5.1曲线运动
一、选择题(共15题)
1.质量为m的质点,受到位于同一平面上的n个力(F1.F2.F3…Fn)的作用而处于平衡状态.撤去其中一个力F3,其余力保持不变,则下列说法正确的是( )
A.质点一定在F3的方向上做匀加速直线运动
B.质点一定在F3的反方向上做匀加速直线运动
C.质点加速度的大小一定为,方向与F3相同
D.质点加速度的大小一定为,方向与F3相反
2.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体只有受到变力作用才做曲线运动
B.物体做曲线运动时,加速度可能不变
C.加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上
D.物体做曲线运动时,加速度可能为零
3.某物体在一足够大的光滑水平面上向东运动,当它受到一个向南的恒定外力作用时,物体的运动将是
A.曲线运动,但加速度方向不变、大小不变,是匀变速曲线运动
B.直线运动,且是匀变速运动
C.曲线运动,但加速度方向改变、大小不变,是非匀变速曲线运动
D.曲线运动,但加速度方向和大小均改变,是非匀变速曲线运动
4.关于物体做曲线运动时,下列说法中正确的是( )
A.物体做曲线运动时,速度的方向可能不变
B.物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向
C.物体做曲线运动时,它所受的合力一定改变
D.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用
5.如图所示,虚线为飞机在某一平面内飞行的一段轨迹,P是轨迹上的一点。某班同学在该平面内共画出了四种有向线段甲、乙、丙、丁,用来表达飞机经过P点时瞬时速度的方向,则其中正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示,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方向一定做匀速运动
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方向可能先减速后反向加速
7.关于曲线运动,下列说法正确的是
A.做曲线运动物体的速度大小和方向都在时刻变化
B.做曲线运动物体的速度大小不断变化,速度的方向不一定发生变化
C.做曲线运动物体的速度方向不断变化,速度的大小不一定发生变化
D.做曲线运动的物体一定受到了变力作用
8.一质点做曲线运动的轨迹如图中虚线所示,若已知质点经过图中某点a时的速度方向,且运动过程中,质点的动能逐渐减小,质点受恒力作用,则下列四个图中,符合实际情况的可能是( )
A. B.
C. D.
9.曲线运动是自然界普遍的运动形式,下面关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.物体只要受到变力的作用,就会做曲线运动
B.物体在恒定的合外力作用下一定会做直线运动
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变
D.物体在大小不变的合外力作用下必做匀变速曲线运动
10.如图所示,一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滚下. 关于纸筒在地面上的落点,下列说法中正确的是( )
A.在A点的左侧
B.正好在A点
C.在A点的右侧
D.上述三种情况皆有可能
11.一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示,已知质点在x方向的分运动是匀速运动,则关于质点在y方向的分运动的描述正确的是( )
A.匀速运动
B.先加速运动后减速运动
C.先减速运动后加速运动
D.先匀速运动后加速运动
12.河水由西向东流,河宽为800m,河中各点的水流速度大小为v水,各点到较近河岸的距离为X,v水与x的关系为v水=x(m/s)。让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船划水速度大小恒为v船=4m/s。下列说法中正确的是( )
A.小船渡河的轨迹为直线
B.小船在河水中的最大速度是5m/s
C.小船渡河的时间是160s
D.小船在距离南岸200m处的速度小于距北岸200m处的速度
13.一质点做曲线运动,关于它的速度方向和加速度方向说法正确的是( )
A.质点速度方向时刻在改变
B.质点加速度方向时刻在改变
C.质点速度方向一定与加速度方向相同
D.质点速度方向一定沿曲线的切线方向
14.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动。如图是一位跳水运动员从10m跳台做“反身翻腾二周半”动作时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。下列选项正确的是( )
A.在裁判眼中,运动员可视为质点
B.在运动员眼中,跳台向上运动
C.从起跳到完全进入水中,运动员经过的位移大小为10m
D.整个过程中,除入水前一段时间外,有两个位置头部的速度方向与入水时v的方向相同
15.质点仅在恒力的作用下运动,运动过程中的一段轨迹如图所示,A、B是轨迹上两点,对应瞬时速度的方向如图所示,则( )
A.从A点到点速度方向改变 B.从A点到点速度方向改变
C.恒力的方向可能沿轴正方向 D.恒力的方向可能沿轴负方向
二、填空题
16.物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向为曲线上该点的___________,所以曲线运动一定是__________运动.
17.在卢瑟福的粒子散射实验中,某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示。两虚线和轨迹将平面分为五个区域。不考虑其他原子核对粒子的作用,那么该原子核可能在区域______。(粒子与原子核之间的作用力为排斥力)
18.如图所示,质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动,速度方向与力、的方向恰好在同一直线上,则:
(1)若只撤去,物体将做______运动(填:直线或曲线),加速度大小为______,方向为______。
(2)若只撤去物体将做______运动(填:直线或曲线),加速度大小为______,方向为______。
(3)若只撤去,物体将做______运动,(填:直线或曲线),加速度大小为______,方向为______。
19.如图所示,质量为m的物体受到4个共点力的作用下正在作匀速直线运动,速度方向与F1、F3方向恰在一直线上,则
(1)若只撤去F1,则物体将作________运动,加速度大小为_______m/s2,方向为________.
(2)若只撤去F2,它将作_______运动,加速度大小为 ________m/s2,方向为________
(3)若只撤去F3,它将作_____运动,加速度大小为______m/s2,方向为______
三、综合题
20.图为砂轮打磨下来的炽热微粒飞离砂轮时的情形,微粒离开砂轮的时刻不同,飞离时的速度方向也不一样.
(1)微粒离开砂轮瞬间速度方向如何?
(2)微粒在离开砂轮前速度是否变化?
(3)微粒做曲线运动时,加速度可以是零吗?为什么?
21.一质点做曲线运动,如图所示,先后经过A、B、C、D四点,速度分别是、、、,加速度为、、、,试在图中标出各点的速度方向、加速度的大致方向.
22.如图是从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中哪些地方河水的速度方向跟箭头所指P处流水的速度方向相同?请把这些地方标注出来。
23.画出做曲线运动物体的速度方向.
抛出的物体做曲线运动;
人造地球卫星做曲线运动.
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
试题分析:物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,由于物体是受恒力的作用,撤去F3后,物体受到的合力是恒定不变的,物体一定是做匀变速运动.
解:物体原来处于平衡状态,物体的合力为零,当撤去其中一个力F3,而其余力的合力与F3大小相等方向相反,合力的大小是不变的,所以
A、B、物体原来处于平衡状态,可能做匀速直线运动,速度方向向任意方向均是可能的,当速度方向与合力方向不共线时,物体做曲线运动,故AB均错误;
C、D、物体原来处于平衡状态,物体的合力为零,当撤去其中一个力F3,而其余力的合力与F3大小相等方向相反,故加速度的大小一定为,方向与F3相反,故C错误,D正确;
故选D.
2.B
【详解】
AB.只要满足恒力与速度方向始终不在一条直线上,物体也可以做曲线运动,如平抛运动,此时物体的加速度不变,故A错误,B正确;
C.做曲线运动的物体加速度方向与速度方向始终不在同一条直线上,故C错误;
D.物体加速度为零时只可能做匀速直线运动或静止,所以物体做曲线运动时,加速度不可能为零,故D错误。
故选B。
3.A
【详解】
该题考查知识点1:曲线运动的条件:物体所受合外力与速度不共线.由于外力向南,速度向东,故为曲线运动.
2:匀变速曲线运动的定义:加速度大小方向不变的运动.由于外力向南恒定,由牛顿第二定律可得加速度大小方向不变,故为匀变速曲线运动.所以选A
4.D
【详解】
A.物体做曲线运动时,速度的方向一定变化,选项A错误;
B.物体做曲线运动时,某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,选项B错误;
C.物体做曲线运动时,它所受的合力不一定改变,例如平抛运动,选项C错误;
D.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用,选项D正确。
故选D。
5.C
【详解】
做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,则飞机经过P点时瞬时速度的方向为丙所示。
故选C。
6.D
【详解】
AB.物体做曲线运动,合力大致指向轨迹凹的一侧,则加速度大致指向轨迹凹的一侧,由图可知:x轴方向有分加速度,所以x轴方向不可能匀速,y方向可能有分加速度,故质点沿y方向可能做变速运动,也可能做匀速运动,故A、B错误;
CD.物体在y方向匀速,则合力在水平方向,合力指向轨迹的凹侧可知合力水平向左,因此物体在水平方向先向右减速后向左加速,C错误,D正确。
故选D。
7.C
【详解】
ABC.做曲线运动的物体速度大小不一定改变,速度方向一定变化,比如匀速圆周运动,故AB错误,C正确;
D.做曲线运动的物体受到了力作用,但不一定是恒力,比如平抛运动,故D错误;
故选C.
8.B
【详解】
速度方向沿轨迹切线方向,而合外力方向指向运动轨迹的内侧,由于运动过程中,质点的动能逐渐减小,合外力方向与速度方向的夹角大于,故B正确,A、C、D错误;
故选B.
9.C
【详解】
A.如果力的大小变化,方向不变且与物体的速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,故A错误;
B.物体在恒定的合外力作用下不一定会做直线运动,如平抛运动,故B错误;
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变,如匀速圆周运动的合力方向发生变化,平抛运动的合力方向不变,故C正确;
D.物体在大小不变的合外力作用下不一定做匀变速曲线运动,如匀速圆周运动,故D错误。
故选C。
10.C
【详解】
由图可知,当圆柱状的轻质纸筒顺着倾斜的木板上滚下时,离开木板后,由于惯性仍会继续向前运动,同时由于受到重力的作用,其运动方向会略有改变,所以纸筒落在A点的右侧,故C正确.
故选:C.
11.C
【详解】
质点在x方向的分运动是匀速运动,则质点所受合外力的方向沿y轴方向;做曲线运动的物体所受合外力的方向指向轨迹的凹侧,由图知,合外力的方向先沿y轴负方向,后沿y轴正方向.结合轨迹图,合外力先与速度方向成钝角,后与速度方向成锐角;因此在y方向质点先减速运动后加速运动.故C项正确.
12.B
【详解】
A.小船的速度为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动的分速度的矢量和,而两个分速度垂直,当顺水流方向的分速度最大时,合速度最大,合速度的方向随顺水流方向的分速度的变化而变化,故小船到达河中心时速度最大,且运动轨迹为曲线,故A错误;
B.当船到河中央时,水流速度达到最大,根据矢量的合成,船在河水中的最大速度
带入数据得
故B正确;
C.将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动,两个分运动同时发生,互不干扰,故渡河时间与顺水流方向的分运动无关,当船头与河岸垂直时,沿船头方向的分运动的分位移最小,故渡河时间最短,最短时间为
故C错误;
D.小船距南岸200m处,则水流速度为
而小船距北岸200m处时,水流速度也为1.5m/s;根据速度的合成可知,它们的速度大小相等,故D错误。
故选B。
13.AD
【详解】
曲线运动的速度方向在曲线上该点的切线方向,故质点的速度方向时刻在改变,故A正确;曲线运动的加速度的方向不一定时刻改变,如平抛运动的加速度方向恒定,故B错误;物体做曲线运动的条件为质点的速度方向与加速度方向不共线即成一定夹角(不包含0°和180°)故C错误;曲线运动的速度方向在曲线上该点的切线方向,故D正确.故选AD.
14.BCD
【详解】
A.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,不能忽略运动员的大小和形状,不能看成质点,A错误;
B.运动员在下落的过程,以自己为参考系,在运动员眼中,跳台向上运动,B正确;
C.位移是起点到终点的有向线段长,则从起跳到完全进入水中,运动员经过的位移大小为10m,C正确;
D.运动员做曲线运动,入水时速度方向竖直向下;如图
在图中的a、b位置速度方向与入水时速度方向相同,D正确。
故选BCD。
15.BD
【详解】
AB.速度方向改变的角度是指两时刻瞬时速度方向之间的正向夹角,由题图可知,从A点到点速度方向改变为,故A错误,B正确;
CD.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。
故选BD。
16. 切线方向 变速
【详解】
依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向上,曲线运动速度方向一定改变,故曲线运动一定是变速运动.
17.④
【详解】
由于粒子带正电,原子核带正电,同种电荷相互排斥。再根据曲线运动的轨迹特点是与运动轨迹相切的方向为速度方向,所受合力的方向指向轨迹凹的一侧,由图中轨迹的弯曲方向可知排斥力向下,所以原子核可能在区域④。
18. 直线 与F1相反 曲线 与F2相反 直线 与F3相反
【详解】
(1)若只撤去F1,物体所受的合外力大小为F1,方向与F1相反,与速度方向相同,所以物体做加速度大小为
的匀加速直线运动,加速度方向与F1相反。
匀加速直线运动
加速度大小为
加速度方向与F1相反
(2)若只撤去F2,物体所受的合外力大小为F2,方向与F2相反,与速度方向不共线,且夹角为锐角,所以物体做加速度大小为
的匀变速曲线运动,加速度方向与F2相反。
匀变速曲线运动
加速度大小为
加速度方向与F2相反
(3)若只撤去F3,物体所受的合外力大小为F3,方向与F3相反,与速度方向相反,所以物体做加速度大小为
的匀减速直线运动,加速度方向与F3相反。
匀减速直线
加速度大小为
加速度方向与F3相反
19. 匀加速直线运动 F1的反方向 匀变速曲线运动 F2的反方向 匀变速直线运动 F3的反方向
【详解】
(1)由题意可知,原本匀速直线运动,当只撤去F 1 ,则物体受到力的合力与撤去F 1 大小相等,方向相反,与运动速度方向相同,所以做匀加速直线运动,加速度大小为
方向与F1的方向相反;
(2)当只撤去F 2 ,则物体受到力的合力与撤去F 2大小相等,方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角小于90°,所以做匀变速曲线运动,加速度大小为
方向与F2的方向相反;
(3)当只撤去F 3 ,则物体受到力的合力与撤去F 3 大小相等,方向相反,与运动速度方向相反,所以做匀减速直线运动,加速度大小为
方向与F3的方向相反;
20.(1)沿砂轮的切线方向;(2)是;(3)不可以;因为速度的方向时刻在变化,即速度在变化
21.
【详解】
如图所示:
22.
【详解】
根据曲线运动的特点可知,曲线运动速度方向是曲线上该点的切线方向,由此找出图中与图示方向平行的各点,并找出与水流方向一致的点,如图
23.
【详解】
(1)抛出的物体做曲线运动,速度方向沿着切线方向,如图所示:
(2)人造地球卫星做曲线运动,速度方向沿着切线方向,如图所示:
答案第1页,共2页