第五章抛体运动
1 曲线运动
课后篇巩固提升
/基础巩固
1.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定发生变化的物理量是( )
A.速率 B.速度 C.加速度 D.合力
解析曲线运动物体的速度方向一定变化,但大小可能变化,也可能不变,选项B正确,A错误;做曲线运动的物体一定受力和具有加速度,力和加速度可能不变,也可能变化,故选项C、D错误。
答案B
2.(多选)
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水平桌面上,让一个小铁球沿桌面匀速运动,在它的运动轨迹旁边放置一磁铁,在磁铁吸引力的作用下,小铁球此后的运动轨迹发生变化,如图所示,关于小铁球运动情况,下列说法正确的是( )
A.小铁球的速度方向始终指向磁铁
B.小铁球的速度方向沿它运动轨迹的切线方向
C.磁铁对小铁球的吸引力沿运动轨迹的切线方向
D.磁铁对小铁球的吸引力与小铁球的速度方向不在同一直线上
解析曲线运动时,速度方向是切线方向,故A错误,B正确;磁铁对小铁球的吸引力方向是指向磁体的方向,两者不共线,小铁球在做曲线运动,故C错误,D正确。
答案BD
3.(多选)下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体在恒力和变力作用下,都可能做曲线运动
D.做曲线运动的物体受合外力一定不为零
解析物体是否做曲线运动与物体受力大小、速度大小是否变化无关,取决于合力方向与初速度方向是否在一条直线上。只要合力与物体速度在一条直线上,物体就做直线运动,只要合力与速度不在同一直线上,物体就做曲线运动。如果物体受到大小变化而方向不变的外力作用,而速度与外力在同一直线上,则物体做直线运动,故选项A、B错误,选项C正确;若物体做曲线运动,则物体的速度方向一定变化,即物体的速度一定变化,则物体一定有加速度,物体所受合外力一定不为零,选项D正确。
答案CD
4.一个做匀速直线运动的物体突然受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力作用时,则物体( )
A.继续做直线运动
B.一定做曲线运动
C.可能做直线运动,也可能做曲线运动
D.运动的形式不能确定
解析物体做匀速直线运动,则合力一定为零。现受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力作用,则物体一定做曲线运动。
答案B
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5.如图,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是( )
A.v1 B.v2
C.v3 D.v4
解析物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以题图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3,故C正确。
答案C
6.
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如图所示,物体沿曲线由a点运动至b点,关于物体在ab段的运动,下列说法正确的是( )
A.物体的速度可能不变
B.物体的速度不可能均匀变化
C.a点的速度方向由a指向b
D.ab段的位移大小一定小于路程
解析做曲线运动的物体的速度方向时刻改变,即使速度大小不变,速度方向也在不断发生变化,故A项错误;做曲线运动的物体必定受到力的作用,当物体所受到的合力为恒力时,物体的加速度恒定,速度均匀变化,B项错误;ɑ点的速度方向沿ɑ点的切线方向,C项错误;做曲线运动的物体的位移大小一定小于路程,D项正确。
答案D
/能力提升
1.(多选)物体受到几个力的作用而处于平衡状态,若再对物体施加一个恒力,则物体可能做( )
A.静止或匀速直线运动 B.匀变速直线运动
C.曲线运动 D.匀变速曲线运动
解析物体处于平衡状态,则原来几个力的合力一定为零。现受到另一恒力作用,物体有加速度,一定做变速运动,故选项A错误;若物体原来静止,则现在一定做匀加速直线运动;若物体原来做匀速直线运动,且速度与恒力方向共线,则做匀变速直线运动(F与v同向做匀加速运动,F与v反向做匀减速运动),故选项B正确;若速度与恒力不在同一直线上,物体则做曲线运动;因为力是恒力,加速度则也是恒定的,因此物体做匀变速曲线运动。
答案BCD
2.质点在平面内从P运动到Q,如果用v、a、F表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列图示正确的是( )
/
解析物体做曲线运动,物体速度的方向沿着轨迹的切线方向,所以A错误;物体受到的合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧,并且合力的方向和加速度的方向是相同的,所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧,由此可以判断B、C错误,D正确。
答案D
3.
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如图所示,曲线AB为一质点的运动轨迹,某人在曲线上P点作出质点在经过该处时其受力的8个可能方向,正确的是( )
A.8个方向都可能
B.只有方向1、2、3、4、5可能
C.只有方向2、3、4可能
D.只有方向1、3可能
解析当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。曲线运动轨迹夹在合力与速度方向之间,合力指向轨迹凹的一侧。根据该特点知,只有方向2、3、4可能。
答案C
4.
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某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.铅球经过D点时的速率比经过C点时的速率大
B.铅球经过D点时的加速度比经过C点时的加速度大
C.从B点到D点铅球的加速度与速度始终垂直
D.从B点到D点铅球的加速度与速度的夹角先增大后减小
解析从A到B铅球的速度方向与加速度方向间的夹角大于90°,铅球做减速运动,从B到F铅球的速度方向与加速度方向间的夹角小于90°,且逐渐减小,铅球做加速运动,选项A正确,选项C、D错误;铅球运动中只受重力作用,故加速度不变,选项B错误。
答案A
5.一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动,已知在此过程中物体只受一个恒力F作用,运动轨迹如图所示。则由M到N的过程中,物体的速度大小将( )
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A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
解析判断做曲线运动的物体速度大小的变化情况时,应从下列关系入手:当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率增大;当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率减小;当物体所受合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时,物体做曲线运动的速率不变。在本题中,合力F的方向与速度方向的夹角先为钝角,后为锐角,故选项D正确。
答案D
课件22张PPT。1 曲线运动必备知识自我检测一、曲线运动的速度方向
质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。因此,质点的速度方向是变化的,曲线运动一定是变速运动。
二、物体做曲线运动的条件
1.合力的特点:物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为0,因此,物体所受的合力一定不为0。
2.曲线运动的条件
当物体所受合力(或加速度)的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。必备知识自我检测正误辨析
(1)物体做曲线运动时,路程一定大于位移的大小。 ( )
答案:√
(2)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。 ( )
答案:√
(3)物体的速度不断改变,它一定做曲线运动。( )
解析:物体速度不断改变,也可能做直线运动。例如匀加速直线运动、匀减速直线运动。
答案:×必备知识自我检测(4)做曲线运动的物体,速度与合外力不可能在同一条直线上。 ( )
答案:√
(5)做曲线运动的物体,合外力的方向一定是变化的。 ( )
答案:×
(6)物体受恒力作用不可能做曲线运动。 ( )
答案:×探究一探究二随堂检测 曲线运动的性质与特点
情景导引
以初速度v0抛出一个物体,物体在空中做曲线运动,如图所示,请思考:
(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向是怎样的?
(2)物体的运动是一种什么性质的运动?要点提示:(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向沿相应点的切线方向。
(2)因速度方向时刻在变化,故物体的运动为变速运动。探究一探究二随堂检测知识归纳
1.曲线运动的速度
(1)质点做曲线运动时,速度的方向是时刻改变的,质点在某一时刻(或某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处曲线的切线方向一致。
(2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但速度的大小不一定变化。
2.曲线运动的性质及分类
(1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动一定是变速运动。
(2)分类画龙点睛 曲线运动是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。探究一探究二随堂检测实例引导
例1下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体速度方向一定发生变化
B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动
C.速度变化的运动一定是曲线运动
D.加速度变化的运动一定是曲线运动
解析:做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化,故A正确;速度方向发生变化不是判断物体做曲线运动的条件,而是曲线运动的特点,如物体在弹簧作用下的往返运动,物体速度方向改变,但做直线运动,故B错误;速度是矢量,速度的变化包括大小和方向的变化,如匀变速直线运动,物体速度大小发生变化,但不是做曲线运动,故C错误;做直线运动的物体加速度也可以变化,如变加速直线运动,故D错误。
答案:A探究一探究二随堂检测规律方法 1.曲线运动是变速运动,速度方向一定变化,但速度大小不一定变化。
2.曲线运动是变速运动,一定有加速度,但加速度不一定变化(如将物体沿水平方向抛出,其加速度不变),即可以是匀变速曲线运动,也可以是变加速曲线运动。探究一探究二随堂检测变式训练1(多选)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是( )
A.速度的大小与方向都在时刻变化
B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化
C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化
D.质点在某一点的速度方向是沿曲线上这一点的切线方向
答案:CD探究一探究二随堂检测对曲线运动条件的理解
情景导引
如图所示,将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上,使其底端与桌面相切,让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度。为便于观察,在离开滑轨处沿小铁球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线。(1)小球的两次运动,受到的磁铁的吸引力方向与小球的速度方向在一条直线上吗?
(2)小球做曲线运动时,受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有什么关系?探究一探究二随堂检测要点提示:(1)小球做直线运动时,受到的吸引力方向与小球的速度方向在同一直线上;小球做曲线运动时,受到的吸引力方向与小球的速度方向不在同一直线上。(2)小球做曲线运动时,受到的吸引力方向指向小球运动轨迹弯曲的内侧。探究一探究二随堂检测知识归纳
1.物体做曲线运动的条件
(1)动力学条件:合力方向与速度方向不共线,这包含三个层次的内容:①初速度不为零;②合力不为零;③合力方向与速度方向不共线。
(2)运动学条件:加速度方向与速度方向不共线。
2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,(如图所示)夹在速度方向与合力方向之间。探究一探究二随堂检测3.合力与速率变化的关系 探究一探究二随堂检测4.物体的受力与运动性质 探究一探究二随堂检测实例引导
例2若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,图中a、b、c、d表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )解析:做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,故选项B正确。
答案:B探究一探究二随堂检测规律方法 如何确定曲线运动的轨迹 探究一探究二随堂检测变式训练2如图所示,汽车在一段弯曲的水平路面上匀速行驶,下列关于该汽车受到的水平方向的作用力方向的示意图,可能正确的是(图中F为汽车受的合力,Ff为汽车行驶时所受的阻力)( )探究一探究二随堂检测解析:汽车行驶时所受阻力Ff总与该时刻它的速度方向相反,故选项D不对。做曲线运动物体所受合力的方向不仅与其速度方向成一角度,而且总是指向轨迹曲线的内侧,故选项A、B不对,选项C正确。
答案:C探究一探究二随堂检测1.(多选)物体做曲线运动时,其加速度( )
A.一定不等于零 B.可能不变
C.一定改变 D.一定不变
解析:物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上,故合力肯定不为零,其加速度必定不为零,A对。合力可能是恒力,也可能是变力,B对,C、D错。
答案:AB探究一探究二随堂检测2.一质点做曲线运动,它的轨迹由上到下(如图曲线),关于质点通过轨迹上某点时的速度v的方向和加速度a的方向,下图可能正确的是( )解析:质点的速度方向应沿轨迹的切线方向,加速度方向即合力方向应指向轨迹弯曲的凹侧,选项B正确。
答案:B探究一探究二随堂检测3.一个物体在F1、F2、F3等几个恒力共同作用下,做匀速直线运动,若突然撤去F1,其他力不变,则物体( )
A.可能做曲线运动
B.不可能继续做直线运动
C.必然沿F1的方向做直线运动
D.必然沿F1的反方向做匀加速直线运动
解析:原来物体做直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确,可能相同、相反或不在同一直线上。因此,撤去F1后物体所受合外力的方向与速度v的方向关系不确定,所以A选项正确。
答案:A
