2019-2020学年高中物理人教版必修2：5.1曲线运动 课时作业1（含解析)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年高中物理人教版必修2：5.1曲线运动 课时作业1（含解析) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 290.2KB | ||
| 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 | 2020-06-20 13:37:29 | ||
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文档简介
5.1曲线运动
课时作业（含解析)
1．如图，一人以恒定速度v0通过定滑轮竖直向下拉小车使其在水平面上运动，当运动到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时（ ）
A．小车运动的速度为v0
B．小车运动的速度为2v0
C．小车在水平面上做加速运动
D．小车在水平面上做减速运动
2．一快艇从离岸边100m远的河中向岸边行驶。已知快艇在静水中的加速度为0.5m/s2，流水的速度为3m/s。则（ ）
A．快艇的运动轨迹一定为直线
B．快艇的运动轨迹可能为曲线，也可能为直线
C．若快艇垂直于河岸方向的初速度为0，则快艇最快到达岸边所用的时间为20s
D．若快艇垂直于河岸方向的初速度为0，则快艇最快到达岸边经过的位移一定大于100m
3．如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时(
)
A．人拉绳行走的速度为vcosθ
B．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为
D．船的加速度为
4．如图所示，一质点做曲线运动从M点到N点速度逐渐减小，当它通过P点时，其速度和所受合外力的方向关系可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( )
A．
B．
C．
D．
6．关于曲线运动，下面说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．匀变速运动不可能是曲线运动
C．曲线运动一定是变加速运动
D．加速度大小或速度大小都不变的运动一定不是曲线运动
7．如图所示，某河流中水流速度大小恒为v1，A处的下游C处是个旋涡，A点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．游船在汉江中从西向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以1
m/s的速度匀速升起一面旗帜（竖直向上）。当他用20
s升旗完毕时，船匀速行驶了60
m，那么旗相对于岸的速度大小为
A．m/s
B．3
m/s
C．m/s
D．1
m/s
9．下列说法正确的是（ ）
A．物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动
B．物体在变力作用下一定是做曲线运动
C．物体做曲线运动时，速度可能保持不变
D．两个直线运动的合运动一定是直线运动
10．图为从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。照片上，另有几处跟P处水流方向相同（ ）
A．三处
B．四处
C．五处
D．六处
11．某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮．为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz.
在实验过程中拍摄了100多张照片，取开始不久某张照片编号为0，然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号0的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照片编号，如图所示．
通过计算机拟合发现各点连线近似于抛物线，则蜡烛上升的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）
已知当地的重力加速度为g，忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量
______________
．
12．某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动.
(1)R在上升过程中运动轨迹的示意图是图乙中的______(填选项序号).
(2)同学们测出某时刻R的坐标为(4cm，6cm)，此时R的速度大小为________cm/s.R的加速度大小为______cm/s?(填选项字号).
13．炮筒与水平方向成角，炮弹从炮口射出时的速度大小是600m/s，若把这个速度沿水平和竖直方向分解，则水平方向的分速度大小为________?m/s，竖直方向的分速度大小为________?m/s．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
14．如图，在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸，拉绳速度大小为v，当船头的绳索与水平面夹角为时，船的速度是_____。
15．小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发点10min到达对岸下游120m处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发12.5min到达正对岸，求：
（1）水流的速度，
（2）船在静水中的速度，
（3）河的宽度，
（4）船头与河岸间的夹角α
16．质量m=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（a）、（b）所示，求：
(1)物体所受的合力；
(2)物体的初速度；
(3)t=8s时物体的速度。
参考答案
1．BC
【解析】
AB.将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图所示：
人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角形关系：v?cos60°=v0，解得：，故B正确，A错误；
CD.由上可知：，随小车向左运动，小车与水平方向的夹角越来越大，可知v越来越大，则小车在水平面上做加速运动，故C正确，D错误．
故选BC
2．CD
【解析】
AB．快艇在静水中做匀加速直线运动，水流做匀速直线运动，知合速度的方向与合加速度的方向不再同一条直线上，所以运动轨迹是曲线。故AB错误；
C．
当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，则，则
故C正确；
D．
此时沿河岸方向上的位移
x=vt=3×20m=60m
则
故D正确。
故选CD。
3．AD
【解析】
AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度.如图所示根据平行四边形定则有：
所以A正确，B错误.
CD．对小船受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有：
因此船的加速度大小为：
所以C错误，D正确.
4．A
【解析】
由从M点到N点速度逐渐减小，速度和所受合外力的方向之间的夹角大于90，当它通过P点时，其速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A正确，
BCD错误；
故选A．
5．B
【解析】
设河岸宽度为d，船的静水速度vc；去程时
t1＝
回程时
t2＝
又＝k，得
vc＝．
A．
，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．
，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
6．A
【解析】
A.
既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
BC.
当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，合外力可以是恒力，也可以是变力，故匀变速运动可能是曲线运动，曲线运动也可能是匀加速运动，故BC错误；
D.
加速度大小或速度大小都不变的运动可以是曲线运动，如匀速圆周运动，故D错误。
故选A。
7．A
【解析】
如图所示，设小船航行时在静水中速度为，当垂直AB
时速度最小，由三角函数关系可知
故A正确，BCD错误；
故选A。
8．A
【解析】
选河岸为参考系，船运动的速度
旗子相对于船竖直向上的速度为，故旗子相对于船的速度为
故A正确，BCD错误；
故选A。
9．A
【解析】
A．当恒力的方向与物体运动方向在一条直线上时，物体做直线运动，当恒力的方向相运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，A正确；
B．如果变力的方向与运动方向始终在一条直线上时，物体仍做直线运动，B错误；
C．物体做曲线运动时，速度方向沿着切线方向时刻改变，C错误；
D．如果两条直线运动中，一个是匀速运动，一个是变速运动，合速度的方向时刻改变，则一定是曲线运动，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
做曲线运动的物体，速度方向沿着运动曲线的切线方向，过P点做切线，如图所示
在图中找到与该点平行的切线还有五处，因此有五处跟P处水流方向相同，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．
或
蜡烛的质量m
【解析】
(1)由图可知，，，，
，，根据逐差法可知：，其中，代入数可得，a=0.014m/s2；
(2)根据牛顿第二定律可知：，所以还要测蜡烛的质量m．
12．(1)D；
(2)5；
2；
【解析】
(1)因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．
(2)小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有，则有，
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：
，
解得
，
则R的速度大小：
；
13．480360
【解析】
炮弹的速度可以在水平和竖直两个方向上分解，直接求解即可；
【详解】
炮弹的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的竖直上抛运动，
在水平方向上有：
在竖直方向的速度为：。
【点睛】
本题是速度的合成与分解，直接根据平行四边形定则分解即可。
14．
【解析】
船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有
则
15．（1）0.2m/s；（2）200m；（3）m/s；（4）53°
【解析】
（1）设静水速为v1，水流速为v2．
船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：v2t=120m，
则有：v2=m/s=0.2m/s
（2、3）而v1t=d，当合速度与河岸垂直时，合速度为：
，且d=vt′．
联立以上各式解得：d=200m，v1=m/s．
（4）斜着航线时，船的速度为：v1sinα=
；
因
解得：α=53°；
16．(1)1N，方向沿y轴正方向；(2)3m/s，方向沿x轴正方向；(3)
5m/s，与x轴正方向的夹角为53°
【解析】
(1)物体在x方向：ax=0；y方向
ay==0.5
m/s2
根据牛顿第二定律
F合=may=1N
方向沿y轴正方向。
(2)由题图可知vx0=3
m/s，vy0=0，则物体的初速度为v0=3m/s，方向沿x轴正方向。
(3)由题图知，t=8
s时，vx=3
m/s，vy=4
m/s，物体的合速度为
v==5m/s
设速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则
tan
θ=，θ=53°
即速度方向与x轴正方向的夹角为53°。
课时作业（含解析)
1．如图，一人以恒定速度v0通过定滑轮竖直向下拉小车使其在水平面上运动，当运动到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时（ ）
A．小车运动的速度为v0
B．小车运动的速度为2v0
C．小车在水平面上做加速运动
D．小车在水平面上做减速运动
2．一快艇从离岸边100m远的河中向岸边行驶。已知快艇在静水中的加速度为0.5m/s2，流水的速度为3m/s。则（ ）
A．快艇的运动轨迹一定为直线
B．快艇的运动轨迹可能为曲线，也可能为直线
C．若快艇垂直于河岸方向的初速度为0，则快艇最快到达岸边所用的时间为20s
D．若快艇垂直于河岸方向的初速度为0，则快艇最快到达岸边经过的位移一定大于100m
3．如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时(
)
A．人拉绳行走的速度为vcosθ
B．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为
D．船的加速度为
4．如图所示，一质点做曲线运动从M点到N点速度逐渐减小，当它通过P点时，其速度和所受合外力的方向关系可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( )
A．
B．
C．
D．
6．关于曲线运动，下面说法中正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．匀变速运动不可能是曲线运动
C．曲线运动一定是变加速运动
D．加速度大小或速度大小都不变的运动一定不是曲线运动
7．如图所示，某河流中水流速度大小恒为v1，A处的下游C处是个旋涡，A点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为。为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．游船在汉江中从西向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以1
m/s的速度匀速升起一面旗帜（竖直向上）。当他用20
s升旗完毕时，船匀速行驶了60
m，那么旗相对于岸的速度大小为
A．m/s
B．3
m/s
C．m/s
D．1
m/s
9．下列说法正确的是（ ）
A．物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动
B．物体在变力作用下一定是做曲线运动
C．物体做曲线运动时，速度可能保持不变
D．两个直线运动的合运动一定是直线运动
10．图为从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。照片上，另有几处跟P处水流方向相同（ ）
A．三处
B．四处
C．五处
D．六处
11．某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮．为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz.
在实验过程中拍摄了100多张照片，取开始不久某张照片编号为0，然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号0的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照片编号，如图所示．
通过计算机拟合发现各点连线近似于抛物线，则蜡烛上升的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）
已知当地的重力加速度为g，忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量
______________
．
12．某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点)，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动.
(1)R在上升过程中运动轨迹的示意图是图乙中的______(填选项序号).
(2)同学们测出某时刻R的坐标为(4cm，6cm)，此时R的速度大小为________cm/s.R的加速度大小为______cm/s?(填选项字号).
13．炮筒与水平方向成角，炮弹从炮口射出时的速度大小是600m/s，若把这个速度沿水平和竖直方向分解，则水平方向的分速度大小为________?m/s，竖直方向的分速度大小为________?m/s．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
14．如图，在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸，拉绳速度大小为v，当船头的绳索与水平面夹角为时，船的速度是_____。
15．小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发点10min到达对岸下游120m处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发12.5min到达正对岸，求：
（1）水流的速度，
（2）船在静水中的速度，
（3）河的宽度，
（4）船头与河岸间的夹角α
16．质量m=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（a）、（b）所示，求：
(1)物体所受的合力；
(2)物体的初速度；
(3)t=8s时物体的速度。
参考答案
1．BC
【解析】
AB.将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图所示：
人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角形关系：v?cos60°=v0，解得：，故B正确，A错误；
CD.由上可知：，随小车向左运动，小车与水平方向的夹角越来越大，可知v越来越大，则小车在水平面上做加速运动，故C正确，D错误．
故选BC
2．CD
【解析】
AB．快艇在静水中做匀加速直线运动，水流做匀速直线运动，知合速度的方向与合加速度的方向不再同一条直线上，所以运动轨迹是曲线。故AB错误；
C．
当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，则，则
故C正确；
D．
此时沿河岸方向上的位移
x=vt=3×20m=60m
则
故D正确。
故选CD。
3．AD
【解析】
AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度.如图所示根据平行四边形定则有：
所以A正确，B错误.
CD．对小船受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有：
因此船的加速度大小为：
所以C错误，D正确.
4．A
【解析】
由从M点到N点速度逐渐减小，速度和所受合外力的方向之间的夹角大于90，当它通过P点时，其速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A正确，
BCD错误；
故选A．
5．B
【解析】
设河岸宽度为d，船的静水速度vc；去程时
t1＝
回程时
t2＝
又＝k，得
vc＝．
A．
，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．
，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
6．A
【解析】
A.
既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
BC.
当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动，合外力可以是恒力，也可以是变力，故匀变速运动可能是曲线运动，曲线运动也可能是匀加速运动，故BC错误；
D.
加速度大小或速度大小都不变的运动可以是曲线运动，如匀速圆周运动，故D错误。
故选A。
7．A
【解析】
如图所示，设小船航行时在静水中速度为，当垂直AB
时速度最小，由三角函数关系可知
故A正确，BCD错误；
故选A。
8．A
【解析】
选河岸为参考系，船运动的速度
旗子相对于船竖直向上的速度为，故旗子相对于船的速度为
故A正确，BCD错误；
故选A。
9．A
【解析】
A．当恒力的方向与物体运动方向在一条直线上时，物体做直线运动，当恒力的方向相运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，A正确；
B．如果变力的方向与运动方向始终在一条直线上时，物体仍做直线运动，B错误；
C．物体做曲线运动时，速度方向沿着切线方向时刻改变，C错误；
D．如果两条直线运动中，一个是匀速运动，一个是变速运动，合速度的方向时刻改变，则一定是曲线运动，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
做曲线运动的物体，速度方向沿着运动曲线的切线方向，过P点做切线，如图所示
在图中找到与该点平行的切线还有五处，因此有五处跟P处水流方向相同，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．
或
蜡烛的质量m
【解析】
(1)由图可知，，，，
，，根据逐差法可知：，其中，代入数可得，a=0.014m/s2；
(2)根据牛顿第二定律可知：，所以还要测蜡烛的质量m．
12．(1)D；
(2)5；
2；
【解析】
(1)因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．
(2)小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有，则有，
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：
，
解得
，
则R的速度大小：
；
13．480360
【解析】
炮弹的速度可以在水平和竖直两个方向上分解，直接求解即可；
【详解】
炮弹的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的竖直上抛运动，
在水平方向上有：
在竖直方向的速度为：。
【点睛】
本题是速度的合成与分解，直接根据平行四边形定则分解即可。
14．
【解析】
船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有
则
15．（1）0.2m/s；（2）200m；（3）m/s；（4）53°
【解析】
（1）设静水速为v1，水流速为v2．
船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：v2t=120m，
则有：v2=m/s=0.2m/s
（2、3）而v1t=d，当合速度与河岸垂直时，合速度为：
，且d=vt′．
联立以上各式解得：d=200m，v1=m/s．
（4）斜着航线时，船的速度为：v1sinα=
；
因
解得：α=53°；
16．(1)1N，方向沿y轴正方向；(2)3m/s，方向沿x轴正方向；(3)
5m/s，与x轴正方向的夹角为53°
【解析】
(1)物体在x方向：ax=0；y方向
ay==0.5
m/s2
根据牛顿第二定律
F合=may=1N
方向沿y轴正方向。
(2)由题图可知vx0=3
m/s，vy0=0，则物体的初速度为v0=3m/s，方向沿x轴正方向。
(3)由题图知，t=8
s时，vx=3
m/s，vy=4
m/s，物体的合速度为
v==5m/s
设速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则
tan
θ=，θ=53°
即速度方向与x轴正方向的夹角为53°。