2020春人教物理必修二第五章 曲线运动练习word版含答案
文档属性
| 名称 | 2020春人教物理必修二第五章 曲线运动练习word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 334.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-02 21:12:52 | ||
图片预览
文档简介
2020春人教物理必修二第五章 曲线运动练习及答案
必修二第五章 曲线运动
一、选择题
1、在F1赛事中,若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落,则关于脱落的车轮的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.仍然沿着汽车的弯道行驶
B.沿着与弯道切线垂直的方向飞出
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,任一时刻赛车的速度方向是赛车运动轨迹上的对应点的切线方向,脱落的车轮的速度方向也就是脱落点轨迹的切线方向,车轮脱落后,不再受到车身的约束,只受到与速度方向相反的阻力作用,车轮做直线运动,故C正确。
【参考答案】C
2、质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点在运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下图中可能正确的是( )
解析：选D 物体做曲线运动，物体的速度的方向是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。
3、以速度水平抛出一个小球，如果从抛出到某肘刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是（ ）
A.此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小
B.此时小球的速度大小为
C.小球运动的时间为
D.此时小球的速度方向与位移方向相同
【参考答案】C
4、[多选]关于匀速圆周运动的角速度与线速度，下列说法中正确的是( )
A．半径一定，角速度与线速度成反比
B．半径一定，角速度与线速度成正比
C．线速度一定，角速度与半径成反比
D．角速度一定，线速度与半径成正比
解析：选BCD 根据ω＝知，半径一定，角速度与线速度成正比，故A错误，B正确；根据ω＝知，线速度一定，角速度与半径成反比，C正确；根据v＝rω知，角速度一定，线速度与半径成正比，D正确。
5、A、B两个质点分别做匀速圆周运动,若在相等时间内,转过的圆心角之比为θA∶θB=3∶2,它们通过的弧长之比为sA∶sB=4∶3,则 (B)
A.它们角速度之比为ωA ∶ωB=2∶3
B.它们的线速度之比为vA∶vB=4∶3
C.它们周期之比为TA∶TB=3∶2
D.它们的向心加速度之比为aA∶aB=2∶3
6、如图所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1 ， B行星的周期为T2 ， 在某一时刻两行星相距最近，则(?? )
A. ?经过时间t＝T1＋T2 ， 两行星再次相距最近??????????
B. ?经过时间t＝ ，两行星再次相距最近
C.?经过时间t＝ ，两行星相距最远??????????????
D.?经过时间t＝ ，两行星相距最远
【答案】B,D
【解析】【解答】AB、多转动一圈时，第二次追上，有： ，解得： ，A不符合题意，B符合题意；
CD、多转动半圈时，第一次相距最远，有： ，解得： ，C不符合题意；D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用周期求出两颗行星的角速度，结合相对运动的知识，求出A或B的相对速度，当转过的角度为2 π时，距离最小，转过的角度为 π时，距离最大。
7、如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
【参考答案】CD
8、关于做曲线运动的物体，下列说法中正确的是( )[来源:学#科#网Z#X#X#K]
A．物体的速度方向一定不断改变
B．物体的速度大小一定不断改变
C．物体的加速度方向一定不断改变
D．物体的加速度大小一定不断改变
解析：选A 对于曲线运动来说，速度方向始终沿着轨迹某点的切线方向，其方向一定会发生变化，而大小则有可能不变，故选项A正确，B错误；曲线运动的加速度有可能不变，即有可能做匀变速曲线运动，故选项C、D错误。
9、以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分速度与水平分速度相等时，以下说法错误的是（ ）
A、运动时间为 B、瞬时速度为
C、 水平分位移等于竖直分位移 D、运动的位移是
【参考答案】CD
1. 10、在“研究平抛运动”的实验中，已备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需的器材有(????)
A. 停表 B. 天平 C. 重垂线 D. 弹簧测力计
【参考答案】C
11、如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为r2的小齿轮，C是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为( )
A. B.
C. D.
解析：选C 前进速度即为后轮的线速度，由于同一个轮上的各点的角速度相等，同一条线上的各点的线速度相等，可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，又ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝。选项C正确。
12、如图所示,一球体绕轴O1O2以角速度ω匀速旋转,A、B为球体上两点,下列几种说法中正确的是 (A)
A.A、B两点具有相同的角速度
B.A、B两点具有相同的线速度
C.A、B两点的向心加速度的方向都指向球心
D.A、B两点的向心加速度之比为2∶1
13、.如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，a点为与圆心在同一水平位置，最高点为b，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（?? ）
A. ?从a点到b点的过程中A的向心加速度越来越大??????????
B. ?从a点到b点的过程中B对A的摩擦力越来越小
C.?在a点时A对B压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值??????????
D.?在通过圆心的水平线以下各位置时A对B的压力一定大于A的重力
【参考答案】 B,C,D
【解析】【解答】A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则各位置的加速度大小相等，则A不符合题意；从a点到b点的过程中，将加速度分解为水平向左和竖直向下两分量ax、ay ， 水平加速度ax越来越小，而A受到的摩擦力等于A受到的合力，根据牛顿第二定律，摩擦力越来越小，则B符合题意；在a点ax最大，则摩擦力达到最大值，同时在a点A的ay等于零，根据牛顿第二定律，A的重力等于它受到的支持力，则A对B压力等于A的重力，所以C符合题意。
在通过圆心的水平线以下各位置时ay竖直向上，则竖直方向合力向上，B对A的支持力一定大于A的重力，则D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】本题考查圆周运动向心力的来源寻找，由于是匀速圆周运动，向心力的大小不变且指向圆心，为物体所受的合外力，通过受力分析判定。
14、如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有
A．小球通过最高点的最小速度为
B．小球通过最高点的最小速度为0
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
D．小球在水平线曲以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
【参考答案】BC
二、填空、实验题
2. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
他观察到的现象是：小球A、B______填“同时”或“不同时”落地；
让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______填“变长”、“不变”或“变短”；
上述现象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。
【参考答案】
(1)同时 ?
(2)不变 ?
(3)初速度 ? 自由落体??
三、计算题
1、一物体在光滑水平面上运动,它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示。
(1)判断物体的运动性质;
(2)计算物体的初速度大小;
(3)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小。
解析:(1)由图象可知,物体沿x方向的分运动为匀速直线运动,沿y方向的分运动为匀变速直线运动,故合运动为匀变速曲线运动。
(2)物体的初速度为v0== m/s=50 m/s。
(3)在前3 s内
x方向:
x=vxt=30×3 m=90 m,
y方向:
y=vyt=-×40×3 m=-60 m,
合位移大小为
s== m=30 m。
前6 s内
x方向:x′=vxt′=30×6 m=180 m,
y方向:y′=0,
合位移:s′==180 m。
答案:(1)匀变速曲线运动 (2)50 m/s
(3)30 m 180 m
2、如图所示甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动,当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体做匀速圆周运动的向心加速度的大小。(重力加速度为g)
【解析】设乙下落到A点所用时间为t,
则对乙,满足R=gt2得t=,
这段时间内甲运动了T,即T= ①
又由于an=ω2R=R ②
由①②得,an=π2g。
答案:π2g
（第13题）
（第14题）
必修二第五章 曲线运动
一、选择题
1、在F1赛事中,若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落,则关于脱落的车轮的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.仍然沿着汽车的弯道行驶
B.沿着与弯道切线垂直的方向飞出
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,任一时刻赛车的速度方向是赛车运动轨迹上的对应点的切线方向,脱落的车轮的速度方向也就是脱落点轨迹的切线方向,车轮脱落后,不再受到车身的约束,只受到与速度方向相反的阻力作用,车轮做直线运动,故C正确。
【参考答案】C
2、质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点在运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下图中可能正确的是( )
解析：选D 物体做曲线运动，物体的速度的方向是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。
3、以速度水平抛出一个小球，如果从抛出到某肘刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是（ ）
A.此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小
B.此时小球的速度大小为
C.小球运动的时间为
D.此时小球的速度方向与位移方向相同
【参考答案】C
4、[多选]关于匀速圆周运动的角速度与线速度，下列说法中正确的是( )
A．半径一定，角速度与线速度成反比
B．半径一定，角速度与线速度成正比
C．线速度一定，角速度与半径成反比
D．角速度一定，线速度与半径成正比
解析：选BCD 根据ω＝知，半径一定，角速度与线速度成正比，故A错误，B正确；根据ω＝知，线速度一定，角速度与半径成反比，C正确；根据v＝rω知，角速度一定，线速度与半径成正比，D正确。
5、A、B两个质点分别做匀速圆周运动,若在相等时间内,转过的圆心角之比为θA∶θB=3∶2,它们通过的弧长之比为sA∶sB=4∶3,则 (B)
A.它们角速度之比为ωA ∶ωB=2∶3
B.它们的线速度之比为vA∶vB=4∶3
C.它们周期之比为TA∶TB=3∶2
D.它们的向心加速度之比为aA∶aB=2∶3
6、如图所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1 ， B行星的周期为T2 ， 在某一时刻两行星相距最近，则(?? )
A. ?经过时间t＝T1＋T2 ， 两行星再次相距最近??????????
B. ?经过时间t＝ ，两行星再次相距最近
C.?经过时间t＝ ，两行星相距最远??????????????
D.?经过时间t＝ ，两行星相距最远
【答案】B,D
【解析】【解答】AB、多转动一圈时，第二次追上，有： ，解得： ，A不符合题意，B符合题意；
CD、多转动半圈时，第一次相距最远，有： ，解得： ，C不符合题意；D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】利用周期求出两颗行星的角速度，结合相对运动的知识，求出A或B的相对速度，当转过的角度为2 π时，距离最小，转过的角度为 π时，距离最大。
7、如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )
A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为
D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
【参考答案】CD
8、关于做曲线运动的物体，下列说法中正确的是( )[来源:学#科#网Z#X#X#K]
A．物体的速度方向一定不断改变
B．物体的速度大小一定不断改变
C．物体的加速度方向一定不断改变
D．物体的加速度大小一定不断改变
解析：选A 对于曲线运动来说，速度方向始终沿着轨迹某点的切线方向，其方向一定会发生变化，而大小则有可能不变，故选项A正确，B错误；曲线运动的加速度有可能不变，即有可能做匀变速曲线运动，故选项C、D错误。
9、以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分速度与水平分速度相等时，以下说法错误的是（ ）
A、运动时间为 B、瞬时速度为
C、 水平分位移等于竖直分位移 D、运动的位移是
【参考答案】CD
1. 10、在“研究平抛运动”的实验中，已备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需的器材有(????)
A. 停表 B. 天平 C. 重垂线 D. 弹簧测力计
【参考答案】C
11、如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为r2的小齿轮，C是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为( )
A. B.
C. D.
解析：选C 前进速度即为后轮的线速度，由于同一个轮上的各点的角速度相等，同一条线上的各点的线速度相等，可得ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，又ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝。选项C正确。
12、如图所示,一球体绕轴O1O2以角速度ω匀速旋转,A、B为球体上两点,下列几种说法中正确的是 (A)
A.A、B两点具有相同的角速度
B.A、B两点具有相同的线速度
C.A、B两点的向心加速度的方向都指向球心
D.A、B两点的向心加速度之比为2∶1
13、.如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，a点为与圆心在同一水平位置，最高点为b，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（?? ）
A. ?从a点到b点的过程中A的向心加速度越来越大??????????
B. ?从a点到b点的过程中B对A的摩擦力越来越小
C.?在a点时A对B压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值??????????
D.?在通过圆心的水平线以下各位置时A对B的压力一定大于A的重力
【参考答案】 B,C,D
【解析】【解答】A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则各位置的加速度大小相等，则A不符合题意；从a点到b点的过程中，将加速度分解为水平向左和竖直向下两分量ax、ay ， 水平加速度ax越来越小，而A受到的摩擦力等于A受到的合力，根据牛顿第二定律，摩擦力越来越小，则B符合题意；在a点ax最大，则摩擦力达到最大值，同时在a点A的ay等于零，根据牛顿第二定律，A的重力等于它受到的支持力，则A对B压力等于A的重力，所以C符合题意。
在通过圆心的水平线以下各位置时ay竖直向上，则竖直方向合力向上，B对A的支持力一定大于A的重力，则D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】本题考查圆周运动向心力的来源寻找，由于是匀速圆周运动，向心力的大小不变且指向圆心，为物体所受的合外力，通过受力分析判定。
14、如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有
A．小球通过最高点的最小速度为
B．小球通过最高点的最小速度为0
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
D．小球在水平线曲以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
【参考答案】BC
二、填空、实验题
2. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
他观察到的现象是：小球A、B______填“同时”或“不同时”落地；
让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______填“变长”、“不变”或“变短”；
上述现象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。
【参考答案】
(1)同时 ?
(2)不变 ?
(3)初速度 ? 自由落体??
三、计算题
1、一物体在光滑水平面上运动,它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图象如图所示。
(1)判断物体的运动性质;
(2)计算物体的初速度大小;
(3)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小。
解析:(1)由图象可知,物体沿x方向的分运动为匀速直线运动,沿y方向的分运动为匀变速直线运动,故合运动为匀变速曲线运动。
(2)物体的初速度为v0== m/s=50 m/s。
(3)在前3 s内
x方向:
x=vxt=30×3 m=90 m,
y方向:
y=vyt=-×40×3 m=-60 m,
合位移大小为
s== m=30 m。
前6 s内
x方向:x′=vxt′=30×6 m=180 m,
y方向:y′=0,
合位移:s′==180 m。
答案:(1)匀变速曲线运动 (2)50 m/s
(3)30 m 180 m
2、如图所示甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动,当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体做匀速圆周运动的向心加速度的大小。(重力加速度为g)
【解析】设乙下落到A点所用时间为t,
则对乙,满足R=gt2得t=,
这段时间内甲运动了T,即T= ①
又由于an=ω2R=R ②
由①②得,an=π2g。
答案:π2g
（第13题）
（第14题）