高中物理人教版必修2课后作业 曲线运动 Word版含解析

曲线运动

1．如图所示，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：速度方向沿该点的切线方向，只有选项C是正确的．
答案：C
2．关于两个分运动的合运动，下列说法中正确的是(　　)
A．合运动的速度一定大于两个分运动的速度
B．合运动的速度一定大于一个分运动的速度
C．合运动的方向就是物体实际运动的方向
D．由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小
解析：合速度的大小可以大于分速度的大小，也可以小于分速度的大小，还可以等于分速度的大小，故A、B均错；仅知道两个分速度的大小，无法画出平行四边形，也就不能求出合速度的大小，故D错，只有C正确．
答案：C
3．若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定合力F的方向，如图所示，则可能的轨迹是(　　)
解析：物体做曲线运动时，速度沿曲线的切线方向，合力方向和速度方向不共线，且指向曲线凹的一侧，即运动轨迹在合力方向与速度方向之间，且向合力的方向弯曲，A、C、D错误，B正确．
答案：B
4．[2019·贵州贵阳六中月考]一个小球在水平桌面上运动，当小球运动至P点时，开始受到恒定外力的作用，运动轨迹如图所示，AP为直线，PB为曲线．对于小球受到的外力的方向，说法正确的是(　　)
A．该外力可能沿x轴正方向
B．该外力可能沿x轴负方向
C．该外力可能沿y轴正方向
D．该外力可能沿y轴负方向
解析：小球做曲线运动时，所受合外力指向轨迹的凹侧，故C正确．
答案：C
5．精彩的F1赛事相信你不会陌生吧！车王舒马赫在2005年以8 000万美元的年收入高居全世界所有运动员榜首．在观众感觉精彩与刺激的同时，车手们却时刻处在紧张与危险之中．车王在一个弯道上，突然高速行驶的赛车后轮脱落，从而不得不遗憾地退出了比赛．关于脱落的后轮的运动情况，以下说法正确的是(　　)
A．仍然沿着汽车行驶的弯道运动
B．沿着与弯道垂直的方向飞出
C．沿着脱离时，轮子前进的方向做直线运动，离开弯道
D．上述情况都有可能
解析：赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向，是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向．被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向，车轮被甩出后，不再受到车身的约束，只受到与速度相反的阻力作用(重力和地面对车轮的支持力相平衡)．车轮做直线运动，故车轮不可能沿车行驶的弯道运动，也不可能沿垂直于弯道的方向运动．故选项C正确．
答案：C
6．一个物体在力F1、F2、F3三个力的共同作用下做匀速直线运动．若突然撤去力F1后，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：物体做匀速直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确，可能相同、相反或不在同一条直线上．所以，撤去F1后物体所受合力的方向与速度的方向关系不确定，所以只有选项A正确．
答案：A
7．[2019·湖南邵阳月考]在光滑水平面上运动的物体，受到水平恒力F作用后，沿曲线MN运动，速度方向改变了90°，如图所示，则此过程中，物体受到的恒力可能是(　　)
A．F1 B．F2
C．F3 D．F4
解析：由题图可知，物体从M运动到N的过程中，沿初速度方向做减速运动，故物体受到与初速度方向相反的一个分力；同时物体向右做加速运动，故物体还受到向右的一个分力．由平行四边形定则知，物体受到的恒力可能是F2，B正确．
答案：B
8．如图所示，有一长为80 cm的玻璃管竖直放置，当红蜡块从玻璃管最下端开始匀速上升的同时，玻璃管水平向右匀速运动．经过20 s，红蜡块到达玻璃管的最上端，此过程玻璃管的水平位移为60 cm.不计红蜡块的大小，则红蜡块运动的合速度大小为(　　)
A．3 cm/s B．4 cm/s
C．5 cm/s D．7 cm/s
解析：蜡块水平方向的速度为
vx＝ m/s＝0.03 m/s
蜡块竖直方向的速度为
vy＝ m/s＝0.04 m/s
则蜡块运动的合速度为v合＝＝0.05 m/s＝5 cm/s.
答案：C
9．军用直升机为被困灾民空投生活物资，直升机空投物资时，假设停留在空中不动，投出的物资离开直升机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s，若直升机停留在离地面100 m高处空投物资，由于风的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向北的速度，求：
(1)物资在空中运动的时间；
(2)物资落地时速度的大小；
(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离．
解析：如图所示，物资的实际运动可以看成是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动的合运动．
(1)分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等，所以t＝＝ s＝20 s.
(2)物资落地时vy＝5 m/s，vx＝1 m/s，由平行四边形定则得v＝＝ m/s＝ m/s.
(3)物资水平方向的位移大小为x＝vxt＝1×20 m＝20 m.
答案：(1)20 s　(2) m/s　(3)20 m
B组：能力提升练
10．(多选)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(　　)
A．D点的速率比C点的速率大
B．A点的加速度与速度的夹角小于90°
C．A点的加速度比D点的加速度大
D．从A到D加速度与速度的夹角一直减小
解析：质点做匀变速曲线运动，合力的大小方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D过程，合力方向与速度方向夹角小于90°，速率增大，A正确；A点的加速度方向与过A的切线(即速度方向)夹角大于90°，B错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D正确．
答案：AD
11．(多选)如图所示的吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向做匀速直线运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以d＝H－2t2(SI)(SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做(　　)
A．速度大小不变的曲线运动
B．速度大小增加的曲线运动
C．加速度大小、方向均不变的曲线运动
D．加速度大小、方向均变化的曲线运动
解析：B物体在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上由d＝H－2t2得物体离地面的高度为h＝H－d＝2t2，易知物体做匀变速直线运动．B物体的实际运动是这两个分运动的合运动，对速度和加速度进行合成可知，加速度恒定且和合速度不共线，所以应选B、C.
答案：BC
12．[2019·河南郑州联考](多选)图甲是士兵训练直升机索降的情境．假设士兵沿绳索下滑后，竖直方向的v - t图象和水平方向的x - t图象分别如图乙、丙所示，则(　　)
A．绳索中拉力可能倾斜向上
B．在地面上观察到士兵的运动轨迹是一条曲线
C．士兵始终处于失重状态
D．绳索中拉力先小于重力，后大于重力
解析：由图丙可知，士兵沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力为零，则绳索中拉力方向一定竖直向上，故A错误；由图乙、丙可知，士兵沿水平方向做匀速直线运动，而沿竖直方向做变速运动，所以在地面上观察其运动轨迹一定是曲线，故B正确；在竖直方向士兵先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以加速度的方向先向下后向上，士兵先失重后超重，所以绳索中拉力先小于重力，后大于重力，故C错误，D正确．
答案：BD
13．[2019·青岛检测]质量为2 kg的质点在xOy平面上运动，x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象分别如图所示，则质点(　　)
A．初速度为4 m/s
B．所受合外力为4 N
C．做匀变速直线运动
D．初速度的方向与合外力的方向垂直
解析：x轴方向初速度为vx＝4 m/s，y轴方向初速度vy＝－3 m/s，质点的初速度v0＝＝5 m/s，故A错误；x轴方向的加速度a＝2 m/s2，y轴方向的加速度为0，质点的合力F合＝ma＝4 N，故B正确；x轴方向的合力恒定不变，y轴方向做匀速直线运动，y轴方向质点所受合力为零，则质点的合力恒定不变，合力与速度方向并不在一条直线上，做匀变速曲线运动，故C错误；合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴方向，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直，故D错误．故选B.
答案：B
14．如图所示，起重机将重物吊运到高处的过程中经过A、B两点，重物的质量m＝500 kg，A、B间的水平距离d＝10 m．重物自A点起，沿水平方向做vx＝1.0 m/s的匀速运动，同时沿竖直方向做初速度为零、加速度a＝0.2 m/s2的匀加速运动，忽略吊绳的质量及空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)重物由A运动到B的时间；
(2)重物经过B点时速度的大小；
(3)由A到B的位移大小．
解析：(1)重物在水平方向做匀速运动，从A到B的时间t＝＝ s＝10 s.
(2)重物在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以竖直方向分速度vy＝at＝0.2×10 m/s＝2 m/s
B点合速度v＝＝ m/s＝ m/s.
(3)重物的水平位移
x＝vxt＝1×10 m＝10 m
竖直位移
y＝at2＝×0.2×102 m＝10 m
A到B的位移
xAB＝＝ m＝10 m.
答案：(1)10 s　(2) m/s　(3)10 m