2.1.1 曲线运动 同步练习 （word版含答案）

鲁科版（2019）高一物理必修第二册课时同步练习
第1节第1课时 曲线运动
一、单项选择题
1、下面说法中正确的是（ ）
A.做曲线运动的物体,其速度方向必定变化
B.速度变化的运动必定是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D.加速度变化的运动必定是曲线运动
2、在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90°,如图所示,则此过程中,物体受到的恒力可能是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
3、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速度v入水,图中与入水速度方向可能相同的位置是( )
A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
4、下列关于力和运动的说法中,正确的是 (　　)
A.物体在恒力作用下,一定做匀加速直线运动
B.物体在恒力作用下,一定做匀变速运动
C.物体在变力作用下,不可能做直线运动
D.物体在变力作用下,一定做曲线运动
5、如图,乒乓球从斜面上滚下,它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
6、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撤去,下列对撤去力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
7、自行车在水平路面上运动的轨迹如图所示,则 (　　)
A.①可能是合外力的方向
B.②可能是速度的方向
C.③可能是加速度的方向
D.④可能是加速度的方向
8、一质点由静止开始自由下落,某一时刻,突然受水平向右的恒定风力作用,一小段时间作用后风力消失,质点继续运动直至落地,则其运动的轨迹可能是以下选项中的 ( )
A B
C D
二、多项选择题
9、关于物体做曲线运动,下列说法正确的有 (　　)
A.物体在变力作用下一定做曲线运动
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动
C.做曲线运动的物体,其合力一定不为零
D.做曲线运动的物体,其加速度方向一定改变
10、如图所示,在某光滑水平桌面上有M、N两点,一小铁球在桌面上以某一速度正对着M点匀速运动。若在M点或N点放一块磁铁,且小铁球不再受其他干扰,则关于小铁球的运动,下列说法正确的是 ( )
A.若磁铁放在M点,小铁球一定做加速直线运动
B.若磁铁放在M点,小铁球可能做曲线运动
C.若磁铁放在N点,小铁球可能做直线运动
D.若磁铁放在N点,小铁球一定做曲线运动
11、在光滑平面上的一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴成α角(如图所示),与此同时,质点上加有沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则 (　　)
A.因为有Fx,质点一定做曲线运动
B.如果Fy>Fx,质点偏向y轴一侧做曲线运动
C.如果Fy=Fx tan α,质点做直线运动
D.如果Fy12、研究某一物体的运动时,得到如图所示的一段运动轨迹,下列判断正确的是 ( )
A.若在x方向始终匀速,则在y方向先减速后加速
B.若在x方向始终匀速,则在y方向先加速后减速
C.若在y方向始终匀速,则在x方向先减速后加速
D.若在y方向始终匀速,则在x方向先加速后减速
13、如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一质量为m的质点,在恒力F和重力的作用下,从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动,直线ON与y轴负方向成θ角(θ<90°)。不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.当F=mg sin θ时,拉力F最小
B.当F=mg tan θ时,拉力F最小
C.若一段时间后撤去力F,此后质点将做曲线运动
D.撤去力F后,质点在相等的时间内速度变化一定相等
三、非选择题
14、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__ __
(4)若将四个力同时撤去，物体将做____ __
_运动，加速度大小为__ __.
15、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？
16、一个质点受到两个互成锐角的恒力F1和F2的作用，由静止开始运动．若运动中让F1突然增大到F1＋ΔF，但F1的方向不变，请判断质点此后的运动状态．
17、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、A
解析：做曲线运动的物体,其速度方向时刻变化,故A正确;如果速度的大小变化,方向不变,则物体的运动是直线运动,故B错误;只要加速度方向与速度方向不共线,加速度恒定的运动也是曲线运动,故C错误;只要加速度的方向始终与速度方向一致,加速度变化的运动也是直线运动,例如变加速直线运动,故D错误。
2、B
解析：由题图可知,物体从M运动到N的过程中,沿初速度方向做减速运动,故物体受到与初速度方向相反的一个分力;同时物体向右做加速运动,故物体还受到向右的一个分力。由平行四边形定则知,物体受到的恒力可能是F2,B正确。
3、B
解析：由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,所以在题图中的a点速度方向水平向左,b点的速度方向竖直向下,c点的速度方向斜向右下方,d点的速度方向竖直向上,则图中与入水速度方向可能相同的位置是b点,选项B正确,A、C、D错误。
4、B
解析：物体在恒力作用下,可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,但一定做匀变速运动,故A错误,B正确;物体在变力作用下可能做直线运动,也可能做曲线运动,故C、D均错误。
5、B
解析：当乒乓球经过筒口时,对着球横向吹气,乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,故一定不会进入纸筒,要提前吹才会进入纸筒,故A、C、D错误,B正确。
6、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。
7、C
解析：由图可知①处向左下方弯曲,则受力的方向大体上指向凹侧,不可能沿①的方向,故A错误;曲线运动的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以②处速度应沿曲线切线方向,故B错误;由于受力的方向与曲线弯曲的方向一致,所以加速度的方向也大体上指向曲线弯曲的方向,故③的方向可能为该处的加速度方向,④不可能为加速度的方向,故C正确、D错误。
8、D
解析：质点一开始做自由落体运动,速度竖直向下,当受到水平向右的风力时,合力的方向为右偏下,速度和合力的方向不在同一条直线上,
质点做曲线运动,轨迹应夹在速度方向和合力方向之间。风停止后,质点的合力方向向下,与速度仍然不在同一条直线上,质点做曲线运动,轨迹向下凹。故选D。
9、BC
解析：物体在变力作用下不一定做曲线运动,可能做直线运动,选项A错误;物体在恒力作用下可能做曲线运动,选项B正确;做曲线运动的物体,加速度一定不为零,则其合力一定不为零,选项C正确;做曲线运动的物体,其加速度方向不一定改变,选项D错误。
10、AD
解析：磁铁放在M点时,小铁球受到磁铁的吸引力方向与速度方向相同,所以小铁球一定做加速直线运动,不可能做曲线运动,故A正确,B错误;磁铁放在N点时,小铁球受到的磁体的吸引力与速度方向不共线,故小铁球向N点一侧偏转,做曲线运动,故C错误,D正确。
11、CD
解析：质点所受合外力方向与速度方向不在同一直线上时,质点做曲线运动;若质点所受合外力方向与速度方向在同一直线上时,则质点做直线运动。若Fy=Fx tan α,则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上(如图所示),此时质点做直线运动;若Fy=tan
β,则Fx、Fy的合力F与x轴的夹角β<α,则质点偏向x轴一侧做曲线运动,故C、D正确,A、B错误。
12、AD
解析：若在x方向始终匀速,根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧,可知物体所受合力沿y方向,且合力先指向y轴负方向后指向y轴正方向,即在y方向先减速后加速,选项A正确,B错误;若在y方向始终匀速,那么物体所受合力应沿x方向,且合力先指向x轴正方向后指向x轴负方向,即在x方向先加速后减速,故C错误,D正确。
13、ACD
解析：质点能从坐标原点O由静止沿ON运动,则重力与恒力F的合力应沿ON方向,如图所示,由几何关系可知,当恒力F=mg sin θ时,拉力F最小,故A正确,B错误;若一段时间后撤去力F,质点只受重力作用,且与速度方向存在夹角,此后质点做曲线运动,又因为加速度为重力加速度g,所以质点在相等时间内速度变化一定相等,故C、D均正确。
14、答案：(1) 匀加速直线 F1的反方向
(2) 匀加速曲线_ F2的反方向
(3)匀减速直线 F3的反方向
(4)匀速直线 0
解析：(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的匀加速直线运动，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加速曲线运动，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．
(4)若将四个力同时撤去，物体所受的合外力为零，所以物体做匀速直线运动，加速度为零．
15、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。
16、解析：做匀变速曲线运动解析：质点在两个恒力F1和F2的作用下从静止开始沿两个力的合力方向做匀加速直线运动，当F1发生变化后，F1＋ΔF和F2的合力F′合的大小和方向与原合力F合相比均发生了变化，如图所示，此时合外力仍为恒力，但方向与原来的合力方向不同，即与速度方向不共线，所以此后质点将做匀变速曲线运动．
17、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。