5.1曲线运动
一、选择题(本题共22小题)
1.(2020·新疆生产建设兵团第四师第一中学期中)关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动的加速度可以一直为零
C.在平衡力作用下,物体可以做曲线运动
D.在恒力作用下,物体不可以做曲线运动
2.(2020·沙坪坝·重庆南开中学月考)我国的高速铁路建设处于世界领先水平,高速列车以速度v由南向北匀速行驶时,列车内比较光滑的桌面上的小球都可以处于静止状态。若车厢中的旅客突然发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是( )
A.加速行驶,向东转弯 B.加速行驶,向西转弯
C.减速行驶,向东转弯 D.减速行驶,向西转弯
3.(2020·安徽马鞍山·高一期末)如图所示,一小球在光滑的水平面上以v0向右运动,运动中要穿过一段有水平向北的风带ab,经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力,其余区域无风力,则小球过风带及过后的轨迹正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2020·卢龙县中学高一月考)下面说法正确的是( )
A.在恒力作用下可能做曲线运动
B.在恒力作用下一定做直线运动
C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向可能在同一直线上
D.曲线运动的加速度一定发生变化
5.(2020·卢龙县中学高一月考)“神舟九号”飞船于2012年6月16日发射升空,如图所示,在“神舟九号”靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小.在此过程中“神舟九号”所受合力的方向可能是( )
A. B.
C. D.
6.(2020·湖北荆门·高一期末)关于物体做曲线运动,以下说法正确的是( )
A.不可能是匀变速运动 B.一定是变速运动
C.可以是匀速运动 D.速率一定变化
7.(2021·广东月考)一物体做曲线运动,A、B为其运动轨迹上的两点。物体由A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的速度可能不变
B.物体可能做匀变速运动
C.物体运动到B点时的速度方向不可能沿A点轨迹的切线方向
D.物体运动到B点时的加速度方向不可能沿A点轨迹的切线方向
8.(2020·湖南一模)光滑水平面上质量为2kg的物体,在五个水平方向的共点力作用下处于平衡状态,现在将其中F1=5N和F2=9N的两个力同时撤去,下列关于物体的运动描述正确的是( )
A.物体一定做匀加速直线运动,加速度大小可能为5m/s2
B.物体可能变加速直线运动
C.物体可能做匀速圆周运动
D.物体可能做匀变速曲线运动,加速度大小为3m/s2
9.(2020·云南省保山第九中学月考)做曲线运动的物体,在运动过程中一定变化的量是:( )
A.速率 B.速度 C.加速度 D.合外力
10.(2020·云南省保山第九中学月考)关于曲线运动,以下说法中不正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动 B.做曲线运动的物体,合力一定改变
C.曲线运动,物体的加速度一定不为零 D.物体做曲线运动,合力方向与速度方向一定不共线。
11.(2020·上海市青浦高级中学期中)一个质量为1kg、初速度不为零的物体,在光滑水平面上受到大小分别为1N、3N、5N的三个水平方向的共点力作用,则该物体( )
A.可能做匀速直线运动 B.可能做匀减速直线运动
C.不可能做匀变速曲线运动 D.加速度大小不可能是2m/s2
12.一个物体的速度方向如图中v所示。从位置A开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进方向看)的合力F作用,经过一段时间到达B点,那么下列关于物体从A到B的轨迹图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(2020·新绛县第二中学月考)下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下一定做直线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体做曲线运动,它的速度方向与所受合力方向不在同一直线上
D.任何变速运动都是曲线运动
14.关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.变速运动一定是曲线运动
B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动一定是加速度变化的运动
D.运动物体的加速度大小.速度大小都不变的运动一定是直线运动
15.一个质点受两个互成锐角的恒力和作用,由静止开始运动,若运动过程中保持二力方向不变,但突然增大到,则质点以后
A.继续做匀变速直线运动 B.在相等时间内速度的变化一定相同
C.可能做匀速直线运动 D.可能做变加速曲线运动
16.(2020·毕节市实验高级中学高二月考)关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.当物体受到合外力作用时,其运动方向一定发生改变
B.当物体受到合外力作用时,其惯性就消失了
C.当物体所受合外力的方向与初速度方向不共线时,其运动方向发生改变
D.只有当物体所受合外力的方向与初速度方向垂直时,其运动方向才发生改变
17.(2020·永济市涑北中学校月考)如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.质点经过C点的速率比D点的大
B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
C.质点经过D点时的加速度比B点的大
D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
18.(2020·山东日照·高三月考)2020年7月我军多次在西藏地区进行军事演习,其中肩扛式反坦克导弹发射画面被多次报道。肩扛式反坦克导弹发射后,喷射气体产生推力F, 一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是( )
A. B.
C. D.
19.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
20.(2020·吉林吉林·月考)在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体,在几个共点力的作用下做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2 N的力水平旋转90°,则关于物体运动情况的叙述正确的是( )
A.物体做速度大小不变的曲线运动
B.物体做速度越来越大的曲线运动
C.物体做加速度大小为 m/s2的匀变速曲线运动
D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大
21.下列关于速度、加速度和运动关系的说法正确的是()
A.加速度恒定的运动也可能是曲线运动
B.加速度变化的运动必定是曲线运动
C.作曲线运动的物体的速度必定变化
D.速度变化的运动必定是曲线运动
22.一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x=-2t2-4t,y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法正确的是 ( )
A.物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B.物体在y轴方向上做匀加速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条直线
D.物体运动的轨迹是一条曲线5.1曲线运动
一、选择题(本题共22小题)
1.(2020·新疆生产建设兵团第四师第一中学期中)关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动的加速度可以一直为零
C.在平衡力作用下,物体可以做曲线运动
D.在恒力作用下,物体不可以做曲线运动
【答案】A
【详解】
AB.质点做曲线运动,它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,曲线运动的加速度一定不为0,故A正确,B错误;
C.如果物体受力平衡,只能是处于匀速直线运动或者是静止,不可能做曲线运动,故C错误;
D.物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,如平抛运动,故D错误。
故选A。
2.(2020·沙坪坝·重庆南开中学月考)我国的高速铁路建设处于世界领先水平,高速列车以速度v由南向北匀速行驶时,列车内比较光滑的桌面上的小球都可以处于静止状态。若车厢中的旅客突然发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是( )
A.加速行驶,向东转弯 B.加速行驶,向西转弯
C.减速行驶,向东转弯 D.减速行驶,向西转弯
【答案】D
【详解】
小球与水平面间的摩擦可以不计,所以小球在水平面内不受力作用,始终与列车一起向前做匀速直线运动,发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。知列车和桌子的速度慢下来,小球要保持以前的速度继续运行,所以会向前运动;出现如图的曲线,是因为桌子跟着列车向西拐弯,而小球因惯性要保持匀速直线运动,故选D。
3.(2020·安徽马鞍山·高一期末)如图所示,一小球在光滑的水平面上以v0向右运动,运动中要穿过一段有水平向北的风带ab,经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力,其余区域无风力,则小球过风带及过后的轨迹正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】
小球在光滑的水平面上以v0向右运动,给小球一个向北的水平恒力,根据曲线运动条件,合外力指向物体做曲线运动轨迹凹的一侧,且速度的方向沿着物体做曲线的切线方向,故D正确,ABC错误。
【点睛】
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同;曲线运动中物体速度的方向应该是逐渐发生变化的,不可能出现折点。
4.(2020·卢龙县中学高一月考)下面说法正确的是( )
A.在恒力作用下可能做曲线运动
B.在恒力作用下一定做直线运动
C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向可能在同一直线上
D.曲线运动的加速度一定发生变化
【答案】A
【详解】
ABD.在恒力作用下,质点可能做曲线运动,其加速度可能保持不变,故A正确,BD错误;
C.物体做曲线运动的条件是:其速度方向与加速度方向不在同一直线上,故C错误;
故选A。
5.(2020·卢龙县中学高一月考)“神舟九号”飞船于2012年6月16日发射升空,如图所示,在“神舟九号”靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中,速度逐渐减小.在此过程中“神舟九号”所受合力的方向可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
“神舟九号”在飞行过程中,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,做曲线运动,速度沿轨迹的切线方向,所受合力方向指向轨迹的凹向;“神舟九号”飞行过程中减速,所以沿切向方向有与速度相反的分力;故合力与速度的方向的夹角要大于90°.故ABD错误,C正确。
故选C。
6.(2020·湖北荆门·高一期末)关于物体做曲线运动,以下说法正确的是( )
A.不可能是匀变速运动 B.一定是变速运动
C.可以是匀速运动 D.速率一定变化
【答案】B
【详解】
A.曲线运动也可能是匀变速运动,受到恒定的合外力即可,选项A错误;
B.曲线运动的速度方向一定变化,则一定是变速运动,选项B正确;
C.曲线运动不可以是匀速运动,选项C错误;
D.曲线运动的速率不一定变化,选项D错误。
故选B。
7.(2021·广东月考)一物体做曲线运动,A、B为其运动轨迹上的两点。物体由A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的速度可能不变
B.物体可能做匀变速运动
C.物体运动到B点时的速度方向不可能沿A点轨迹的切线方向
D.物体运动到B点时的加速度方向不可能沿A点轨迹的切线方向
【答案】B
【详解】
A.物体做曲线运动,速度的方向一定变化,即速度一定变化,选项A错误;
B.物体的加速度可能不变,即可能做匀变速运动,选项B正确;
C.物体运动到B点时的速度方向可能沿A点轨迹的切线方向,如图,选项C错误;
D.物体运动到B点时的加速度方向也可能沿A点轨迹的切线方向,如图,选项D错误。
故选B。
8.(2020·湖南一模)光滑水平面上质量为2kg的物体,在五个水平方向的共点力作用下处于平衡状态,现在将其中F1=5N和F2=9N的两个力同时撤去,下列关于物体的运动描述正确的是( )
A.物体一定做匀加速直线运动,加速度大小可能为5m/s2
B.物体可能变加速直线运动
C.物体可能做匀速圆周运动
D.物体可能做匀变速曲线运动,加速度大小为3m/s2
【答案】D
【详解】
原来物体处于平衡状态,则物体可能是静止状态,也可能是做匀速直线运动;F1=5N和F2=9N的合力范围为
则撤去这两个水平力后,剩下力的合力大小的范围为
由牛顿第二定律可知可知,加速度的取值范围为
BC.因为加速度恒定,则物体只能做匀变速运动,而不能做变加速直线运动或匀速圆周运动,故BC错误;
AD.由于速度方向不确定,所以合力方向可能与速度方向在一条直线上,也可能不在一条直线上,所以物体可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,加速度的大小在2m/s2到7m/s2,故A错误,D正确。
故选D。
9.(2020·云南省保山第九中学月考)做曲线运动的物体,在运动过程中一定变化的量是:( )
A.速率 B.速度 C.加速度 D.合外力
【答案】B
【详解】
A.做曲线运动的物体速率不一定变化,例如匀速圆周运动,选项A错误;
B.做曲线运动的物体速度方向一定变化,即速度一定变化,选项B正确;
C.做曲线运动的物体加速度不一定变化,例如平抛运动,选项C错误;
D.做曲线运动的物体合外力不一定变化,例如平抛运动,选项D错误;
故选B。
10.(2020·云南省保山第九中学月考)关于曲线运动,以下说法中不正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动 B.做曲线运动的物体,合力一定改变
C.曲线运动,物体的加速度一定不为零 D.物体做曲线运动,合力方向与速度方向一定不共线。
【答案】B
【详解】
A.曲线运动的速度方向一定变化,即速度一定变化,则一定是变速运动,选项A正确,不符合题意;
B.做曲线运动的物体,合力不一定改变,例如平抛运动,选项B错误,符合题意;
C.曲线运动,物体的合力一定不为零,即加速度一定不为零,选项C正确,不符合题意;
D.物体做曲线运动,合力方向与速度方向一定不共线,选项D正确,不符合题意。
故选B。
11.(2020·上海市青浦高级中学期中)一个质量为1kg、初速度不为零的物体,在光滑水平面上受到大小分别为1N、3N、5N的三个水平方向的共点力作用,则该物体( )
A.可能做匀速直线运动 B.可能做匀减速直线运动
C.不可能做匀变速曲线运动 D.加速度大小不可能是2m/s2
【答案】B
【详解】
A.1N、3N和5N三力同向时合力最大,为9N;1N和3N合成最大4N,最小2N,不可能为5N,故当1N和3N的合力最大且与5N反向时,三力合力最小,为1N;即三力合力最小为1N,最大为9N,方向任意;而匀速直线运动为平衡状态,合力为零;故物体一定是做变速运动,故A错误;
B.当合力与初速度反向时,物体做匀减速直线运动,故B正确;
C.当合力与初速度方向不共线时,物体做匀变速曲线运动,故C错误;
D.合力范围是
故当合力为2N时,加速度为2m/s 2 ,故D错误。
故选B。
12.一个物体的速度方向如图中v所示。从位置A开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进方向看)的合力F作用,经过一段时间到达B点,那么下列关于物体从A到B的轨迹图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
物体做曲线运动时,轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一向,轨迹不可能与力的方向相交,或与合外力的方向平行,故C正确,ABD错误。
故选C。
13.(2020·新绛县第二中学月考)下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下一定做直线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体做曲线运动,它的速度方向与所受合力方向不在同一直线上
D.任何变速运动都是曲线运动
【答案】C
【详解】
A.物体在恒力作用下不一定做直线运动,例如做平抛运动的物体,重力为恒力,物体做曲线运动,故A错误;
B.物体在变力作用下不一定做曲线运动,例如弹簧振子的运动,弹力是变力,振子做直线运动,故B错误;
C.物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上,故C正确;
D.物体受到的合力方向与速度方向在同一条直线上时,物体做直线运动,如匀变速直线运动,故D错误。
故选C。
14.关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.变速运动一定是曲线运动
B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动一定是加速度变化的运动
D.运动物体的加速度大小.速度大小都不变的运动一定是直线运动
【答案】B
【详解】
AB.曲线运动的速度一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,但变速不一定是曲线运动,比如速度的大小变,方向不变的运动,所以A错误;B正确;
C.做曲线运动的物体加速度可以不变,比如平抛运动,故C错误;
D.匀速圆周运动的运动的加速度大小.速度大小都不变,所以D错误。
故选B。
15.一个质点受两个互成锐角的恒力和作用,由静止开始运动,若运动过程中保持二力方向不变,但突然增大到,则质点以后
A.继续做匀变速直线运动 B.在相等时间内速度的变化一定相同
C.可能做匀速直线运动 D.可能做变加速曲线运动
【答案】B
【详解】
ACD.为恒力,物体从静止开始做匀加速直线运动,突变后仍为恒力,合力仍为恒力,但合力的方向与速度方向不再共线,所以物体将做匀变速曲线运动,故ACD错误;
B.由加速度的定义式:
可知,在相等时间内必相同,B正确。
故选B。
16.(2020·毕节市实验高级中学高二月考)关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.当物体受到合外力作用时,其运动方向一定发生改变
B.当物体受到合外力作用时,其惯性就消失了
C.当物体所受合外力的方向与初速度方向不共线时,其运动方向发生改变
D.只有当物体所受合外力的方向与初速度方向垂直时,其运动方向才发生改变
【答案】C
【分析】
本题考查力与运动的关系以及惯性知识点,难度较易,结合知识点判断即可。
【详解】
A.当物体受到合外力作用时,运动状态一定会发生变化,可能是速度的大小变化,也可能是速度的方向变化,故A错误;
B.物体的惯性与受力情况和运动状态无关,故B错误;
CD.当物体所受合外力的方向与初速度方向不共线时,物体就做曲线运动,即运动方向要发生变化,故C正确,D错误。
故选C。
17.(2020·永济市涑北中学校月考)如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.质点经过C点的速率比D点的大
B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
C.质点经过D点时的加速度比B点的大
D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
【答案】A
【详解】
A.由题意,质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿D点轨迹的切线方向,则知加速度斜向左上方,合外力也斜向左上方,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力做负功,由动能定理可得,C点的速度比D点速度大,故A正确;
B.质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿轨迹的切线方向,加速度指向轨迹的内侧,则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角均大于90°,故B错误;
C.质点做匀变速曲线运动,则有加速度不变,所以质点经过D点时的加速度与B点相同,故C错误;
D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小,故D错误。
故选A。
18.(2020·山东日照·高三月考)2020年7月我军多次在西藏地区进行军事演习,其中肩扛式反坦克导弹发射画面被多次报道。肩扛式反坦克导弹发射后,喷射气体产生推力F, 一段时间内导弹在竖直面内沿下列图中虚线向前运动。其中导弹飞行姿势可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
A.图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向上的推力F和竖直向下的重力,该图中合力的方向与运动的方向可以在同一条直线上,所以可以沿斜向上的方向做直线运动,故A正确;
B.图中推力F的方向沿轨迹的切线方向,而重力的方向竖直向下,合力的方向沿轨迹切线方向向外,所以导弹不可能向上弯曲,故B错误;
C.图中导弹发射后受到喷射气体产生沿水平方向的推力F和竖直向下的重力,合力的方向与图中运动的方向不在同一条直线上,所以不能在水平方向做直线运动,故C错误;
D.图中导弹发射后受到喷射气体产生的斜向下的推力F和竖直向下的重力,该图中合力的方向与运动的方向不在同一条直线上,所以不能沿图示方向做直线运动,故D错误。
故选A。
19.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
【答案】B
【详解】
由图可知,物体从M向N运动的过程中,沿初速度的方向做减速运动,所以具有与初速度方向相反负力;同时物块向右做加速运动,所以物体还受到向右的作用力.所以物体受到的合力的方向沿F2的方向;故B正确,ACD错误.
故选B.
20.(2020·吉林吉林·月考)在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体,在几个共点力的作用下做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2 N的力水平旋转90°,则关于物体运动情况的叙述正确的是( )
A.物体做速度大小不变的曲线运动
B.物体做速度越来越大的曲线运动
C.物体做加速度大小为 m/s2的匀变速曲线运动
D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大
【答案】BC
【详解】
将与速度反方向的2N的作用力水平旋转90°时,该力与其余力的合力夹角为90°,这时物体的合力大小为
方向与速度的夹角为45°,物体做速度增大的曲线运动,根据牛顿第二定律得加速度
所以物体做加速度为的匀变速曲线运动,故BC正确,AD错误。
故选BC。
21.下列关于速度、加速度和运动关系的说法正确的是()
A.加速度恒定的运动也可能是曲线运动
B.加速度变化的运动必定是曲线运动
C.作曲线运动的物体的速度必定变化
D.速度变化的运动必定是曲线运动
【答案】AC
【详解】
A.平抛运动的加速度恒为重力加速度,它是曲线运动,故A正确;
B.做直线运动的物体如果合外力变化,加速度也会变化,故B错误;
C.速度方向沿曲线的切线方向,故曲线运动的物体速度方向一定变化,C正确;
D.如果物体速度方向不变,那么它做直线运动,D错误;
故选AC。
22.一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x=-2t2-4t,y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法正确的是 ( )
A.物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B.物体在y轴方向上做匀加速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条直线
D.物体运动的轨迹是一条曲线
【答案】BC
【详解】
AB.根据物体的运动规律
x=-2t2-4t,y=3t2+6t
再与位移时间公式相对应,即有
,
,
由上式可解得
,
可知,物体在x轴上分运动的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动;物体在y轴方向的初速度和加速度同方向,是匀加速直线运动,故A错误,B正确;
CD.物体合运动的初速度方向与合运动加速度的方向分别为
,
故有,即合运动的初速度方向与加速度方向相同,故合运动一定是匀加速直线运动,故C正确,D错误。
故选BC。