5.1曲线运动课时作业（Word版含答案）

人教版高一物理必修第一册课时作业
1 曲线运动
一、单项选择题
1、下列关于物体做曲线运动的说法正确的是 (　　)
A.曲线运动速度可以不变
B.曲线运动轨迹是曲线
C.物体受到的合力和速度方向一致也可以做曲线运动
D.物体受到的合力与速度方向相反才能做曲线运动
2、物体做曲线运动时,下列说法错误的是 (　　)
A.速度一定变化
B.合力一定不为零
C.加速度一定变化
D.合力方向与速度方向一定不在同一直线上
3、一个质点在恒力F作用下,在xOy平面内从O点运动到B点的轨迹如图所示,且在A点时的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向可能是 ( )
A.沿+x方向 B.沿-x方向
C.沿+y方向 D.沿-y方向
4、如图所示，一质点在恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点的过程中，质点的速度方向恰好改变了90°，则( )
A．质点在M点受到的合力方向水平向右
B．质点在N点受到的合力方向竖直向下
C．质点从M点到N点的速率不断增大
D．质点从M点到N点做匀变速曲线运动
5、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内 (　　)
A.质点速度一定在不断改变,加速度也一定不断改变
B.质点速度可以不变,但加速度一定不断改变
C.质点不可能在做匀变速运动
D.质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向
6、排球是大家很熟悉的一项体育运动。在国际赛事中,中国女排姑娘们凭借着团结协作、顽强拼搏的女排精神创造了一个又一个辉煌,极大地激发了中国人的自豪、自尊和自信。如图所示,在排球场上发球运动员将排球斜向上击出,排球运动一段时间后落至A点。已知排球在空中运动轨迹的最高点为O点,排球可视为质点,忽略空气阻力的影响。关于排球运动过程中速度方向和受力方向,下列图中正确的是( )
A B
C D
7、在足球场上罚任意球时,运动员踢出的“香蕉球”,在行进中绕过“人墙”进入了球门,守门员“望球莫及”,足球的轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向,下列说法正确的是 ( )
A.合外力方向与速度方向在一条直线上
B.合外力方向沿轨迹切线方向,速度方向指向轨迹内侧
C.合外力方向指向轨迹内侧,速度方向沿轨迹切线方向
D.合外力方向指向轨迹外侧,速度方向沿轨迹切线方向
8、如图所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向与斜面平行，某时刻将力F撤除，下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是(　　)
A．物块仍沿斜面匀速运动
B．物块沿原方向做减速运动
C．物块将做非匀变速曲线运动
D．物块将做匀变速曲线运动
二、多项选择题
9、我们见过在砂轮上磨刀具的情形。当刀具与快速旋转的砂轮接触时,就会看到一束火星从接触点沿着砂轮的切线方向飞出,这些火星是刀具与砂轮接触时擦落的炽热微粒。不考虑空气阻力,对此现象,下列描述中错误的是 (　　)
A.火星微粒由于惯性而做匀速直线运动
B.火星微粒被擦落时的速度为零,所以做自由落体运动
C.火星微粒飞出的方向就是砂轮跟刀具接触处的速度方向
D.火星微粒都是从接触点沿着砂轮的切线方向飞出的
10、如图，乒乓球从斜面上滚下，以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口时，对着球横向吹气， 则关于乒乓球的运动，下列说法中不正确的是(　　)
A．乒乓球将保持原有的速度继续前进
B．乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒
C．乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒
D．只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒
11、某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)
A．铅球经过D点时的速率比经过C点时的速率大
B．铅球经过D点时的加速度比经过C点时的加速度大
C．从B到D铅球的加速度与速度始终垂直
D．从B到D铅球的加速度与速度的夹角逐渐减小
12、质点仅在恒力F的作用下运动，运动过程中的一段运动轨迹如图所示，A、B是轨迹上两点，对应瞬时速度的方向如图，则(　　)
、
A．从A到B质点速度方向改变30°
B．从A到B质点速度方向改变90°
C．恒力F的方向可能沿x轴正方向
D．恒力F的方向可能沿y轴负方向
13、一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是( )
A．质点沿x方向可能做匀速运动
B．质点沿y方向可能做变速运动
C．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速
D．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后加速
三、非选择题
14、为什么蜿蜒的河道外侧总是比较陡峭，而内侧地势相对较平坦？
15、一些极速运动比赛项目中，如摩托车比赛、冰上速滑比赛(如图)．运动员在转弯时，身体都要倾斜，注意观察一下运动员身体向哪侧倾斜？他们为何这样做？
16、小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是______(填轨迹字母代号);小钢珠的运动轨迹为d时,磁铁________　(选填“可能”或“不可能”)放在位置B。实验表明,当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做______ (选填“直”或“曲”)线运动。
17、情境：“歼－20A”型战斗机列装空军作战部队，意味着中国是继美国之后世界上第二个走完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全部阶段的国家。
问题：(1)如果歼－20A在某次飞行过程中沿曲线MN加速向上爬升，请问在飞行过程中其所受合力与速度方向具有怎样的关系？
(2)在图中最能表示歼－20A在P点的速度方向与其受到合力方向的分别是？
18、如图所示为一空间探测器的示意图，P1，P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供恒定推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0沿x轴正方向平移。
(1)分别单独开动P1、P2、P3、P4，探测器将做什么运动？
(2)同时开动P2与P3，探测器将做什么运动？
(3)若四个发动机能产生相同的推力，同时开动时探测器将做什么运动？
(4)单独开动P2与单独开动P4，探测器的运动有何不同？
答案与解析
1、B
解析：曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,速度的方向不断变化,所以曲线运动的速度一定是变化的,故A错误;曲线运动的轨迹是曲线,故B正确;根据曲线运动的条件可知,物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一条直线上,故C错误;物体受到的合力与速度方向相反时,物体仍然做直线运动,故D错误。
2、C
解析：既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动的条件是合力与速度不共线,一定存在加速度,曲线运动的物体受到的合外力一定不为零,故A、B正确;曲线运动一定存在加速度,但加速度可以恒定,故C错误;物体所受的合外力和它的速度方向不在同一直线上,物体就是在做曲线运动,故D正确。
3、D
解析：由于质点做的是曲线运动,受到的恒力的方向指向轨迹的凹侧,分析轨迹上的A点,可知合力大致的方向应该是向下的,可能沿-y方向,故D正确。
4、D
解析：由题图所示运动轨迹可知，质点速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应指向右下方，与初速度方向的夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况，故A、B错误；合力方向指向右下方，与速度方向的夹角先大于90°后小于90°，因此质点从M点到N点的速率先减小后增大，C错误；质点在恒力的作用下运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小和方向都不变，质点做匀变速曲线运动，D正确．
5、D
解析：物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一直线上,故曲线运动的速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,加速度不为零,但加速度可以不变,故选项A、B、C均错误。曲线运动的速度方向时刻改变,质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向,D正确。
6、A
解析：排球做曲线运动,其速度方向沿轨迹的切线方向,故A正确,B错误;排球运动的过程中只受到竖直向下的重力,受力的方向始终竖直向下,故C、D错误。故选A。
7、C
解析：足球做曲线运动,则其速度方向沿轨迹的切线方向,合外力的方向指向轨迹的内侧,选项C正确。
8、C
解析：撤去外力F前，物块处于平衡状态，沿斜面方向受力如图所示，摩擦力与拉力和重力沿斜面向下的分力的合力平衡，运动方向与摩擦力f的方向相反；撤去外力F后，合力方向与F方向相反，与速度v的方向有一定的角度，所以物块做曲线运动，速度方向改变后，摩擦力f的方向也随之改变，因此合力的方向改变，物块将做非匀变速曲线运动，故本题选C.
二、多项选择题
9、AB
解析：火星微粒在被擦落前做圆周运动,被擦落后由于惯性要沿着原来的速度方向(砂轮切线方向)继续运动,由于受到重力作用,所以微粒飞出后不做匀速直线运动。微粒被擦落时的速度不为零,故其飞出后的运动也不是自由落体运动,故A、B说法错误,C、D说法正确。
10、ACD
解析：乒乓球从吹气开始向左下方做曲线运动，不可能进入纸筒，故选B正确。
11、AD
解析：从A到B铅球的速度方向与加速度方向间的夹角大于90°，铅球做减速运动，从B到F铅球的速度方向与加速度方向间的夹角小于90°，且逐渐减小，铅球做加速运动，选项A、D正确，选项C错误；铅球运动中的加速度不变，选项B错误。
12、BD
解析：速度方向改变的角度是指两时刻瞬时速度方向之间的夹角，由题图可知，A错误，B正确；由题图可知，质点沿y轴方向上的速度先沿y轴正方向后变为沿y轴负方向，即质点在y轴方向上是先减速后反向加速，故恒力F至少有一个沿y轴负方向的分力，而质点在沿x轴方向上的速度变化不能确定，即恒力F是否在沿x轴方向上存在分力、分力方向如何皆不能确定，因此恒力F可能沿y轴负方向而一定不沿x轴正方向，故C错误，D正确．
13、BD
解析：A错，B对：物体做曲线运动过程中合力指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由题图可知，加速度方向指向弧内，x方向有分加速度，所以x方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿y方向可能做变速运动．C错，D对：质点在x方向先沿正方向运动，后沿负方向运动，最终在x方向上的位移为零，所以x方向不能一直加速，也不能先加速后减速，x方向可能先减速后反向加速．
三、非选择题
14、答案：河水顺着河道流动，在弯曲的位置由于河道外侧对水的作用力，使水流的运动发生弯曲，根据牛顿第三定律，水流对外侧的河岸有冲击作用，因此外侧比较陡峭，内侧比较平坦．
15、答案：运动员的身体向弯道弯曲的方向倾斜，这是由于运动员在水平面内做曲线运动，运动员必定受到一个水平方向且指向弯道内侧的外力．当运动员向弯道内侧倾斜时，就有一个向外侧滑动的趋势，所以运动员就受到一个地面的静摩擦力，方向指向弯道的内侧，在这个力的作用下，运动方向不断发生变化．
16、解析：磁铁放在位置A时,小钢珠受到磁铁的引力方向与初速度的方向相同,小钢珠将做直线运动,所以将沿轨迹b运动;小钢珠的运动轨迹为d时,磁铁应在曲线d的内侧,不可能在B的位置;实验表明,当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
答案:b解析：不可能解析：曲
17、解析：(1)由于歼－20A沿曲线加速爬升，所以其所受合力方向与速度方向的夹角为锐角。
(2)由于速度方向与轨迹切线方向一致，所以在P点的速度方向沿该点运动轨迹的切线方向是③；由于歼－20A所受合力方向与速度方向的夹角为锐角，所以它所受合力应该为②。
18、解析：(1)单独开动P1时，推力沿x轴负方向，探测器做匀减速直线运动；单独开动P3时，推力沿x轴正方向，探测器做匀加速直线运动；单独开动P2或P4时，推力沿平行y轴方向，探测器做匀变速曲线运动。
(2)同时开动P2与P3，合力与y轴正方向和x轴正方向成一定的锐角，探测器做匀加速曲线运动。
(3)若四个发动机能产生相同的推力，同时开动时探测器将做匀速直线运动。
(4)单独开动P2时，探测器在第一象限内做匀变速曲线运动，而单独开动P4时，探测器在第四象限内做匀变速曲线运动。