5.1曲线运动同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列几种说法正确的是( )
A.物体受到变力作用,一定做曲线运动
B.物体受到恒力作用,一定做直线运动
C.物体所受的合力方向与速度方向不共线时,一定做曲线运动
D.如果合力方向与速度方向在同一直线上,则物体的速度方向不改变,只是速率发生变化
2.一质点做曲线运动的轨迹如图所示,如果用带箭头的线段表示质点所受的合力。质点在图中四个位置所受合力可能正确的是( )
A.P B.Q C.M D.N
3.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”。如图虚线描述的是杨昊10米跳台跳水时头部的运动轨迹示意图,最后沿竖直方向入水。整个过程中在哪个位置头部的速度方向与入水时的速度方向相反( )
A.a B.b C.c D.d
4.下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内沿曲线从左向右减速飞行的轨迹,小鸟在轨迹最低点时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,下列说法正确的是( )
A.三个质点从N点到M点的平均速度相同
B.质点A、C从N点到M点的平均速度方向不断变化
C.到达M点时的瞬时速度的值一定是A的大
D.三个质点到达M点时的瞬时速度的值相同
6.篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动,若在释放瞬间给篮球一个转动速度,篮球仍在竖直平面内运动,运动轨迹如图中曲线所示,这种现象称之为马格努斯效应,马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。篮球运动到M点时速度方向如图所示,则其在该点受到的合外力方向可能是( )
A.竖直向下
B.与速度方向相反
C.垂直速度方向斜向左下
D.斜向右下,指向轨迹曲线内侧
7.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动。如图所示,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。虚线中头部的速度方向与入水时速度v的方向相同的位置是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
8.如图所示,小钢球以初速度在光滑水平桌面上运动,由于受到磁铁的作用力而做图示的曲线运动到达点。下面对磁铁所放的可能位置及小钢球运动性质说法正确的是( )
A.放在位置处,小钢球做非匀变速曲线运动
B.放在位置处,小钢球做匀速圆周运动
C.放在位置处,小钢球做匀变速曲线运动
D.放在位置处,小钢球做非匀变速曲线运动
二、多选题
9.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体做曲线运动,其速度大小可能不变
B.两个互成角度的匀变速直线运动,其合运动一定是曲线运动
C.做斜抛运动的物体,在不同时间内速度变化的方向一定相同
D.物体所受合力方向与速度方向不同时,一定做曲线运动
10.足球比赛罚任意球时,运动员踢出的“香蕉球”可绕过“人墙”转弯进入球门,其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的速度方向和受力方向说法正确的是( )
A.速度方向指向轨迹内侧
B.速度方向沿轨迹切线方向
C.合外力方向指向轨迹内侧
D.合外力方向沿轨迹切线方向
11.电动车绕如图所示的车道运动,车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,下列说法中正确的是( )
A.电动车的速度一直保持不变
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,车一直具有加速度
C.电动车绕跑道一周需40 s,此40 s内的平均速度等于零
D.电动车在弯道BCD上运动时的合外力方向不可能沿切线方向
12.如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
三、填空题
13.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨轨,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是 (填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是 (填轨迹字母代号)。
14.在卢瑟福的粒子散射实验中,某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示。两虚线和轨迹将平面分为五个区域。不考虑其他原子核对粒子的作用,粒子与原子核之间的作用力为 (填“排斥力”或“吸引力”),那么该原子核可能在区域 。
15.如图所示是探究物体做曲线运动的速度方向装置图,水平板上铺着一张白纸,在白纸上嵌着一条透明胶片做的弧形护栏,其中a、b、c为三条运动轨迹让一个表面沾有红色印泥的铁球从斜槽的顶端滚下,铁球离开护栏末端的运动轨迹是 (填轨迹字母代号),实验表明,物体做曲线运动时,在某一位置的速度方向就是曲线在这一点的 方向(填“凹侧”、“凸侧”或者“切线”)。
16.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A、B两个位置,网球在位置A的瞬时速度 填“较大”或“较小。请你在图中画出A、B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、解答题
17.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?
18.一质点在某恒力作用下做曲线运动,图中的曲线AB是该质点运动轨迹的一段,质点经过A、B两点时的速率分别为vA、vB。
(1)用作图法找出该恒力方向的可能范围。
(2)该恒力的方向能否在过A或B点的切线上?
(3)该质点从A点到B点过程中的速率如何变化?
(4)若速率有变化,且vA=vB,则速率最大或最小时,恒力的方向与速度的方向之间的夹角为多少?
19.如图所示,一质点在恒力F的作用下,由坐标原点以初速度沿曲线运动至A点。质点在A点的速度方向恰与x轴平行,判断恒力F的方向是否可能沿x轴正方向或y轴正方向,并说明理由。
20.如图所示为一空间探测器的示意图,、、、是四个喷气发动机,、的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,、的连线与y轴平行,每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动。开始时,探测器以恒定的速率沿x轴正方向平移。
(1)单独开动、、、,探测器将做什么运动?
(2)同时开动与,探测器将做什么运动?
(3)若四个发动机能产生大小相等的推力,那么同时开动时探测器将做什么运动?
(4)单独开动与单独开动探测器的运动有何不同?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.物体受到变力作用时,若合力方向与速度方向共线,则物体做直线运动,故A错误;
BC.物体受到恒力作用时,若合力方向与速度方向不共线,则物体做曲线运动,故B错误,C正确;
D.如果合力方向与速度方向相反,则物体的速度成为零后反向加速运动,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,故图中四个位置所受合力可能正确的是P。
故选A。
3.D
【详解】由于速度的方向沿运动轨迹的切线方向,通过运动轨迹可知d点的速度方向向上,与入水时的速度方向相反。
故选D。
4.C
【详解】根据曲线运动规律可知,速度方向沿曲线的切线方向,减速飞行说明重力和的合力的方向指向运动轨迹的凹侧且与速度方向成钝角。
故选C。
5.A
【详解】A.平均速度等于位移与时间的比值,由于位移与时间都相等,故平均速度相同,故A正确;
B.质点A、C从N点到M点做曲线运动,瞬时速度方向不断变化,故B错误;
CD.由于不能明确具体的运动过程,故无法比较到达M点的速度,故CD错误。
故选A。
6.D
【详解】篮球做曲线运动时,合外力的方向应该指向其轨迹的凹侧。
故选D。
7.C
【详解】速度的方向沿轨迹的切线方向,则a点的速度水平向左,b、d两点的速度方向竖直向上,c点的速度方向竖直向下,与入水的速度方向相同。
故选C。
8.A
【详解】曲线运动的轨迹夹在速度方向与所受合外力方向之间,且合外力指向轨迹的凹侧面,由于小钢球受到磁场力的作用做曲线运动,而磁铁对小钢球是引力的作用,且小钢球离磁铁越近磁场力越大,根据牛顿第二定律可知,小钢球做的是加速度逐渐变化的曲线运动,即小钢球做非匀变速曲线运动。
故选A。
9.AC
【详解】A.物体做曲线运动,其速度大小可能不变,比如匀速圆周运动。故A正确;
B.两个互成角度的匀变速直线运动,如果合速度方向与合加速度方向共线,其合运动为直线运动。故B错误;
C.根据
可知做斜抛运动的物体,速度变化的方向与重力加速度方向相同,即竖直向下。故C正确;
D.物体所受合力方向与速度方向不共线时,一定做曲线运动。故D错误。
故选AC。
10.BC
【详解】足球在这一飞行过程中做曲线运动,速度方向沿轨迹切线方向,合外力方向指向轨迹内侧。
故选BC。
11.BCD
【详解】A.电动车的速度大小不变,但速度方向会变,故A错误;
B.电动车沿弯道BCD运动过程中,速度方向一直在变化,加速度一定不为零,故B正确;
C.电动车绕跑道一周位移为零,所以平均速度等于零,故C正确;
D.电动车在弯道BCD上做曲线运动,速度方向沿切线方向,而曲线运动时合外力方向与速度不共线,故D正确。
故选BCD。
12.BC
【详解】“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,所受合力方向指向轨迹的内侧。
故选BC。
13. b c
【详解】[1]因条形磁铁与钢珠间的作用力为引力,方向沿二者的连线方向,而物体所受合力与速度共线时做直线运动,不共线时做曲线运动,且运动轨迹向合力方向的一侧弯曲,由图知磁铁在A位置时对钢珠引力与同向,轨迹为b;
[2]当磁铁放在位置B时,钢珠运动过程中受到磁体的吸引,小钢珠逐渐接近磁体,所以其运动轨迹是c。
14. 排斥力 ④
【详解】[1][2]由于粒子带正电,原子核带正电,同种电荷相互排斥。再根据曲线运动的轨迹特点可知运动轨迹相切的方向为速度方向,所受合力的方向指向轨迹凹的一侧,由图中轨迹的弯曲方向可知排斥力向下,所以原子核可能在区域④。
15. a 切线
【详解】[1][2]离开护栏后,铁球由于所受合力为零,根据牛顿第一定律,将沿着原来的方向,按原来的速度向前运动,因此沿着a轨迹向前运动。即沿着曲线的切线方向向前运动。
16. 较大 见解析 经过最高点位置时
【详解】[1]A位置小球之间的距离比B位置要大一点,由于频闪照相机的时间间隔相等,根据得,A位置小球的速度较大。
[2]根据曲线运动的特点,某点速度方向沿该点的切线方向,画出A、B两个位置网球的瞬时速度方向如下图
[3]由图可知,经过最高点位置时,速度为水平方向。
17.(1)见解析;(2)见解析
【详解】(1)根据题意可知,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。
18.(1);(2)该恒力的方向不能在过A或B点的切线上;(3)先减小后增大;(4)90°
【详解】(1)根据速度变化与受力的关系可知,物体在恒力的作用下做曲线运动,则受到的恒力的方向与速度变化的方向是相同的,在图中先做出速度变化的方向,即恒力的方向。如图
(2)根据曲线运动的条件可知,该恒力的方向不能在过A或B点的切线上,否则质点将从A点或B点做匀变速直线运动;
(3)该质点从A点到B点过程中,速度的方向与恒力方向的夹角由大于90°逐渐减小到小于90°,因此恒力先做负功后做正功,该质点从A点到B点过程中的速率将先减小后增大;
(4)如果vA=vB,则恒力的方向沿垂直于AB方向;速率最大时在A点或B点,此时速度方向与恒力之间的夹角如图;当速率最小时,恒力的方向与速度的方向之间的夹角为90°。
19.不可能
【详解】令初速度与x轴正方向夹角为,若恒力F的方向沿x轴正方向,根据运动的分解可知,质点的运动可以分解为y轴方向上的匀速直线运动与x轴方向上的匀加速直线运动,即在A点有沿y轴方向上的分速度,则A点的速度方向沿右上方,不可能与x轴平行;若恒力F的方向沿y轴正方向,根据运动的分解可知,质点的运动可以分解为x轴方向上的匀速直线运动与y轴方向上的匀加速直线运动,即在A点有沿y轴方向上的分速度,则A点的速度方向沿右上方,不可能与x轴平行。综合所述,恒力F的方向不可能沿x轴正方向或y轴正方向。
20.(1) 见解析;(2)见解析;(3)匀速直线运动;(4) 见解析
【详解】(1)单独开动时,推力沿x轴负方向,探测器做匀变速直线运动;单独开动时,推力沿x轴正方向,探测器做匀加速直线运动;单独开动或时,推力沿平行y轴方向,探测器做匀变速曲线运动;
(2)同时开动与,合力方向与y轴正方向的夹角为锐角,探测器做匀变速曲线运动;
(3)若四个发动机能产生大小相等的推力,那么同时开动时探测器受力平衡,仍做匀速直线运动;
(4)单独开动时,探测器加速度方向向上,做匀变速曲线运动,而单独开动时,探测器加速度方向向下,做匀变速曲线运动。
答案第1页,共2页
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