5.1 曲线运动 同步练习
一、单选题
1.关于物体做曲线运动,下面说法正确的是( )
A.它的速度一定发生变化 B.它的受力一定发生变化
C.它的速度和受力均可保持不变 D.速度方向与受力方向可以始终相同
2.羽毛球运动是我国的传统优势体育项目,屡屡在历届奥运会上争金夺银。如图所示,在某次室内比赛中羽毛球正在往右上方飞行,虚线为其飞行轨迹,则此时羽毛球受到的合力可能是图中的( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
3.如图所示,用频闪照相机拍下篮球在空中飞行的照片,篮球在Q点处所受合力方向,可能是( )
A.①的方向 B.②的方向 C.③的方向 D.④的方向
4.物体做曲线运动,在其运动轨迹上某一点的加速度方向( )
A.与通过该点的曲线的切线方向共线
B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点的速度方向可能一致
D.与物体在这一点的速度方向的夹角不可能为
5.一物体在恒力作用下运动,则下列说法正确的是( )
A.该物体一定做直线运动
B.该物体一定做曲线运动
C.在任意相等的时间内,该物体速度变化一定相等
D.在任意相等的时间内,该物体速率变化一定相等
6.如图所示,物体仅在四个恒力F1、F2、F3和F4作用下以速率v0向右做匀速直线运动。若撤去其中某个力(其他力保持不变),经某一时间t又恢复该作用力,物体恰能恢复到原速率v0。则撤去的这个力是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
7.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.变速运动一定是曲线运动 B.变加速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动 D.曲线运动可能是匀变速运动
8.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
9.一个质量为2 kg的物体,在4个共点力作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为8 N和12 N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法正确的是( )
A.一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小
B.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2
C.可能做匀减速直线运动,加速度大小是1.5 m/s2
D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是6 m/s2
10.物体做曲线运动,在其运动轨迹上某一点的加速度方向( )
A.为通过该点的曲线的切线方向
B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点的速度方向一致
D.与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为0
11.第24届冬季奥林匹克运动会(The XXIV Olympic Winter Games)计划于2022年2月4日至20日在中国北京举行,下列有关冬奥会比赛的说法正确的是( )
A.运动员在花样滑冰运动中可看成质点
B.在跳台滑雪运动中运动员腾空过程可看作匀变速运动
C.每局冰球比赛时间10min,指的是时刻
D.越野滑雪中运动员的位移和路程大小相等
12.如图所示,小钢球以初速度v0在光滑水平桌面上运动,由于受到磁极的作用力而做图示的曲线运动到达B点,从图中可知磁极的位置可能为( )
A.位置A B.位置B C.位置C D.位置D
二、解答题
13.汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时2,每行驶半周,速度方向改变的角度是多少?汽车每行驶10s,速度方向改变的角度是多少?先画一个圆表示汽车运动的轨迹,然后作出汽车在相隔10s的两个位置的速度矢量示意图。
14.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,除运动员入水前一段时间外,在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同?在哪几个位置与速度v的方向相反?在图中标出这些位置。
15.物体做曲线运动的条件是什么?
16.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.
三、填空题
17.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;
(2)若只撤去F2,则物体将作_________________运动;
(3)若只撤去F3,则物体将作_________________运动;
(4)若只撤去F4,则物体将作_________________运动.
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F1、F3的方向恰好在同一直线上,则:
(1)若只撤去F1,物体将做_______________运动,加速度大小为_______________,方向为_______________;
(2)若只撤去F2,物体将做_______________运动,加速度大小为_______________,方向为____________;
(3)若只撤去F3,物体将做_______________运动,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______
20.如图为在光滑水平面上研究曲线运动的速度方向的实验。
(1)将小钢球从小斜面上释放后,由于曲面挡板的作用,小钢球沿曲面做曲线运动,当小钢球离开挡板后将沿________(选填“a”、“b”或“c”)方向运动,
(2)以上现象说明:物体做曲线运动时,某点的速度方向就是曲线在这点的________(选填“法线”或“切线”)方向。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
AC.物体做曲线运动速度方向一定改变,所以速度一定改变,故A正确,C错误;
B.物体做曲线运动,受力不一定变化,比如平抛运动,故B错误;
D.物体做曲线运动的条件是速度方向与受力方向不相同,故D错误。
故选A。
2.B
【解析】
【详解】
曲线运动中合力应指向轨迹的“凹”侧,又羽毛球向右上方飞行,速度在减小,所以羽毛球所受合力与速度的夹角大于,故F2的方向最合理
故选B。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
由照片可知,篮球做减速曲线运动,所受合力应该指向轨迹的内侧,且与速度方向成钝角,所以篮球在Q位置时受力方向可能是④。
故选D。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
做曲线运动的物体,所受合力方向与速度方向不在同一条直线上,而加速度方向与合外力方向相同,速度的方向与该点曲线的切线方向相同,所以加速度方向与速度方向不在同一直线上。
故选D。
5.C
【解析】
【详解】
A.物体在恒力作用下,若物体受到的恒力与速度不在同一条直线上,可以是匀变速曲线运动,如平抛运动,A错误;
B.物体在恒力作用下,若物体受到的恒力与速度在同一条直线上,可以是匀变速直线运动, B错误;
C.根据牛顿第二定律,若物体在恒力作用下,则物体的加速度也是恒定不变的,结合
可知,在任意相等的时间内,该物体速度变化一定相等,C正确;
D.若物体做匀变速曲线运动,如平抛运动,在任意相等的时间内,该物体速率变化一定不相等,D错误。
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
A.撤去F1后,其他三力的合力方向与速度垂直,物体先做匀加速曲线运动,恢复后,再做匀速直线运动,速度比v0大,A错误;
B.撤去F2后,其他三个力的合力方向与F2方向相反,则物体水平方向的速度先减速到零,再反向加速,而竖直方向上也在加速,所以有可能在某时刻达到v0,B正确;
C.撤去F3后,其他三力的合力方向与速度成锐角,速度增大,恢复后,做匀速直线运动,速度比v0大,C错误;
D.撤去F4后物块的运动与撤去F3相同,D错误。
故选B。
7.D
【解析】
【详解】
AB.变速运动和变加速运动均不一定是曲线运动,例如加速度逐渐增大或减小的直线运动,故AB错误;
CD.当做曲线运动的物体所受外力为恒力时,其加速度也恒定,此时的曲线运动是匀变速运动,例如平抛运动,故C错误,D正确。
故选D 。
8.C
【解析】
【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。
9.A
【解析】
【详解】
A.由平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为8 N和12 N的两个力后,物体的合力大小范围为4 N≤F合≤20 N,则物体的加速度范围为2 m/s2≤a≤10 m/s2;撤去两个力后,一定做匀变速运动,加速度大小可能等于重力加速度的大小,故A正确;
B.若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体做匀变速曲线运动,加速度大小可能是5 m/s2,故B错误;
C.若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向相反时,物体做匀减速直线运动,加速度大小最小是2 m/s2,不可能为 1.5 m/s2,故C错误;
D.撤去两个力后,物体受到的合力恒定,不可能做匀速圆周运动,故D错误。
故选A。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
加速度的方向就是合外力的方向,由物体做曲线运动的条件可知,加速度的方向与速度的方向一定不在同一直线上,即合外力方向与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为0。
故选D。
11.B
【解析】
【详解】
A.运动员在花样滑冰运动中由于需要观察动作,形状不可忽略,故不可看成质点,A错误;
B.飞行员腾空运动的过程空气阻力可忽略不计,加速度等于重力加速度恒定不变,是匀变速曲线运动,B正确;
C.每局冰球比赛时间10min,指的是时间段,C错误;
D.越野滑雪中运动员的位移和路程大小不相等,D错误。
故选B。
12.A
【解析】
【详解】
小钢球运动轨迹沿桌面向外侧发生弯曲,是因为受到向外的吸引力,所以磁极的位置应在其原运动方向的右侧;曲线运动的轨迹逐渐向外力方向弯曲,但末速度不可能与外力方向相同,故A正确,BCD错误。
故选A。
13.180°,,
【解析】
【详解】
每行驶半周,速度方向改变180°
汽车角速度为
故汽车每行驶10s,转过的角度为
汽车速度改变的角度等于圆周运动转过的角度,矢量的示意图如下
14.点2、4位置,点1、3、5位置,
【解析】
【详解】
运动员做曲线运动,入水时速度方向竖直向下;整个运动过程中,在点2、4位置头部的速度方向与入水时v的方向相同,在点1、3、5位置与v的方向相反,如图所示
15.物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。
【解析】
【分析】
【详解】
略
16.
【解析】
【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:
17. 匀加速直线运动 匀变速曲线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动
【解析】
【详解】
由题意可知,原本匀速直线运动,则四个力的合力为零.
(1)当只撤去F1,则物体受到力的合力与撤去F1方向相反,与运动速度方向相同,所以做匀加速直线运动.
(2)当只撤去F2,则物体受到力的合力与撤去F2方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角小于90°,因合力恒定则是匀变速运动,而初速度与合外力有夹角是曲线运动;故做匀变速曲线运动.
(3)当只撤去F3,则物体受到力的合力与撤去F3方向相反,与运动速度方向相反,所以做匀减速直线运动.
(4)当只撤去F4,则物体受到力的合力与撤去F4方向相反,与运动速度方向不在一条直线上,且夹角大于90°,因合力恒定则是匀变速运动,而初速度与合外力有夹角是曲线运动;故做匀变速曲线运动.
18. 匀加速直线 F1的反方向 匀变速曲线 F2的反方向 匀减速直线 F3的反方向
【解析】
【详解】
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;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;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.
【点睛】解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同,掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的条件,关键看合力的方向与速度方向是否在同一条直线上.
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
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]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)[4][5][6]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)[7][8][9]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;
【点睛】
当物体所受合力与速度方向在同一条直线上,物体做直线运动,当物体所受合力与速度方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,根据牛顿第二定律求出加速度的大小和方向.
20. b 切线
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 在光滑水平面上小钢球沿曲面做曲线运动,是因为受到曲面挡板的作用力与速度方向不共线,小钢球离开挡板后,曲面挡板对小钢球的作用力消失,小钢球水平方向不受力,运动状态不变,将沿b的方向运动;
(2)[2] 物体做曲线运动时,某点的速度方向就是物体的运动方向,即曲线在这点的切线方向。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页