高中物理教科版必修二检测 第1章 1.曲线运动 Word版含解析

1.曲线运动
课时过关·能力提升
一、基础巩固
1.物体做曲线运动,下列说法正确的是(　　)
A.速度大小一定改变
B.加速度大小一定改变
C.速度方向一定改变
D.加速度方向一定改变
解析:做曲线运动的物体的速度方向时刻在改变,但速度大小不一定变化,选项A错误,选项C正确;曲线运动的加速度可能恒定不变,即大小、方向均不变,也可能是变化的,即加速度的大小、方向都有可能变化,选项B、D错误.
答案:C
2.一质点做曲线运动,质点在某一位置,它的速度方向、加速度方向以及所受的合外力的方向的关系是(　　)
A.速度、加速度、合外力的方向有可能都相同
B.加速度与合外力的方向一定相同
C.加速度方向与速度方向一定相同
D.速度方向与合外力方向可能相同,也可能不同
解析:由牛顿第二定律可知,物体的加速度与合外力的方向一定相同,故B正确.由物体做曲线运动的条件可知,物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上,可知速度方向与合外力的方向一定不同,故A、C、D错误.
答案:B
3.(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是(　　)
A.曲线运动是一种变速运动
B.做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零
C.做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的
D.曲线运动不可能是一种匀变速运动
解析:曲线运动中速度方向时刻在改变,曲线运动是变速运动,合外力一定不为零,但大小、方向是否变化并不是曲线运动的决定因素.当做曲线运动的物体所受合力不变时,做匀变速曲线运动;当所受合力变化时,做非匀变速曲线运动,所以选项A、B正确,选项C、D错误.
答案:AB
4.物体(用字母O表示)的初速度v0与所受合外力F的方向如图所示.物体的运动轨迹用虚线表示,则所画物体的运动轨迹可能正确的是(　　)
解析:物体做直线运动还是曲线运动取决于合外力与速度方向间的关系,当合外力与速度方向共线时,物体做直线运动;当物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,运动的轨迹应该在v0与F所夹的范围内(曲线在v0与F所夹的较小角度内),且运动轨迹的初始点的切线方向为初速度v0的方向.
答案:A
5.如图所示,一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹.最后运动员以速度v沿竖直方向入水.则在轨迹的a、b、c、d四个位置中,头部的速度沿竖直方向的是(　　)
A.a位置
B.b位置
C.c位置
D.d位置
解析:物体做曲线运动,轨迹是曲线,任一点的切线方向为速度方向,由题图可知c点的速度方向竖直向下,故C正确.
答案:C
6.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由P向Q行驶,速度逐渐增加.下列各图分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,其中可能的情形是(　　)
解析:汽车在水平公路上转弯,做曲线运动,汽车所受合力F的方向应指向运动轨迹内侧;速度逐渐增大,即合力与速度夹角小于90°,故B正确.
答案:B
二、能力提升
1.小球在水平桌面上做匀速直线运动,当它受到如图所示方向的力F的作用时,小球可能的运动方向是(　　)
A.Oa
B.Ob
C.Oc
D.Od
解析:物体受力方向与速度方向不在一条直线上时必做曲线运动,不可能做直线运动,所以选项C错误;力的方向应指向曲线的内侧,故选项A、B错误,选项D正确.
答案:D
2.如图所示,一物体在O点以初速度v开始运动,已知物体只受到水平向右的恒力F的作用,则物体运动情况是(　　)
A.做直线运动,速率不断增大
B.做直线运动,速率不断减小
C.做曲线运动,速率先增大后减小
D.做曲线运动,速率先减小后增大
解析:合力F的方向与速度v的方向不在同一直线上,物体必定做曲线运动.开始时合力方向与速度方向的夹角大于90°,物体的速度减小,经过一段时间后,物体的速度方向又与合力方向夹角小于90°,速度增大,故选项D正确.
答案:D
3.(多选)质量为m的物体,在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F1、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做(　　)
A.加速度大小为F3m的匀变速直线运动
B.加速度大小为2F3m的匀变速直线运动
C.加速度大小为2F3m的匀变速曲线运动
D.匀速直线运动
解析:物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动,则三力平衡,必有F3与F1、F2的合力等大反向.当F3大小不变,方向改变90°时,F1、F2的合力大小仍为F3,方向与改变方向后的F3夹角为90°,故F合=2F3,加速度为a=2F3m,但因不知原速度方向,故力F合与初速度方向可能共线,也可能不共线,故物体有可能做匀变速直线运动,也有可能做匀变速曲线运动,选项B、C符合题意.
答案:BC
4.如图所示,光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴正方向成α角,与此同时对质点加上沿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.质点一定做直线运动
D.如果Fx>Fytanα,质点向x轴一侧做曲线运动
解析:当Fx与Fy的合力F与v共线时,质点做直线运动,所以选项A错误;当Fx与Fy的合力F与v不共线时,质点做曲线运动,所以选项C错误;如果Fy>Fx,因α大小未知,质点向x轴、y轴一侧做曲线运动或直线运动都有可能,故选项B错误;当Fx>Fytanα时,F合指向v与x之间,因此选项D正确.
答案:D
5.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,则小球过风带及过后的轨迹正确的是(　　)
解析:小球受到风的作用后做曲线运动,合力指向轨迹的内侧,离开风带后,小球做匀速直线运动,B选项正确.
答案:B
6.(多选)在光滑的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.物体做加速度为2 m/s2的匀变速曲线运动
C.物体做速度越来越大的曲线运动
D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大
解析:物体原来所受的合外力为零,当将与速度反方向的2 N的力水平旋转90°后,其受力如图所示,其中F1是物体受到的除了F2以外的力的合力,F是F1、F2的合力,根据题意,可知F1=F2=2 N,所以F=22 N,且大小、方向都不变,是恒力,那么物体的加速度为a=Fm=222 m/s2=2 m/s2.又因为F与v的夹角θ<90°,所以物体做速度越来越大、加速度恒为2 m/s2的匀变速曲线运动,故选项B、C正确.
答案:BC
7.一空间探测器的示意图如图所示,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的连线与空间一固定坐标系的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,探测器以恒定速度v0沿+x方向做直线运动.
(1)单独分别开动P1、P2、P3、P4,探测器将分别做什么运动?　
(2)同时开动P2和P3,探测器将做什么运动?
(3)若四个发动机能产生相同大小的推力,同时开动时探测器将做什么运动?
解析:(1)单独开动P1时,力沿-x方向,故探测器先沿+x方向做匀减速直线运动,后沿-x方向做匀加速直线运动;单独开动P3时,力沿+x方向,探测器沿+x方向做匀加速直线运动;单独开动P2或P4时,力沿+y方向或-y方向,探测器做匀变速曲线运动.(2)若同时开动P2和P3,探测器受到沿+y方向和+x方向的力的作用,一边加速一边向+y方向偏转,做匀变速曲线运动.(3)若同时开动四个发动机,探测器所受合外力为零,将仍沿+x方向以速度v0做匀速直线运动.
答案:见解析