ 答案： ga 5 3 ， 3 4a 来源： . . 题型：计算题，难度：理解 等质量的两个物体A和 B，用绕过定滑轮的细绳连在一 起，两轮相距 2l ，现将与 A 、 B等质量的 C物挂在两滑轮中点 的绳上，如图所示，求：（1）C 下落过程中的最大加速 度；（ 2）C下落过程中的最大速度；（3） C下落的

13、最大位 移。 答案： (1) g (2)gl323 3 2 (3)4l/3 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图所示， 有一半径为R 的半圆形圆柱面MPQ ，质量为 2m的 A球与质 量为m的 B球，用轻质绳连接后挂在圆柱面边缘现将A球从边缘M点由 静止释放，若不计一切摩擦，求A球沿圆柱面滑到最低点P时的速度大 小 P Q M A B R . . 答案： gR 5 22 2 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示，用一条质量不计的细线，一端拴一个质量为 M 的 砝码，一端系一个质量为m 的圆环，将圆环套在一根光滑的竖直杆 上，滑轮与竖直杆相距0.3 米，使环与滑轮在同一水平面上的位 置，

14、由静止开始释放， 圆环向下滑的最大距离是0.4 米，不计摩擦。 问： （1）M m ？ （2）圆环下滑 0.3 米时速度大小是多少？ 答案： . . 21； 0.721米秒； 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图所示，直杆ab 搁在半径为r 的固定圆环上以速度 v匀速 平动，求直杆ab 运动到图示位置时，杆与环的交点M 的速度的 大小和方向 .(已知 ab ON， MON =) 答案： 由题设知，交点M 做圆周运动 (4 分)，如图所示，由图可知，vM的方向沿 M 点的切线 方向与杆ab 成角(4 分)由运动的分解知 vM为 v 和 v1的合速度 (3 分)，故 vM= sin v (4 分

15、) 来源： 题型：计算题，难度：理解 一质量为 m 的质点， 系于长为R 的轻绳的一端， 绳的另一端固定 在空间的 O 点，假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的。今把质点从 O 点的正上方离O 点的距离为R 9 8 的 O1点以水平的速度gRV 4 3 0 抛 V0 O1 R O . . 出，如图所示。试求； （1）轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为多少？ （2）当质点到达O 点的正下方时，绳对质点的拉力为多大？ 答案： 错解：很多同学在求解这道题时，对全过程进行整体思维，设质点到达O 点的正下方 时速度为 V,根据能量守恒定律可得： 22 0 2 1 ) 9 8 ( 2 1 mVRRmgmV

16、 根据向心力公式得： R V mmgT 2 ，解得： mgT 144 193 4 . 分析纠错：上述解法是错误的。这些同学对物理过程没有 弄清楚，忽视了在绳被拉直瞬时过程中机械能的瞬时损失。其 实质点的运动可分为三个过程： 第一过程：质点做平抛运动。设绳即将伸直时，绳与竖直方向的 夹角为，如图所示，则sin 0 RtV， cos 9 8 2 12 RRgt，其中 gRV 4 3 0 联立解得 g R t 3 4 , 2 。 第二过程：绳绷直过程。绳棚直时，绳刚好水平，如图 22 2 1 2 1 gtmmumgR R u mmgF 2 mgF 9 43 O V0 V V V / . . 来源：

17、题型：计算题，难度：理解 如图所示， A、B 两车通过细绳跨接在定滑轮两侧，并分别 置于光滑水平面上。若 A 车以速度 0向右匀速运动，当 绳与水 平面的夹角分别为和 时， B 车的速度是多少？ 答案： 物体 A 的实际速度大小为 0，方向水平向右，0沿绳子方向的速度分量0cos ，物体 B 的实际速度大小为 B，沿绳子方向的实际分量Bcos ，所以0cos =Bcos ，得物体B 的速 度 B=0cos /cos 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图所示，用轴半径 为R的轮轴，通过跨在定滑 轮上的细绳，拉一个放在 水平地面上质量为m的物 体.开始时物体静止在A 点，这时绳与地面的夹角 为

18、1，后来把物体拉到 B 点，这时绳与地面的夹角 . . 为 2，轮轴转动的角速度为 .如定滑轮的高度为h，物体在运动中受的平均阻力为f，求： （1）物体通过 B点时的速度； （2）物体从 A到B过程中绳对物体做的功. 答案： (1) 2 cos R ;(2) 21 22 11 2 1 tgtg fhRm 来源： 题型：计算题，难度：理解 固定斜面的倾角为45，其顶端装有定滑轮O，细 绳 的 一端与在水平面上放置的，物块 A 连接， 此细绳跨过定滑 轮O 后于另一端连接一物体B，如图所示，设A、B 质量相等，斜面 高为 h，滑轮质量及半径与绳的质量均不计，且不计一切摩擦， 先用于使A 静止于绳与

19、水平面成30角的位置，然后放手，求物块A 抵达斜面底端时的速 度大小 . . 答案： 22 2 1 2 1 )22( BA mmmghcos45 AB vv 解式得： 3 )22( 2 gh vA 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示，均匀直杆上连着两个小球A、B，不计一切摩擦。当 杆滑到如图位置时，B 球水平速度为 B，加速度为 a，杆与竖直夹角 为，求这时A 球速度和加速度大小。 答案： 将 B 球速度和加速度沿杆方向投影，则有： Bcos(90 0 )=Acos ，tan BA A B . . A 实际加速度为a，同理可得：tan BA aa 来源： 题型：计算题，难度：理解 如图

20、所示，水面上有一发光点S 向水中发出一束光线，竖直射 到水平放置于水中且距水面为d的平面镜M 上， 当平面镜M绕过中 点垂直于纸面的转轴O 以角速度逆时针匀速转动时，岸上的观察 者发现水面上有一光斑掠过，且光斑在过P 点后立即消失，那么光 斑在 P 点的瞬时速度大小为多大？（设水的折射率为2） 答案： 解析 平面镜转速为，反射光线的转速为2 ，光斑在过P 点后稍失，说明反射光线 OP 在水面上P点时正好要发生全反射，OP 在水面上的入射角应等于临界角45 0，因此光线 OP 与水面的交点P 此时转动的瞬时切向速度大小为 dd2222 因为光斑在P点的实际速度水平向左且是合速度， 它的两个分速度

21、分别是沿OP 方向远离O 点，且光线在 水中的长度增加的径向速度 r和绕 O 点的转动速度 ，三 者关系可用图表示，利用图可得：d P 445cos/ . . 来源： 题型：计算题，难度：综合 如图所示， 跨过滑轮A.B 的细线两端各挂质量为M1.M2的物体， 其中 点 C 挂质量为m 的物体。且mm2，开始时 m1.m2均静止， 切 m1.m2视为质点（不计一切摩擦），求： （1）m1经过圆弧最低点a 时的速度； （2）若 m1到最低点时绳断开，m1与 m2之间必须满足什么关系？ 答案： 解：（1） 设 m1运动到最低点时速度为v1， m2的速度为v2， 将 v1分解为图示 21sin 45

22、 vv ，由 m1与 m2组成系统，机械能守恒，有 22 121 122 11 2 22 m gRm gRmvm v 由两式求得 12 1 12 (2) 2 2 mmgR v mm （2）断绳后m1做平抛运动，平抛时间 1 22 2 hR t gg 1 sv t 求得 12 12 2(2) 4 2 mm sR mm 由 12 1 12 (2) 2 2 mmgR v mm 可知当 12 2mm 时 1 m可到达 a 点。 . . 来源： 2007 年南开模拟十一 题型：计算题，难度：理解 如图所示，竖置平面内放一光滑直角杆，水平、竖直两部分各套 有质量分别为mA=2.0kg 和 mB=1.0kg

23、 的小球 A 和 B， A、B 间用不可 伸长的轻绳相连，初始位置为OA=1.5m ，OB=2.0m.g 取 10m/s2. （1）若用水平力F1沿杆向右拉A，使 A 由初始位置向右极缓慢 地移动 0.5 m，则该过程中拉力F1做了多少功？ （2） 若用水平力F2沿杆向右拉A， 使 B 以 1m/s 的速度匀速上升， 则在 B 从初始位置上升0.5 m 的过程中，拉力F2做了多少功？ 答案： （1）由几何关系得：A 向右移动 0.5 m 时，球 B 上升的高度为 h=0.5 m 拉力 F1做功：hgmw B1 =5.0 J （2）设细绳与竖直方向的夹角为，因绳不可伸长，所以：vBcos =vA

24、sin 则 vA1=vBcot 1= 3 4 m/s vA2=vBcot2= 4 3 m/s 拉力 F2做功： w 2=mBg h+（ 2 1 2 2 2 1 2 1 AAAA vmvm） 代入数据解得：w2=3.8J 来源： 2008 年南京市月考二 . . 题型：计算题，难度：理解 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质 量为 m 的物体 , 如图所示 . 绳的 P端拴在车后的挂钩 上,Q端拴在物体上.设绳的总长不变, 绳的质量、 定滑 轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计. 开始时 ,车在 A点 ,左右两侧绳都已绷紧并且是竖 直的 , 左侧绳长为 H.提升时 , 车加速向左运动,

25、 沿水平 方向从 A经过 B驶向 C.设A到 B的距离也为 H,车过 B点时 的速度为 vB. 求在车由 A移到 B的过程中 , 绳Q端的拉力 对物体做的功 . 答案： mgHmvHmgvmW BB 12 4 1 1 4/sin 1 4 cos 2 12 2 来源： 题型：计算题，难度：综合 如图所示，固定斜面倾角为45o在其顶端装有定滑 轮，细绳的一端与水平面上的滑块连接，此绳跨过定滑 轮后于另一端系一物体B设滑块 A和物体 B的质量相 等，斜面高为 h，滑轮质量及半径与绳的质量均不 . . 计一切摩擦不计， 先用手使 A静止于图示位置， 此时绳与水平方向的夹角为30o，然后放手， 求滑块

26、A抵达斜面底端时的速率 答案： )22( 3 4 gh 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示，重物A、B、 C质量相等， A 、 B用细绳绕 过轻小定滑轮相连接，开始时A、B静止，滑轮间细绳MN 长 0.6m ，现将 C物体轻轻挂在MN 绳的中点，求： C 物体下落多大高度时速度最大？ C 物体下落的最大距离是多大？ . . 答案： 0.17m(0.3tg30 om)0.4m 来源： 题型：计算题，难度：应用 如图所示，轻质长绳水平跨在相距2L的两个小定滑轮A、B上，质量为 m 的小物块悬挂在 绳上 O 点力与 A、B两个滑轮的距离相等在轻绳两端C、D 分别施加竖直向下的恒力F=mg ，

27、先托住物块，使绳处于 水平拉直状态静止释放物块，在小物块下落的过程中， 保持 C、D两端的拉力 F不变求： 当物块下落距离h为多大时， 物块的加速度为零？ 在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力 F所 做的功 求物块下落过程中的最大速度m和最大距离 H 答案： （1）L 3 3 （ 2）) 1 3 32 (mgL（3）L 3 4 . . 来源： 题型：计算题，难度：综合 如图所示，汽车以速度v匀速行驶，当汽车到达P点时，绳子与水平 方向的夹角为， 此时物体 M 的速度大小为 (用v、 表示 ) 。 答案： vcos 来源： 题型：填空题，难度：理解 如下图所示，人以速度v沿水平地面匀速向右运动，人通 过滑轮牵引高为h的平台上的物体A向右运动，当绳与竖直几方 向夹角是 时，物体 A的速度大小是 _ . . 答案： vcos 来源： 题型：填空题，难度：理解 如图所示 , 质量为 M的物体置于光滑的水平面上, 用一根 绳子一端固定在物体上, 另一端通过定滑轮以恒定速率 V0拉 绳头 , 物体由静止开始运动，当绳与水平方向的夹角=45 时, 绳 中张力对物体做的功为. 答案： 2 0 m； v O . . 来源： 题型：填空题，难度：应用