1.1曲线运动 课时训练（含答案）高一物理同步精品课堂（教科版2019 必修第二册）

1.1曲线运动
一、单选题
1．关于曲线运动，下列说法中错误的是（　　）
A．曲线运动一定是变速运动
B．做曲线运动的物体合外力一定不为零
C．做曲线运动的物体所受合力一定是变力
D．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
2．如图，在磁铁吸引下钢珠沿曲线运动。图中能正确表示钢珠经过点时速度方向的是（　　）
A．的方向 B．的方向
C．的方向 D．的方向
3．2022年2月5日，中国短道速滑队斩获北京冬奥会中国首金，为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红，已知运动员在赛道上的部分运动轨迹是曲线。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．物体的加速度可能是恒定的
B．物体所受合外力可能为零
C．物体一定受到变力的作用
D．物体速度大小一定时刻改变
4．一空间探测器，如图二所示，装有四台喷气发动机P1、P2、P3、P4；开始时沿如图x轴的正方向做匀速运动，现要使探测器变为沿y轴正方向运动可采取的措施是（　　）
A．开启P1一段时间后关闭，再开启P2
B．开启P1一段时间后关闭，再开启P4
C．开启P3一段时间后关闭，再开启P2
D．开启P3一段时间后关闭，再开启P4
5．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，质点向y轴一侧做曲线运动
C．如果Fy=Fx，质点一定做直线运动
D．如果Fy6．如图所示，一小球在光滑的水平面上以速度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，则小球穿过风带的运动轨迹及穿出风带时的速度方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
7．2022年3月23日，航天员在中国空间站“天宫课堂”中完成了太空抛物实验。如图所示，王亚平将北京冬奥会吉祥物冰墩墩抛出后，冰墩墩在空间站内沿着抛出时的方向做近似匀速前进，忽略舱内空气阻力，则冰墩墩在运动过程中（　　）
A．不受任何力作用
B．处于完全失重状态
C．在地面上的人看来仍做曲线运动
D．其运动方向一定沿所受地球引力的方向
8．一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域。则关于施力物体的位置的判断，下列说法正确的是（　　）
A．如果这个力是引力，则施力物体一定在（4）区域
B．如果这个力是引力，则施力物体一定在（2）区域
C．如果这个力是斥力，则施力物体可能在（2）区域
D．如果这个力是斥力，则施力物体一定在（3）区域
三、解答题
9．根据曲线运动，回答问题
(1)如图所示，砂轮上打磨下来的炽热的微粒沿砂轮的切线飞出，其速度方向不断变化，那么如何确定物体在某一点的速度方向？
(2)曲线运动一定是变速运动吗？
(3)曲线运动可能是匀变速运动吗？
(4)物体做曲线运动时，加速度可以为零吗？为什么？
10．如图所示，在一条玻璃生产线上，宽9m的成型玻璃板以2m/s的速度向前匀速平移。在切割工序处，金刚石切割刀的移动速度为10m/s。为使割下的玻璃板呈矩形，问：
（1）切割刀的移动轨迹与玻璃板平移方向的夹角应为多大？
（2）切割一块玻璃需要多少时间？
1.1曲线运动
一、单选题
1．关于曲线运动，下列说法中错误的是（　　）
A．曲线运动一定是变速运动
B．做曲线运动的物体合外力一定不为零
C．做曲线运动的物体所受合力一定是变力
D．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
【答案】C
【详解】A．曲线运动速度方向不断变化，所以曲线运动一定是变速运动，A正确，不符合题意；
BD．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，合力一定不为零，由牛顿第二定律可知加速度也一定不为零，且速度方向与加速度方向一定不在同一直线上，BD正确，不符合题意；
C．在恒力作用下，物体也可能做曲线运动，如平抛运动，C错误，符合题意；
故选C。
2．如图，在磁铁吸引下钢珠沿曲线运动。图中能正确表示钢珠经过点时速度方向的是（　　）
A．的方向 B．的方向 C．的方向 D．的方向
【答案】B
【详解】物体做曲线运动的速度方向为该点处的切线方向，所以为的方向。
故选B。
3．2022年2月5日，中国短道速滑队斩获北京冬奥会中国首金，为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红，已知运动员在赛道上的部分运动轨迹是曲线。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．物体的加速度可能是恒定的 B．物体所受合外力可能为零
C．物体一定受到变力的作用 D．物体速度大小一定时刻改变
【答案】A
【详解】A．匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，物体的加速度也是恒定的，A正确；
B．物体做曲线运动的条件是所受合外力不为零，且合外力的方向与速度方向不在同一直线上，B错误；
C．匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，C错误；
D．做曲线运动的物体，速度方向一定时刻在改变，但速度大小不一定改变，比如匀速圆周运动，D错误。
故选A。
4．一空间探测器，如图二所示，装有四台喷气发动机P1、P2、P3、P4；开始时沿如图x轴的正方向做匀速运动，现要使探测器变为沿y轴正方向运动可采取的措施是（　　）
A．开启P1一段时间后关闭，再开启P2
B．开启P1一段时间后关闭，再开启P4
C．开启P3一段时间后关闭，再开启P2
D．开启P3一段时间后关闭，再开启P4
【答案】D
【详解】AB．开始时沿如图x轴的正方向做匀速运动，具有沿x轴的正方向的速度。开启P1一段时间后关闭，探测器将沿x轴的正方向加速，开启P2或P4，探测器将在一或四象限做曲线运动，故AB错误；
C．开启P3一段时间后关闭，探测器将沿x轴的正方向减速，如速度减为0，再开启P2，则探测器将向y轴负方向运动，故C错误；
D．开启P3一段时间后关闭，探测器将沿x轴的正方向减速，如速度减为0，再开启P4，则探测器将向y轴正方向运动，故D正确。
故选D。
5．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，质点向y轴一侧做曲线运动
C．如果Fy=Fx，质点一定做直线运动
D．如果Fy【答案】D
【详解】A．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；若所受合外力方向始终与速度方向在同一条直线上，则做直线运动。本题中作用在质点上的力，有沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，二者的合力方向与速度方向是否在一条直线上，是无法判断的，质点可能做曲线运动，也可能做直线运动，故A错误；
B．已知Fy>Fx，但由于不知道α角为多少，所以无法判断物体受到的合力方向与速度v方向的关系，因此无法判断质点的运动性质和特点，故B错误；
C．已知 Fy=Fx，则合力与x轴的夹角为45o，但由于不知道α角为多少，所以无法判断物体受到的合力方向与速度v方向是否共线，无法判断质点是否做直线运动，故C错误；
D．若
即
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D正确。
故选D。
6．如图所示，一小球在光滑的水平面上以速度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，则小球穿过风带的运动轨迹及穿出风带时的速度方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【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的凹的一侧，且速度的方向沿着轨迹的切线方向。B正确，ACD错误。
故选B。
二、多选题
7．2022年3月23日，航天员在中国空间站“天宫课堂”中完成了太空抛物实验。如图所示，王亚平将北京冬奥会吉祥物冰墩墩抛出后，冰墩墩在空间站内沿着抛出时的方向做近似匀速前进，忽略舱内空气阻力，则冰墩墩在运动过程中（　　）
A．不受任何力作用
B．处于完全失重状态
C．在地面上的人看来仍做曲线运动
D．其运动方向一定沿所受地球引力的方向
【答案】BC
【详解】AB．在忽略空气阻力情况下，冰墩墩在运动过程中只受地球引力作用，处于完全失重状态，故A错误，B正确；
C．以地面为参考系，冰墩墩随空间站一起做曲线运动，故C正确；
D．冰墩墩处于完全失重状态，沿任何方向抛出相对飞船都近似做匀速直线运动，其运动方向不一定沿引力方向，故D错误。
故选BC。
8．一个物体以初速度v0从A点开始在光滑水平面上运动，一个水平力作用在物体上，物体的运动轨迹如图中的实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A、B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域。则关于施力物体的位置的判断，下列说法正确的是（　　）
A．如果这个力是引力，则施力物体一定在（4）区域
B．如果这个力是引力，则施力物体一定在（2）区域
C．如果这个力是斥力，则施力物体可能在（2）区域
D．如果这个力是斥力，则施力物体一定在（3）区域
【答案】AC
【详解】AB．做曲线运动物体的轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，所以如果这个力是引力，则施力物体一定在（4）区域，B错误，A正确。
CD．如果这个力是斥力，则施力物体可能在（2）区域，斥力指向轨迹的内侧，不可能在（3）区域，但不在（4）区域， D错误，C正确。
故选AC。
三、解答题
9．根据曲线运动，回答问题
(1)如图所示，砂轮上打磨下来的炽热的微粒沿砂轮的切线飞出，其速度方向不断变化，那么如何确定物体在某一点的速度方向？
(2)曲线运动一定是变速运动吗？
(3)曲线运动可能是匀变速运动吗？
(4)物体做曲线运动时，加速度可以为零吗？为什么？
【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析；(4)见解析
【详解】(1)从题图可以看出，从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿脱落点的切线方向飞出，所以物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
(2)由于曲线运动的速度方向时刻在变化，不论其速度大小是否变化，其速度一定变化，因此曲线运动一定是变速运动。
(3)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受的合外力情况，合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。
(4)不可以，物体做曲线运动时，速度不断变化，所以加速度一定不为零。
10．如图所示，在一条玻璃生产线上，宽9m的成型玻璃板以2m/s的速度向前匀速平移。在切割工序处，金刚石切割刀的移动速度为10m/s。为使割下的玻璃板呈矩形，问：
（1）切割刀的移动轨迹与玻璃板平移方向的夹角应为多大？
（2）切割一块玻璃需要多少时间？
【答案】（1）；（2）0.92s
【详解】（1）金刚石切割刀的移动速度10m/s是割刀对地的速度，切割刀的移动轨迹亦是割刀对地面的相对轨迹，为使割下的玻璃板呈矩形，则割刀相对玻璃板的速度方向应垂直于玻璃板侧边，如图所示
则有
解得
（2）切割一块玻璃需要的时间