第一节 曲线运动
一 夯实基础
1.一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,下列说法正确的是( )
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
【答案】C
2.如图所示,一辆汽车沿着弯曲的水平公路行驶,依次通过公路上的abcde各位置,其中汽车速度方向与它在e位置的速度方向大致相同的是( )
A.位置a B.位置b C.位置c D.位置d
【答案】:A
3.物体做曲线运动的条件为( )
A.物体运动的初速度不为0
B.物体所受合外力为变力
C.物体所受的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上
D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上
【答案】C
4.(多选)关于曲线运动的性质,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动不一定是曲线运动
C.曲线运动一定是加速度变化的运动 D.曲线运动的加速度是可能不变的
【答案】:ABD
5.如图所示,竖直放置的玻璃管内有一蜡块,当蜡块从玻璃管的底端匀速上升时,玻璃管水平向右匀速运动,直至蜡块上升到玻璃管的顶端.关于蜡块的运动,下列说法正确的是( )
A.蜡块的轨迹是曲线
B.蜡块的轨迹是直线
C.若在运动中增大玻璃管的水平速度,蜡块上升的时间将变短
D.若在运动中增大玻璃管的水平速度,蜡块上升的时间将变长
【答案】:B
6.(多选)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,则下列说法中正确的是( )
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到D铅球的加速度与速度始终垂直
D.从B到D铅球的加速度与速度的夹角逐渐减小
【答案】AD
7.(多选)如图所示,某同学在研究运动的合成时做了如下活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时用右手沿直尺向右移动笔尖。若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法中正确的是( )
A.笔尖做匀速直线运动 B.笔尖做匀变速直线运动
C.笔尖做匀变速曲线运动 D.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小
【答案】 CD
8.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,保持其他力不变,则质点( )
A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动 C.一定做非匀变速运动 D.可能做曲线运动
【答案】 AD
9.如图所示,跳伞运动员以4 m/s的速度沿竖直方向匀速下降,下降一段距离后刮起了水平方向的风,最终运动员以5 m/s的速度匀速运动,则此时风速大小是( )
A.5 m/s B.3 m/s C.9 m/s D. m/s
【答案】:B
10.(多选)质量为2 kg的质点在xOy平面上做曲线运动,它在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点的初速度为5 m/s B.2 s末质点速度大小为6 m/s
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直 D.质点所受的合外力为3 N
【答案】 AD
二 提升训练
11.一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,则其运动的轨迹可能是图中的哪一个
【答案】C
12.下列说法正确的是( )
A.匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动一定是直线运动
B.匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动
C.若物体所受合外力不为零,则一定做曲线运动
D.若物体做曲线运动,则所受的合外力一定不为零
【答案】:D
13.(多选)一个质量为1 kg、初速度不为零的物体,在光滑水平面上受到大小分别为1 N、3 N和5 N 的三个水平方向的共点力作用,则该物体( )
A.可能做匀速直线运动 B.可能做匀减速直线运动
C.可能做匀变速曲线运动 D.加速度的大小不可能是2 m/s2
【答案】:BC
14.双人滑运动员在光滑的水平冰面上做表演,甲运动员给乙运动员一个水平恒力F,乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN.vM与vN正好成90°角,则此过程中,乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】:B
15.一运动物体经过P点时,其速度v与合力F的方向不在同一直线上,当物体运动到Q点时,突然使合力的方向与速度方向相同直至物体运动经过M点,若用虚线表示物体的运动轨迹,则下列图中可能正确的是(其中C、D选项中的QM段均是直线)( )
【答案】 C
16.一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示,则质点的速度( )
A.若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
B.若x方向始终匀速,则y方向一直减速
C.若y方向始终匀速,则x方向先减速后加速
D.若y方向始终匀速,则x方向先加速后减速
【答案】D
17.(多选)一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动规律为x=-2t2
-4t,y=3t2+6t(式中的物理量单位均为国际单位),关于物体的运动,下列说法正确的( )
A.物体在x轴方向上做匀减速直线运动 B.物体在y轴方向上做匀加速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条直线 D.物体运动的轨迹是一条曲线
【答案】:BC
18.质量m=2 kg的物体在光滑平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图像如图所示。求:
(1)物体受到的合力和初速度;
(2)t=8 s时物体的速度;
(3)t=4 s时物体的位移;
(4)物体的运动轨迹方程。
【解析】:(1)物体在x轴方向有ax=0,y轴方向有ay=m/s2
由牛顿第二定律得F合=may=1 N,方向沿y轴正方向;
由图知v0x=3 m/s,v0y=0,所以物体的初速度
v0=3 m/s,方向沿x轴正方向。
(2)当t=8 s时,vx=3 m/s,vy=ayt=4 m/s,所以v==5 m/s
设速度与x轴的夹角为θ,则tanθ==
(3)当t=4 s时,x=v0xt=12 m,y=ayt2=4 m,
物体的位移l==4 m
设位移与x轴的夹角为α,则tanα==
(4)由x=v0xt=3t,y=ayt2=t2,消去t得y=
(1)3 m/s,与x轴正方向的夹角是45°(2)80 m,与x轴正方向的夹角为53°