5.1曲线运动 学科素养提升练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.1曲线运动 学科素养提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-17 19:37:06 | ||
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文档简介
5.1曲线运动 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．蜜蜂可以通过“舞蹈”轨迹向同伴传递信息，如图所示，一个可视为质点的蜜蜂沿轨迹ABCD运动，图中画出了蜜蜂在各处的速度v和所受合力F的方向，其中说法正确的是（ ）
A．在A位置受合力为零
B．在B位置若速度v与合力F夹角是锐角，则蜜蜂做加速曲线运动
C．在C位置所标的速度和合力方向是正确的
D．在D位置蜜蜂的加速度方向与F相同
2．如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在t 秒末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则（ ）
A．外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
B．质点所受外力F的大小为
C．质点到达B点时的速度大小为
D．质点到达B点时的速度大小为v0
3．如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ）
A．D点的速度比C点的速度大
B．A点的加速度与速度的夹角小于
C．A点的加速度比D点的加速度大
D．从A点到D点加速度与速度的夹角一直减小
4．关于曲线运动，以下说法中正确的是（ ）
A．在恒力作用下的物体不可能做曲线运动
B．曲线运动一定是变速运动
C．做曲线运动的物体所受合力可以为零
D．曲线运动的速度大小一定变化
5．下列说法中正确的是（ ）
A．加速度变化的运动一定是曲线运动
B．速度发生变化的运动一定是曲线运动
C．做曲线运动的物体速度可能不变
D．做曲线运动的物体加速度可能不变
6．在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图可以看到，赛车沿圆周由P向Q行驶。下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．在高速行驶中，汽车经过一段弯道时沿 M向 N方向行驶，速度逐渐增大，下图中画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．曲线运动是一种常见的运动形式，如图所示是中国（珠海）航展中飞行表演的精彩镜头。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．其速度大小一定时刻改变 B．其速度方向时刻改变
C．其所受合力的方向与速度的方向相同 D．其所受合力的方向与速度的方向相反
9．质点在光滑的水平面运动，当运动到M点时，质点速度方向竖直向前，此时开始受到一恒力的作用，经过一段时间后，质点的速度变为水平向右，请判断此恒力为（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
10．近年来，中国军力发展很快，即直-19和直-20等直升机以及歼-20等战斗机入列，大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直升飞机抢救伤员的情景，飞机水平飞行的同时用轻绳把伤员提升到飞机上，在此过程中轻绳始终保持竖直，不计伤员受到的空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A．伤员运动的轨迹一定是一条曲线
B．伤员运动的轨迹一定是一条倾斜直线
C．飞机一定做匀速直线运动
D．轻绳对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力
11．如图，将六块塑料片拼接成一弯曲轨道置于放在水平桌面的白纸之上，让一沾上墨水的小铁球从中滚过，留下曲线OABC，下列说法错误的有（ ）
A．小球在B点速度方向沿切线
B．小球离开C点后做直线运动
C．若拆去5、6两塑料板，小球离开B点后仍延原曲线运动
D．若拆去3、4、5、6板，小球离开A点后将做直线运动
12．关于曲线运动的速度，下列说法正确的是 （ ）
A．质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向
B．速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化
C．速度的大小与方向都在时刻变化
D．加速度的大小与方向都在时刻变化
13．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体做曲线运动，其速度可能不变
B．物体做曲线运动时其加速度可能为零
C．物体做曲线运动时它所受合外力一定不为零
D．当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体可能做曲线运动
14．如图所示，小鸟沿图中虚线向上加速飞行，空气对其作用力可能是（ ）
A．F1 B．F2 C． D．F4
15．物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．加速度一定是变化的 B．速度的大小一定变化
C．合力一定是变化的 D．速度的方向一定变化
二、解答题
16．宽9m的成型玻璃以2m/s的速度连续不断地向前行进，在切割工序处，金刚割刀的速度为10m/s，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：
(1)金刚割刀的轨道应如何控制？
(2)切割一次的时间是多长？
参考答案
1．BD
【详解】
AC．做曲线运动的物体，速度方向为曲线的切线方向，合力方向指向曲线凹侧，所以A位置合力不为零，A错误，C错误；
B．在B位置若速度v与合力F夹角是锐角，则蜜蜂做加速曲线运动，B正确；
D．由物体做曲线运动的条件知，D位置处合力方向与速度方向是正确的，根据牛顿第二定律，加速度方向与合力方向相同，D正确。
故选BD。
2．ABC
【详解】
AB．到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，如图所示：
在x′方向上
v=v0sinθ
在y′方向
v0cosθ=ayt
根据牛顿第二定律有
F=may
解得
，
即恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且，故AB正确；
CD．设质点从A点运动到B经历时间t1，设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得：
Fcosθ=ma1
Fsinθ=ma2
根据运动学公式可得
v0=a1t1
vB=a2t1
解得质点到达B点时的速度大小为
故C正确，D错误。
故选ABC。
3．AD
【详解】
A．由题意知，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合力也向下，B点之后质点做匀加速曲线运动，所以D点的速度比C点的速度大，故A正确；
B．质点在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于，故B错误；
C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，故C错误；
D．从A点到B点加速度与速度的夹角从大于一直减小；质点由B点到E点过程中，受合力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角一直减小，故D正确。
故选AD。
4．B
【详解】
A．在恒力作用下物体可以做曲线运动，如平抛运动只受重力，是恒力，故A错误；
B．曲线运动速度的方向沿轨迹的切线的方向，所以曲线运动的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C．曲线运动是变速运动，有加速度，由牛顿第二定律知，合力不为零，故C错误；
D．曲线运动的速度方向一定变化，其大小不一定变化，如匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．若合力与速度在一条直线上，而合力是变力，也就是加速度变化，物体也做直线运动，故A错误；
B．速度发生变化的运动不一定是曲线运动，如往返运动，故B错误；
C．曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，所以其速度方向一定改变，故C错误；
D．做曲线运动的物体加速度可能不变，如平抛运动。故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从P向Q运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90°，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
汽车从M点运动到N，做曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的。汽车同时加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力，向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于90°。
故选B。
8．B
【详解】
质点做曲线运动，其速度方向沿轨迹的切线方向，方向时刻在改变，大小不一定改变，且所受合力的方向与速度的方向不在一条直线上，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【详解】
由运动轨迹分析可知：首先排除F4，因为F4和速度共线，质点在F4的作用下做匀减速直线运动；由于质点速度在变化过程中，竖直向前的速度由vM减为0，水平方向速度由0增加为vM，可知此恒力的作用，使得质点在竖直方向减速，在水平方向加速。所以此恒力必然可以分解出一个水平向右的力和竖直向后的力。唯一符合此要求的恒力就是F3。所以C正确；ABD错误；
故选C。
10．C
【详解】
AB．伤员沿竖直方向的运动未知，所以不能判断出运动的轨迹是否是一条倾斜线，若伤员向上做变速运动，则运动的轨迹是曲线，故AB错误；
C．由题，绳索始终保持竖直，可知伤员沿水平方向受到的合力为零，由于不计伤员受到的空气阻力，可知伤员沿水平方向一定是做匀速直线运动，则飞机沿水平方向做匀速直线运动，故C正确；
D．伤员沿竖直方向的运动未知，若伤员先向上加速，快到达飞机的时候向上减速，则绳索对伤员的拉力大小先大于伤员的重力，伤员快到达飞机的时候向上减速，绳索对伤员的拉力大小小于伤员的重力，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．物体做曲线运动的速度方向沿所在位置的切线方向，故A正确；
B．小球离开C点后，所受合力方向与速度方向在一条直线上，所以沿C点的速度方向做直线运动，故B正确；
CD．拆去3、4、5、6塑料板，小球将沿离开时的速度方向做直线运动，故C错误，D正确。
故选C。
12．A
【详解】
A．质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向,A正确；
BC．曲线运动的速度的大小不一定发生变化，速度的方向一定发生变化，BC错误；
D．只要合外力的方向与速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，如果合外力恒定不变，则加速度恒定不变，D错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．物体做曲线运动，其速度方向为轨迹上该点的切线方向，所以速度一定发生变化，故A错误；
BC．物体做曲线运动的条件是：物体所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故合外力一定不为零，加速度一定不为零，故B错误，C正确；
D．根据物体做曲线运动的条件可知，当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体一定做曲线运动，故D错误。
故选C。
14．D
【详解】
由曲线运动的条件可知，小鸟所受的合力指向运动轨迹的凹侧，故只有和满足条件，由题意可知，小鸟加速飞行，故合力和速度方向的夹角为锐角，只有有可能满足，故D正确，ABC错误。
故选D。
15．D
【详解】
AC．曲线运动的条件是初速度与加速度（合力）不在同一条直线上，加速度（合力）可以是恒力，也可以是变力，故AC错误；
BD．做曲线运动的物体速度方向沿着运动轨迹的切线方向，所以做曲线运动的物体速度方向一定时刻变化，速度的大小不一定改变，故D正确，B错误。
故选D。
16． (1)割刀速度方向与玻璃板速度方向成θ角，且满足；(2)s
【详解】
(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度，效果是割刀恰好相对玻璃垂直切割。
设割刀的速度的方向与玻璃板速度的方向之间的夹角为θ，如图所示。要保证割下的均是矩形的玻璃板，则
所以
所以要割下矩形玻璃板，割刀速度方向与玻璃板速度方向成θ角，且满足
(2)切割一次的时间
一、选择题
1．蜜蜂可以通过“舞蹈”轨迹向同伴传递信息，如图所示，一个可视为质点的蜜蜂沿轨迹ABCD运动，图中画出了蜜蜂在各处的速度v和所受合力F的方向，其中说法正确的是（ ）
A．在A位置受合力为零
B．在B位置若速度v与合力F夹角是锐角，则蜜蜂做加速曲线运动
C．在C位置所标的速度和合力方向是正确的
D．在D位置蜜蜂的加速度方向与F相同
2．如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在t 秒末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则（ ）
A．外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
B．质点所受外力F的大小为
C．质点到达B点时的速度大小为
D．质点到达B点时的速度大小为v0
3．如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ）
A．D点的速度比C点的速度大
B．A点的加速度与速度的夹角小于
C．A点的加速度比D点的加速度大
D．从A点到D点加速度与速度的夹角一直减小
4．关于曲线运动，以下说法中正确的是（ ）
A．在恒力作用下的物体不可能做曲线运动
B．曲线运动一定是变速运动
C．做曲线运动的物体所受合力可以为零
D．曲线运动的速度大小一定变化
5．下列说法中正确的是（ ）
A．加速度变化的运动一定是曲线运动
B．速度发生变化的运动一定是曲线运动
C．做曲线运动的物体速度可能不变
D．做曲线运动的物体加速度可能不变
6．在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图可以看到，赛车沿圆周由P向Q行驶。下列图中画出了赛车转弯时所受合力的四种方式，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．在高速行驶中，汽车经过一段弯道时沿 M向 N方向行驶，速度逐渐增大，下图中画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．曲线运动是一种常见的运动形式，如图所示是中国（珠海）航展中飞行表演的精彩镜头。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．其速度大小一定时刻改变 B．其速度方向时刻改变
C．其所受合力的方向与速度的方向相同 D．其所受合力的方向与速度的方向相反
9．质点在光滑的水平面运动，当运动到M点时，质点速度方向竖直向前，此时开始受到一恒力的作用，经过一段时间后，质点的速度变为水平向右，请判断此恒力为（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
10．近年来，中国军力发展很快，即直-19和直-20等直升机以及歼-20等战斗机入列，大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直升飞机抢救伤员的情景，飞机水平飞行的同时用轻绳把伤员提升到飞机上，在此过程中轻绳始终保持竖直，不计伤员受到的空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A．伤员运动的轨迹一定是一条曲线
B．伤员运动的轨迹一定是一条倾斜直线
C．飞机一定做匀速直线运动
D．轻绳对伤员的拉力大小始终大于伤员的重力
11．如图，将六块塑料片拼接成一弯曲轨道置于放在水平桌面的白纸之上，让一沾上墨水的小铁球从中滚过，留下曲线OABC，下列说法错误的有（ ）
A．小球在B点速度方向沿切线
B．小球离开C点后做直线运动
C．若拆去5、6两塑料板，小球离开B点后仍延原曲线运动
D．若拆去3、4、5、6板，小球离开A点后将做直线运动
12．关于曲线运动的速度，下列说法正确的是 （ ）
A．质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向
B．速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化
C．速度的大小与方向都在时刻变化
D．加速度的大小与方向都在时刻变化
13．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体做曲线运动，其速度可能不变
B．物体做曲线运动时其加速度可能为零
C．物体做曲线运动时它所受合外力一定不为零
D．当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体可能做曲线运动
14．如图所示，小鸟沿图中虚线向上加速飞行，空气对其作用力可能是（ ）
A．F1 B．F2 C． D．F4
15．物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．加速度一定是变化的 B．速度的大小一定变化
C．合力一定是变化的 D．速度的方向一定变化
二、解答题
16．宽9m的成型玻璃以2m/s的速度连续不断地向前行进，在切割工序处，金刚割刀的速度为10m/s，为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形，则：
(1)金刚割刀的轨道应如何控制？
(2)切割一次的时间是多长？
参考答案
1．BD
【详解】
AC．做曲线运动的物体，速度方向为曲线的切线方向，合力方向指向曲线凹侧，所以A位置合力不为零，A错误，C错误；
B．在B位置若速度v与合力F夹角是锐角，则蜜蜂做加速曲线运动，B正确；
D．由物体做曲线运动的条件知，D位置处合力方向与速度方向是正确的，根据牛顿第二定律，加速度方向与合力方向相同，D正确。
故选BD。
2．ABC
【详解】
AB．到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，如图所示：
在x′方向上
v=v0sinθ
在y′方向
v0cosθ=ayt
根据牛顿第二定律有
F=may
解得
，
即恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且，故AB正确；
CD．设质点从A点运动到B经历时间t1，设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得：
Fcosθ=ma1
Fsinθ=ma2
根据运动学公式可得
v0=a1t1
vB=a2t1
解得质点到达B点时的速度大小为
故C正确，D错误。
故选ABC。
3．AD
【详解】
A．由题意知，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合力也向下，B点之后质点做匀加速曲线运动，所以D点的速度比C点的速度大，故A正确；
B．质点在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于，故B错误；
C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，故C错误；
D．从A点到B点加速度与速度的夹角从大于一直减小；质点由B点到E点过程中，受合力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角一直减小，故D正确。
故选AD。
4．B
【详解】
A．在恒力作用下物体可以做曲线运动，如平抛运动只受重力，是恒力，故A错误；
B．曲线运动速度的方向沿轨迹的切线的方向，所以曲线运动的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C．曲线运动是变速运动，有加速度，由牛顿第二定律知，合力不为零，故C错误；
D．曲线运动的速度方向一定变化，其大小不一定变化，如匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．若合力与速度在一条直线上，而合力是变力，也就是加速度变化，物体也做直线运动，故A错误；
B．速度发生变化的运动不一定是曲线运动，如往返运动，故B错误；
C．曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，所以其速度方向一定改变，故C错误；
D．做曲线运动的物体加速度可能不变，如平抛运动。故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是从P向Q运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90°，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
汽车从M点运动到N，做曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的。汽车同时加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力，向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于90°。
故选B。
8．B
【详解】
质点做曲线运动，其速度方向沿轨迹的切线方向，方向时刻在改变，大小不一定改变，且所受合力的方向与速度的方向不在一条直线上，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【详解】
由运动轨迹分析可知：首先排除F4，因为F4和速度共线，质点在F4的作用下做匀减速直线运动；由于质点速度在变化过程中，竖直向前的速度由vM减为0，水平方向速度由0增加为vM，可知此恒力的作用，使得质点在竖直方向减速，在水平方向加速。所以此恒力必然可以分解出一个水平向右的力和竖直向后的力。唯一符合此要求的恒力就是F3。所以C正确；ABD错误；
故选C。
10．C
【详解】
AB．伤员沿竖直方向的运动未知，所以不能判断出运动的轨迹是否是一条倾斜线，若伤员向上做变速运动，则运动的轨迹是曲线，故AB错误；
C．由题，绳索始终保持竖直，可知伤员沿水平方向受到的合力为零，由于不计伤员受到的空气阻力，可知伤员沿水平方向一定是做匀速直线运动，则飞机沿水平方向做匀速直线运动，故C正确；
D．伤员沿竖直方向的运动未知，若伤员先向上加速，快到达飞机的时候向上减速，则绳索对伤员的拉力大小先大于伤员的重力，伤员快到达飞机的时候向上减速，绳索对伤员的拉力大小小于伤员的重力，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．物体做曲线运动的速度方向沿所在位置的切线方向，故A正确；
B．小球离开C点后，所受合力方向与速度方向在一条直线上，所以沿C点的速度方向做直线运动，故B正确；
CD．拆去3、4、5、6塑料板，小球将沿离开时的速度方向做直线运动，故C错误，D正确。
故选C。
12．A
【详解】
A．质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向,A正确；
BC．曲线运动的速度的大小不一定发生变化，速度的方向一定发生变化，BC错误；
D．只要合外力的方向与速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，如果合外力恒定不变，则加速度恒定不变，D错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．物体做曲线运动，其速度方向为轨迹上该点的切线方向，所以速度一定发生变化，故A错误；
BC．物体做曲线运动的条件是：物体所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故合外力一定不为零，加速度一定不为零，故B错误，C正确；
D．根据物体做曲线运动的条件可知，当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上时，物体一定做曲线运动，故D错误。
故选C。
14．D
【详解】
由曲线运动的条件可知，小鸟所受的合力指向运动轨迹的凹侧，故只有和满足条件，由题意可知，小鸟加速飞行，故合力和速度方向的夹角为锐角，只有有可能满足，故D正确，ABC错误。
故选D。
15．D
【详解】
AC．曲线运动的条件是初速度与加速度（合力）不在同一条直线上，加速度（合力）可以是恒力，也可以是变力，故AC错误；
BD．做曲线运动的物体速度方向沿着运动轨迹的切线方向，所以做曲线运动的物体速度方向一定时刻变化，速度的大小不一定改变，故D正确，B错误。
故选D。
16． (1)割刀速度方向与玻璃板速度方向成θ角，且满足；(2)s
【详解】
(1)由题目条件知，割刀运动的速度是实际的速度，所以为合速度，效果是割刀恰好相对玻璃垂直切割。
设割刀的速度的方向与玻璃板速度的方向之间的夹角为θ，如图所示。要保证割下的均是矩形的玻璃板，则
所以
所以要割下矩形玻璃板，割刀速度方向与玻璃板速度方向成θ角，且满足
(2)切割一次的时间