人教版物理必修二5.1曲线运动跟踪训练(Word版含解析)

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名称 人教版物理必修二5.1曲线运动跟踪训练(Word版含解析)
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文件大小 1.5MB
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 2020-05-08 12:37:54

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文档简介

人教版物理必修二5.1曲线运动跟踪训练
一、曲线运动的性质、速度、受力等相关概念
1、曲线运动可以是速率不变的运动 ( )
2、曲线运动的合外力可以为零 ( )
3、曲线运动是变速运动 ( )
4、变速运动一定是曲线运动 ( )
5、曲线运动是加速度变化的运动 ( )
6、曲线运动的物体加速度方向一定不变 ( )
7、曲线运动的物体a与v方向一定相同 ( )
8、物体运动状态改变,它一定是曲线运动 ( )
9、曲线运动的物体运动状态一定在改变 ( )
10、加速度恒定的运动可以是曲线运动 ( )
11、物体在恒力作用下可能做曲线运动 ( )
12、物体受变力作用才可能做曲线运动 ( )
13、物体所受合力为零时不可能做曲线运动 ( )
14、物体只要受到合外力作用,就一定做曲线运动( )
二、由轨迹判断物体的受力、速度情况
1、如图所示为一质点在恒力F作用下在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹,且在A点时的速度vA与x轴平行,则恒力F的方向可能是 (  )
A.沿+x方向 B.沿-x方向
C.沿+y方向 D.沿-y方向
2、一物体由静止开始下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响,但着地前一小段时间风突然停止,则其运动轨迹的情况可能是右图中的哪一个( )

三、由受力情况判断物体的运动性质
1、物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是( )
A.必沿着F1的方向做匀加速直线运动
B.必沿着F1的方向做匀减速直线运动
C.可能做匀速直线运动
D.可能做直线运动,也可能做曲线运动
变式训练:上题中如果物体在F1、F2、F3的共同作用下处于平衡状态,现在撤去F1,其余力不变,此后物体可能做什么运动?

2、(多选)一个质点受两个互成锐角的力F1和F2作用,由静止开始运动,若运动中保持二力方向不变,但F1突然增大到F1+△F,则质点此后( )
A.一定做匀变速曲线运动 B.在相等的时间内速度的变化一定相等
C.可能做匀速直线运动 D.可能做变加速曲线运动
四、运动的合成与分解——运动轨迹的相关判断
1、(多选)一艘小船在河中xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列判断正确的是( )
A.若小船在x方向上始终匀速,则在y方向上先加速后减速
B.若小船在x方向上始终匀速,则在y方向上先减速后加速
C.若小船在y方向上始终匀速,则在x方向上先减速后加速
D.若小船在y方向上始终匀速,则在x方向上先加速后减速

2、(多选)如下图,竖直放置两端封闭的玻璃管内注满清水,内有一个用红蜡块做成的圆柱体,玻璃管倒置时红蜡块能以5cm/s的速度匀速上升。现将玻璃管倒置,在红蜡块从管底开始匀速上升的同时,让玻璃管以5cm/s的速度水平向右匀速运动,玻璃管内清水高30cm,红蜡块从管底运动到水面的过程中( )
A.运动轨迹可能是1,也可能是3
B.运动轨迹是2
C.通过的路程是60cm
D.通过的路程是cm
变式训练:若玻璃管水平向右匀加速运动,蜡块运动轨迹是______
若玻璃管水平向右匀减速运动,蜡块运动轨迹是______

五、运动的合成与分解——图像问题
1、质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度vx和vy随时间变化的图线如图所示,求:(g取10m/s2)
(1)物体的初速度;
(2)物体所受的合力;
(3)判断物体运动的性质;
(4)4s末物体的速度和位移.


2、(多选)在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度一时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动
B.后2s内物体继续做匀加速直线运动,但加速度沿y轴方向
C.4 s末物体坐标为(4 m,4 m)
D.4s末物体坐标为(6 m,2 m)

3、质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动,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5m/s
B.质点所受的合外力为3N
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直
D.2s末质点速度大小为6 m/s
4、(多选)如图,图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的s-t图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法中正确的是(  )
A.猴子的运动轨迹为直线
B.猴子在2s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8m/s
D.t=2s时猴子的加速度为4m/s2

5、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。



六、运动的合成与分解——小船过河
1、一小船渡河,河宽d=180m,水流速度v1=2.5m/s.若船在静水中的速度为v2=5m/s,求:
(1)使船在最短的时间内渡河,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?
(2)使船渡河的航程最短,船头应朝什么方向?用多长时间?位移是多少?





2、河宽d=60m,水流速度v1=6m/s,小船在静水中的速度v2=3m/s,问:
(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?
(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?时间多少?





3、(多选)一船在静水中的速度是6m/s,要渡过宽为180m、水流速度为8m/s的河流,则下列说法中正确的是(  )
A. 此船不可能垂直到达对岸 B. 此船可以在对岸的任意位置靠岸
C. 此船过河的最短时间是30s D. 船相对于地的速度可能是13m/s

七、运动的合成与分解——关联速度
1、如图所示汽车以速度v匀速行驶,当汽车到达某点时,绳子与水平方向恰好成 角,此时物体M的速度大小是_________,物体的重力__________绳子拉力。(填“大于” “等于”或“小于”)
2、如图所示,在河岸上通过滑轮用细绳拉船,绳的速度为4m/s,当绳拉船的部分与水平方向成60°角时,船的速度是___________。

第1题图 第2题图 第3题图
如图所示,水平面上有一个物体,人通过定滑轮用绳子拉它,在图示位置时,若人的速度为5 m/s,则物体的瞬时速度为___________。
4、如图所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车沿斜面升高。问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v时,小车的速度为( )
A.
B.
C.
D.

5、人用绳子通过动滑轮拉A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如右上图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,求A物体实际运动的速度是(  )
A.
B.
C.
D.


人教版物理必修二
5、1曲线运动跟踪训练参考答案
一、曲线运动的性质、速度、受力等相关概念
解析:1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、×
8、× 9、√ 10、√ 11、√ 12、× 13、√ 14、×
做曲线运动的物体,速度方向沿轨迹的切线方向,即速度(大小、方向或二者同时)时刻变化,故曲线运动一定是变速运动,反之变速运动还包括变速直线运动,所以1、3、9正确,4、8错误。
曲线运动的条件是合力与速度不共线,故合力不可为零。但合力可以是恒力,也可以是变力,如平抛运动合力恒定,圆周运动合力是变力,合力恒定的曲线运动是匀变速曲线运动,合力变化的是变加速曲线运动,故11、13正确,2、12、14错误。
由牛顿第二定律可知,加速度的变化情况合外力的相同,即加速度同样不为零,且加速度可以恒定可以变化,加速度恒定的曲线运动是匀变速曲线运动,加速度变化的是变加速曲线运动,所以10正确,5、6、7错误。
二、由轨迹判断物体的受力、速度情况
1、解析:选D
由于物体做的是曲线运动,根据物体做曲线运动的条件可知,物体受到的恒力的方向应指向弧内,在A点时的速度、A与x轴平行,说明合力应该与竖直方向的速度反向,所以只有D符合题意。
2、解析:选C
物体由静止开始下落先做直线运动,当受到水平方向的水平风力时,合力的方向与速度的方向不在同一条直线上,做曲线运动,风停止后,物体所受的合力方向竖直向下,与速度不在同一条直线上,仍做曲线运动,且曲线运动的轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力方向大致指向轨迹凹的一向,故C正确,A、B、D错误.
三、由受力情况判断物体的运动性质
1、解析:选D
撤去F,其余力的合力与F等值、反向、共线,与速度方向不共线时,物体做匀变速曲线运动,共线时做匀变速直线运动,故 D正确,ABC错误;
变式训练:解析:可能是直线运动,也可能是曲线运动,还可能是匀加速直线运动。
如果物体处在匀速直线运动的平衡状态,结果同上,可能是直线运动,也可能是曲线运动。如果物体处在静止的平衡状态,撤掉F1之后物体必由静止沿F1的反方向做匀加速直线运动。
2、解析:选AB
质点原来是静止的,在F1、F2的合力的作用下开始运动,此时质点做的是直线运动,运动一段时间之后,物体就有了速度,而此时将F1突然增大为F1+△F,F1变大了,它们的合力也就变了,原来合力的方向与速度的方向在一条直线上,质点做的是直线运动,把F1改变之后,合力的大小变了,合力的方向也变了,就不再和速度的方向在同一条直线上了,所以此后质点将做曲线运动,由于F1、F2都是恒力,改变之后它们的合力还是恒力,质点的加速度就是定值,所以在相等的时间里速度的增量一定相等,故质点是在做匀变速运动,故A.B正确,C.D错误。
四、运动的合成与分解——运动轨迹的相关判断
1、解析:选BD
若小船在x方向上始终匀速,开始轨迹向下凹,则在y轴方向的加速度方向向下,速度向上,做减速运动,然后轨迹向上凹,则在y轴方向上的加速度方向向上,速度向上,做加速运动,所以在y轴方向上先减速后加速。故A错误,B正确。
若小船在y方向上始终匀速,开始轨迹向下凹,则在x轴上的加速度方向水平向右,速度向右,做加速运动,然后轨迹向上凹,则在x轴方向上加速度方向水平向左,速度向右,做减速运动,所以在x轴上先加速后减速。故C错误,D正确。
2、解析:选BD
两个匀速直线运动的合运动是匀速直线运动,所以运动轨道是2.故A错误,B正确。根据平行四边形定则,知合速度的方向与水平方向的夹角为45度,竖直位移为30cm,则合位移为cm,故C错误、D正确。
变式训练:解析:1、3
蜡块竖直方向上做匀速直线运动,水平方向加速运动时,加速度向右,由加速度(合外力)和速度(轨迹切线)方向可知轨迹向下凹(加速度和速度方向中间夹着轨迹),所以玻璃管向右加速运动时轨迹为1,同理可知玻璃管向右减速运动时,轨迹为3。
五、运动的合成与分解——图像问题
1、解析:(1)物体的初速度4m/s(2)物体受到的合力0.2N
由运动的合成可知,物体做初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动
(4)4s末物体的速度,与x轴正方向成45°偏正y方向;
4s末物体的位移,与x轴正方向夹角为偏正y方向
(1)由图读出t=0s时x轴和y轴方向的分速度分别为:0与4m/s,根据速度的合成可知,物体的初速度为4m/s;
(2)由图看出,物体在y轴方向做匀速直线运动,x轴方向做匀加速运动,则由牛顿第二定律得,F合=ma=0.2×1m/s2=0.2N
(3)由运动的合成可知,物体做初速度为4m/s,加速度为1m/s2,的匀变速曲线运动。
(4) t=4s时,vx=4m/s,vy=4m/s,则
,即速度方向与x轴正方向成45°偏正y方向。
t=4s时,y=vyt=16m,故,
,,即位移方向与x轴正方向夹角为偏正y方向。
2、解析:选AD
前2s内,物体在y轴方向没有速度,由图看出,物体沿x轴方向做匀加速直线运动。故A正确。
在后2s内,物体在x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀加速直线运动,根据运动的合成得知,物体做匀加速曲线运动,加速度沿y轴方向。故B错误。
在前2s内,物体在x轴方向的位移为: ,
在后2s内,x轴方向的位移为:x2=vxt=2×2m=4m,y轴方向位移为:y==2m,则4s末物体的坐标为(6m2m).故C错误,D正确。故选:AD
3、解析:选B
A、x轴方向初速度为vx=3m/s,y轴方向初速度:
质点在x轴方向做匀加速直线运动,y轴方向做匀速直线运动,则质点的初速度:
,故A错误;
B、根据质点的运动情况可知质点的加速度一定,所受合外力一定,质点所受y轴的合力为零,x轴方向的加速度a=1.5m/s2,所受x轴方向的合力为:
F合=ma=3N,则质点所受的合外力为3N,故B正确;
C、合外力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴,也不在y轴方向,故质点初速度的方向与合外力方向不垂直,故C错误;
D、2s末质点沿y轴方向的分速度为-4m/s,2s末质点沿x轴方向的分速度为6m/s,则2s末质点速度为:,故D错误。
4、解析:选BD
竖直方向为初速度vy=8m/s、加速度a=-4m/s2 的匀减速直线运动,水平方向为速度vx=-4m/s的匀速直线运动,初速度大小为,方向与合外力方向不在同一条直线上,故做匀变速曲线运动,故选项B正确,选项A错误;t=2s时,ax=-4m/s2,ay=0m/s,则合加速度为-4m/s2,选项C错误,选项D正确。
解析:(1)匀变速曲线运动(2)物体的初速度50m/s
(3)前3s内位移60m,前6s内位移180m
(1)由图可看出,物体沿x轴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
(3)在前3s内,,
故方向与x轴成 ,在前6s内,,故,方向沿x轴。
六、运动的合成与分解——小船过河
1、解析:
(1)欲使船在最短时间内渡河,船头应朝垂直河岸方向。当船头垂直河岸时,如图甲所示。

合速度为倾斜方向,垂直分速度为v2=5m/s,,,。
(2)欲使船渡河航程最短,应垂直河岸渡河,船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角α。如图乙所示,有,得a=30°,所以当船头向上游偏30°时航程最短。s′=d=180m,
2、解析:
(1)要使小船渡河时间最短,则小船船头应垂直河岸渡河则渡河的最短时间
(2)设航程最短时,船头应偏向上游河岸与河岸成θ角,则
,。最短行程,,
过河时间为:
3、解析:选AC
船实际参加了两个分运动,沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动,实际运动是这两个分运动的合运动,由于船速小于水速,合速度不可能与河岸垂直,只能偏向下游,因而船的轨迹一定偏向下游,不会垂直与河岸,故B错误,A正确;
船的实际速度为两个分运动的速度(分速度)的矢量和,当船头指向不同时,沿船头方向的分速度方向不同,根据平行四边形定则,合速度也不同,但不可能大于14m/s,故D错误;由于合运动的时间等于沿船头方向分运动的时间,故当船头指向垂直与河岸时,沿船头指向分位移最小,渡河时间最短,故C正确;故选 AC.
七、运动的合成与分解——关联速度
1、 解析:,大于
小车参与两个分运动,沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向(绕滑轮转动)的两个分运动,将小车合速度正交分解,如图
物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度,随着车向左运动,θ变小,增大,由牛顿第二定律可知,物体加速上升,合力向上,即F>mg
2、解析:8m/s
船向岸边运动是合运动,它包括两个运动:沿绳方向的运动和垂直绳子方向的运动,两个运动合在一起使船向岸边靠拢,根据平行四边形定则

3、解析:
绳子拉动的速度为物体水平方向运动速度的一个分量
,据此
4、解析:选C
将M物体的速度按图示两个方向分解,如图所示
得绳子速率为:,而绳子速率等于物体m的速率,则有物体m的速率为:
5、解析:选D
将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度,根据平行四边形定则得,实际速度

故D正确,A、B、C错。