新教材人教版必修二 第五章 第一节 曲线运动（含答案）
文档属性
| 名称 | 新教材人教版必修二 第五章 第一节 曲线运动（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 547.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-19 20:58:01 | ||
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文档简介
新教材人教版必修二第五章第一节曲线运动（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共8小题，共48.0分）
下列关于曲线运动的说法中，正确的是
A. 物体做曲线运动时，其速度大小一定是变化的 B. 物体做曲线运动时，其合外力可以为零
C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 物体做曲线运动时，其加速度一定是变化的
如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从运动到的轨迹示意图，已知在点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是
A. 点的速率比点的速率大 B. 点的加速度与速度的夹角小于
C. 点的加速度比点的加速度大 D. 从到加速度与速度的夹角先增大后减小
如图所示，高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的轨迹，则图中扑克牌所受合力与速度关系正确的是( )
A. B.
C. D.
如图所示，一质点在恒力作用下做曲线运动，从点运动到点的过程中，质点的速度方向恰好改变了，则( )
A. 质点在点受到的合力方向水平向右 B. 质点在点受到的合力方向竖直向下
C. 质点从点到点的轨迹是一段圆弧 D. 质点从点到点做匀变速曲线运动
关于运动的合成与分解，下列说法正确的是
两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动
两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
两个直线运动的合运动一定是直线运动
两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动
A. B. C. D.
一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向行驶，速度逐渐增大．下图中分别画出了汽车转弯时加速度的四种方向，则正确的是
A. B.
C. D.
质量的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点处，先用沿方向的力作用了，然后撤去；再用沿方向的力作用了，则质点在这内的轨迹为下列图中的( )
A. B.
C. D.
下面四幅图分别描述了教材中的四个演示实验，关于它们的说法错误的是( )
A. 甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
B. 乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，两者下落一定是一样快的
C. 丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变
D. 丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向
二、多选题（本大题共2小题，共16.0分）
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入水，、、、为运动轨迹上的四个点，且这四个点处轨迹的切线均沿竖直方向。关于运动员头部经过这四个点时的速度和加速度，下列说法中正确的是( )
A. 经过、、、四个点的速度方向都竖直向下
B. 经过、两个点的速度方向一定竖直向下
C. 经过、两个点的加速度方向一定竖直向上
D. 经过，两点的加速度方向一定竖直向下
如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是( )
A. 点速率小于点的速率 B. 点的加速度比点的加速度大
C. 点速率大于点的速率 D. 点速率大于点的速率
三、简答题（本大题共1小题，共18.0分）
如图是一只网球落地后运动过程的频闪照片，比较图中所示的、两个位置，网球在位置的瞬时速度 填“较大”或“较小”。请你在图中画出、两个位置网球的瞬时速度方向，并说明网球在哪个位置时速度为水平方向。
四、计算题（本大题共1小题，共18.0分）
过山车沿着图示曲线轨道从点滑下，沿圆轨道运动一圈后，从点滑出，画出：
过山车从点运动到点的位移；
过山车在点时的速度方向．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
做曲线运动的物体的加速度不一定是变化的，也可能做匀变速运动；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．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，平抛运动就是曲线运动。
【解答】
A、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，速度大小不一定变化，故A错误；
B.曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，故 B错误；
、做曲线运动的物体的加速度不一定是变化的，也可能做匀变速运动，比如：平抛运动，其加速度不变，所以D错误，C正确。
2.【答案】
【解析】
【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，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了。
【解答】
A.由题意，质点运动到点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由到过程中，合外力做正功，由动能定理可得，点的速度比点速度大，故A正确；
B.物体在点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，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，合外力也不变，故C错误；
D.由的分析可知，质点由到过程中，受力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角之间减小，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】曲线运动的物体速度方向沿切线方向，而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断BCD错误，A正确；
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
质点在恒力的作用下做曲线运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小方向都不变；质点从点运动到点时，其速度方向恰好改变了，可以判断恒力方向指向右下方，与初速度的方向夹角要大于小于。
此题需要根据运动情况分析受力情况，进一步分析运动轨迹。
【解答】
由图示运动轨迹可知，质点速度方向恰好改变了，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于小于才能出现末速度与初速度垂直的情况，故AB错误；
D.质点在恒力的作用下运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小方向都不变，质点做匀变速曲线运动，故D正确；
C.质点做匀变速曲线运动，运动的轨迹是抛物线的一部分，不是圆弧，故C错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
知道若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动是曲线运动。
本题考查了两直线运动合成的性质。要判断全运动性质，注意应用物体做直线和曲线运动的条件。
【解答】
两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动，也可是直线运动，故正确；
两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动，故正确；
两个直线运动的合运动决定于合速度和合加速的夹角关系，共线为直线，不共线为曲线，故错误；
两个初速为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动，故正确。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出哪个图象是对的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，加速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
【解答】
汽车从点运动到，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时速度增大，所以沿切向方向有与速度方向相同的分力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于，故BCD错误，A正确。
故选A 。
7.【答案】
【解析】
【分析】
物体在作用下在轴方向做匀加速直线运动，撤去，施加，由于合力与速度方向垂直，做曲线运动，将曲线运动分解为轴方向和轴方向研究，在轴方向做匀速直线运动，在轴方向做匀加速直线运动。
解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法，将曲线运动分解为轴方向和轴方向，分析出两方向分运动的情况。
【解答】
质点在的作用由静止开始从坐标系的原点沿轴方向做匀加速运动，加速度，两秒后速度为，对应位移，到末撤去再受到沿方向的力的作用，物体在轴方向匀速运动，，在方向加速运动，方向的加速度，方向向上，对应的位移，物体做曲线运动．再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，故D正确，ABC错误。
故选D。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据课本内相关实验分析各项。甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，真空状态下，两者下落一定是一样快的；丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变；丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向。
此题要求学生熟记相关实验原理和现象，记住即会解题。
【解答】
解：、甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故A正确；
B、乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，真空状态下，两者下落一定是一样快的，非真空不一样快，故B错误；
C、丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变，故C正确；
D、丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向，故D正确；
本题选择错误的，故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，加速度的方向指向曲线的凹侧，据此即可求解。
本题主要考查了曲线运动瞬时速度的方向和加速度的方向，难度不大，属于基础题。
【解答】
由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以在图中的点点速度方向竖直向下，点的速度方向竖直向上，点的速度方向竖直向下，点的速度方向竖直向上，故B正确，A错误；
经过，两点的加速度方向竖直向下，经过、两个点的加速度方向斜向左下方，竖直方向的加速度做减速运动，水平方向的加速度提供向心加速度，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件和匀变速曲线运动的特点，本题基本上就可以解决了。
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；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。
【解答】
质点做匀变速曲线运动，到点的加速度方向与速度方向夹角小于，质点做加速运动，故C点的速度比点速度大，故C正确，A错误；
B.质点做匀变速曲线运动，则加速度不变，所以质点经过点时的加速度与点相同，故B错误；
D.若质点从运动到，质点运动到点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有点速度与加速度方向夹角大于，质点做减速运动，故A点速率大于点的速率，故 D正确。
故选CD。
11.【答案】较大 ，图，经过最高点位置时
【解析】略
12.【答案】解：位移是从起点指向终点的有向线段，所以过山车从点运动到点的位移如图，红色有向线段；
物体做曲线运动的速度的方向沿该点曲线的切线方向，所以过山车在点时的速度方向如图绿色箭头．
【解析】位移是从起点指向终点的有向线段；
物体做曲线运动的速度的方向与该点曲线的切线方向相同．
该题考查物体的位移与物体做曲线运动的速度的方向，牢记它们的定义即可正确画出．
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共8小题，共48.0分）
下列关于曲线运动的说法中，正确的是
A. 物体做曲线运动时，其速度大小一定是变化的 B. 物体做曲线运动时，其合外力可以为零
C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 物体做曲线运动时，其加速度一定是变化的
如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从运动到的轨迹示意图，已知在点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是
A. 点的速率比点的速率大 B. 点的加速度与速度的夹角小于
C. 点的加速度比点的加速度大 D. 从到加速度与速度的夹角先增大后减小
如图所示，高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的轨迹，则图中扑克牌所受合力与速度关系正确的是( )
A. B.
C. D.
如图所示，一质点在恒力作用下做曲线运动，从点运动到点的过程中，质点的速度方向恰好改变了，则( )
A. 质点在点受到的合力方向水平向右 B. 质点在点受到的合力方向竖直向下
C. 质点从点到点的轨迹是一段圆弧 D. 质点从点到点做匀变速曲线运动
关于运动的合成与分解，下列说法正确的是
两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动
两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
两个直线运动的合运动一定是直线运动
两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动
A. B. C. D.
一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向行驶，速度逐渐增大．下图中分别画出了汽车转弯时加速度的四种方向，则正确的是
A. B.
C. D.
质量的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点处，先用沿方向的力作用了，然后撤去；再用沿方向的力作用了，则质点在这内的轨迹为下列图中的( )
A. B.
C. D.
下面四幅图分别描述了教材中的四个演示实验，关于它们的说法错误的是( )
A. 甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
B. 乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，两者下落一定是一样快的
C. 丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变
D. 丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向
二、多选题（本大题共2小题，共16.0分）
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入水，、、、为运动轨迹上的四个点，且这四个点处轨迹的切线均沿竖直方向。关于运动员头部经过这四个点时的速度和加速度，下列说法中正确的是( )
A. 经过、、、四个点的速度方向都竖直向下
B. 经过、两个点的速度方向一定竖直向下
C. 经过、两个点的加速度方向一定竖直向上
D. 经过，两点的加速度方向一定竖直向下
如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是( )
A. 点速率小于点的速率 B. 点的加速度比点的加速度大
C. 点速率大于点的速率 D. 点速率大于点的速率
三、简答题（本大题共1小题，共18.0分）
如图是一只网球落地后运动过程的频闪照片，比较图中所示的、两个位置，网球在位置的瞬时速度 填“较大”或“较小”。请你在图中画出、两个位置网球的瞬时速度方向，并说明网球在哪个位置时速度为水平方向。
四、计算题（本大题共1小题，共18.0分）
过山车沿着图示曲线轨道从点滑下，沿圆轨道运动一圈后，从点滑出，画出：
过山车从点运动到点的位移；
过山车在点时的速度方向．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
做曲线运动的物体的加速度不一定是变化的，也可能做匀变速运动；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．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，平抛运动就是曲线运动。
【解答】
A、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，速度大小不一定变化，故A错误；
B.曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，故 B错误；
、做曲线运动的物体的加速度不一定是变化的，也可能做匀变速运动，比如：平抛运动，其加速度不变，所以D错误，C正确。
2.【答案】
【解析】
【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，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了。
【解答】
A.由题意，质点运动到点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由到过程中，合外力做正功，由动能定理可得，点的速度比点速度大，故A正确；
B.物体在点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，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，合外力也不变，故C错误；
D.由的分析可知，质点由到过程中，受力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角之间减小，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】曲线运动的物体速度方向沿切线方向，而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断BCD错误，A正确；
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
质点在恒力的作用下做曲线运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小方向都不变；质点从点运动到点时，其速度方向恰好改变了，可以判断恒力方向指向右下方，与初速度的方向夹角要大于小于。
此题需要根据运动情况分析受力情况，进一步分析运动轨迹。
【解答】
由图示运动轨迹可知，质点速度方向恰好改变了，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于小于才能出现末速度与初速度垂直的情况，故AB错误；
D.质点在恒力的作用下运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小方向都不变，质点做匀变速曲线运动，故D正确；
C.质点做匀变速曲线运动，运动的轨迹是抛物线的一部分，不是圆弧，故C错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】
知道若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动是曲线运动。
本题考查了两直线运动合成的性质。要判断全运动性质，注意应用物体做直线和曲线运动的条件。
【解答】
两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动，也可是直线运动，故正确；
两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动，故正确；
两个直线运动的合运动决定于合速度和合加速的夹角关系，共线为直线，不共线为曲线，故错误；
两个初速为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定是匀加速直线运动，故正确。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【分析】
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出哪个图象是对的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，加速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
【解答】
汽车从点运动到，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时速度增大，所以沿切向方向有与速度方向相同的分力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于，故BCD错误，A正确。
故选A 。
7.【答案】
【解析】
【分析】
物体在作用下在轴方向做匀加速直线运动，撤去，施加，由于合力与速度方向垂直，做曲线运动，将曲线运动分解为轴方向和轴方向研究，在轴方向做匀速直线运动，在轴方向做匀加速直线运动。
解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法，将曲线运动分解为轴方向和轴方向，分析出两方向分运动的情况。
【解答】
质点在的作用由静止开始从坐标系的原点沿轴方向做匀加速运动，加速度，两秒后速度为，对应位移，到末撤去再受到沿方向的力的作用，物体在轴方向匀速运动，，在方向加速运动，方向的加速度，方向向上，对应的位移，物体做曲线运动．再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，故D正确，ABC错误。
故选D。
8.【答案】
【解析】
【分析】
根据课本内相关实验分析各项。甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，真空状态下，两者下落一定是一样快的；丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变；丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向。
此题要求学生熟记相关实验原理和现象，记住即会解题。
【解答】
解：、甲图实验中、球总是同时着地说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故A正确；
B、乙图实验中将鸡毛、小铁片同时静止释放后，真空状态下，两者下落一定是一样快的，非真空不一样快，故B错误；
C、丙图实验中，按压两镜面之间的桌面，处光点位置变化说明桌面发生了形变，故C正确；
D、丁图中的实验说明曲线运动的速度沿轨迹上该点的切线方向，故D正确；
本题选择错误的，故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，加速度的方向指向曲线的凹侧，据此即可求解。
本题主要考查了曲线运动瞬时速度的方向和加速度的方向，难度不大，属于基础题。
【解答】
由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以在图中的点点速度方向竖直向下，点的速度方向竖直向上，点的速度方向竖直向下，点的速度方向竖直向上，故B正确，A错误；
经过，两点的加速度方向竖直向下，经过、两个点的加速度方向斜向左下方，竖直方向的加速度做减速运动，水平方向的加速度提供向心加速度，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件和匀变速曲线运动的特点，本题基本上就可以解决了。
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；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。
【解答】
质点做匀变速曲线运动，到点的加速度方向与速度方向夹角小于，质点做加速运动，故C点的速度比点速度大，故C正确，A错误；
B.质点做匀变速曲线运动，则加速度不变，所以质点经过点时的加速度与点相同，故B错误；
D.若质点从运动到，质点运动到点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有点速度与加速度方向夹角大于，质点做减速运动，故A点速率大于点的速率，故 D正确。
故选CD。
11.【答案】较大 ，图，经过最高点位置时
【解析】略
12.【答案】解：位移是从起点指向终点的有向线段，所以过山车从点运动到点的位移如图，红色有向线段；
物体做曲线运动的速度的方向沿该点曲线的切线方向，所以过山车在点时的速度方向如图绿色箭头．
【解析】位移是从起点指向终点的有向线段；
物体做曲线运动的速度的方向与该点曲线的切线方向相同．
该题考查物体的位移与物体做曲线运动的速度的方向，牢记它们的定义即可正确画出．
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