人教版必修二课后练习 第五章　曲线运动　5.1曲线运动

人教版必修二课后练习
第五章　曲线运动　曲线运动
一、选择题
1.关于曲线运动,下列说法中正确的是(　　)
A.速度方向一定改变
B.速度方向一定不变
C.速度大小一定改变
D.速度大小一定不变
2.过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。如图所示,翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过D、A、B、C四点,下列说法中正确的是(　　)
A.过A点时的速度方向沿AB方向
B.过B点时的速度方向沿水平方向
C.过A、C两点时的速度方向相同
D.圆形轨道上与M点速度方向相同的点在AB段上
3.物体做曲线运动的条件是(　　)
A.物体运动的初速度不为零
B.物体所受的合力为变力
C.物体所受的合力的方向与速度方向不在同一条直线上
D.物体所受的合力的方向与加速度方向不在同一条直线上
4.下列关于力和运动的说法中,正确的是(　　)
A.物体在恒力作用下,一定做匀加速直线运动
B.物体在恒力作用下,一定做匀变速运动
C.物体在变力作用下,不可能做直线运动
D.物体在变力作用下,一定做曲线运动
5.下列说法正确的是(　　)
A.速度方向改变的运动一定是曲线运动
B.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.合力与速度方向的夹角为锐角时,物体做加速曲线运动
6.(多选)研究某一物体的运动时,得到如图所示的一段运动轨迹,下列判断正确的是(　　)
A.若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速
B.若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
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
7.(多选)关于运动的合成与分解,以下说法正确的是(　　)
A.合运动的速度一定比每个分运动的速度大
B.运动的合成与分解都遵循平行四边形定则
C.两个分运动总是同时进行着的
D.某个分运动的规律会因另一个分运动而改变
8.关于运动的合成与分解,以下说法正确的是(　　)
A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和
B.合运动和分运动具有等时性
C.物体的两个分运动若是直线运动,则它的合运动一定是直线运动
D.若合运动是曲线运动,则其分运动中至少有一个是曲线运动
9.跳伞表演是人们喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是(　　)
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B.风力越大,运动员着地时的竖直速度越大,有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力无关
D.运动员着地速度与风力无关
10.跳伞运动员张开伞之后竖直向下做匀速直线运动,一阵风过后,运动员在水平方向的分速度为6
m/s,此时运动员的实际速度为10
m/s,则运动员竖直方向的分速度为(　　)
A.4
m/s
B.6
m/s
C.8
m/s
D.10
m/s
11.如图所示,一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸的目标。要击中目标,射击方向应(　　)
A.对准目标
B.偏向目标的西侧
C.偏向目标的东侧
D.无论对准哪个方向都无法击中目标
12.(多选)物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度vx、vy随时间变化的图象如图所示,则对该物体运动过程的描述正确的是(　　)
A.物体在0~3
s内做匀变速曲线运动
B.物体在3~4
s内做直线运动
C.物体在3~4
s内做曲线运动
D.物体在0~3
s内做变加速运动
13.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。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v0=3
cm/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。同学们测出某时刻R的坐标为(4
cm,6
cm),此时R的速度大小为　　　　
cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是　　　　。?
14.如图甲所示,在一端封闭、长约1
m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1
s内上升的距离都是10
cm,玻璃管向右匀加速平移,每1
s内通过的水平位移依次是2.5
cm、7.5
cm、12.5
cm、17.5
cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。
甲
乙
(1)蜡块在竖直方向的速度vy=　　　　m/s;?
(2)请在图乙中画出蜡块在4
s内的轨迹;
(3)玻璃管向右平移的加速度a=　　　　m/s2;?
(4)t=2
s时蜡块的速度v2=　　　　m/s(结果保留两位有效数字)。?
15.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定小球A和B,两球半径忽略不计,杆的长度为l。现将杆竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平地面上由静止向右运动,当A球沿墙下滑的距离为时,A球的速度大小为,则B球的速度大小为多少?
答案
一、选择题
1.A　物体做曲线运动时,速度的方向沿轨迹的切线方向,所以速度的方向一定变化,但是速度大小可能不变,选项A正确,B、C、D错误。
2.B　经过A、B两点时过山车的速度方向沿轨道的切线方向,选项A错误,B正确;经过A、C两点时过山车的速度方向不同,选项C错误;圆形轨道上与M点速度方向相同的点在CD段上,选项D错误。
3.C　物体做曲线运动的条件: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,选项C正确,A、B、D错误。
4.B　物体在恒力作用下,可能做匀加速曲线运动,选项A错误;物体在恒力作用下,一定做匀变速运动,选项B正确;物体在变力作用下,可能做直线运动,也可能做曲线运动,选项C、D错误。
5.D　速度方向改变的运动不一定是曲线运动,如往复直线运动,故A错误;当合加速度方向与合速度方向不在同一直线上时,合运动是曲线运动,故B错误;加速度不变的曲线运动是匀加速曲线运动,故C错误;物体受到的合力方向与速度方向成锐角时,切向分力与速度同向,速度增大,又因速度方向和合力方向不在同一直线上,物体做曲线运动,故D正确。
6.AD　若x方向始终匀速,做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧,则物体所受合力沿y方向,且合力先指向y轴负方向后指向y轴正方向,即y方向先减速后加速,选项A正确,B错误;若y方向始终匀速,做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧,则物体所受合力沿x方向,且合力先指向x轴正方向后指向x轴负方向,即x方向先加速后减速,选项C错误,D正确。
7.BC　运动的合成与分解本质是矢量的合成与分解,遵循平行四边形定则,合运动的速度不一定比分运动的速度大,选项A错误、B正确;分运动具有等时性,同时进行,选项C正确;分运动之间互不影响,具有独立性,选项D错误。
8.B　合速度可能比分速度大,可能比分速度小,也可能与分速度相等,选项A错误;合运动与分运动具有同时性、等效性和独立性,合运动时间等于分运动时间,选项B正确;两个直线运动的合运动,可能是直线运动也可能是曲线运动,选项C错误;若合运动是曲线运动,则两个分运动可能都是直线运动,选项D错误。
9.C　运动员同时参与了两个分运动,竖直方向向下落和水平方向随风飘,两个分运动同时发生,相互独立,则水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动,即落地时间不变,选项A错误,C正确;不论风力大小,运动员竖直方向的运动不变,则下落时间和竖直方向的速度不变,但水平风力越大,水平方向的速度越大,则落地的合速度越大,选项B、D错误。
10.C　运动员的合速度为10
m/s,水平分速度为6
m/s,由平行四边形定则可知竖直分速度为vy==8
m/s,选项C正确。
11.B　炮弹的实际速度方向沿目标方向,该速度是炮艇的速度与射击速度的合速度,根据平行四边形定则,知射击的方向应偏向目标的西侧,选项B正确,A、C、D错误。
12.AB　由图象可知,在0~3
s内物体在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向做初速度为零的匀加速直线运动,物体的合运动是匀加速曲线运动,故A正确,D错误;由图象可知,在3~4
s内物体在x轴上做匀减速直线运动,在y轴上做匀减速直线运动,此过程的合初速度与x轴夹角满足tan
θ==,合加速度与x轴夹角满足tan
β==∶=,合加速度的方向与合初速度的方向在同一直线上,物体做直线运动,故B正确,C错误。
二、非选择题
13.答案　5　D
解析　小圆柱体R沿y轴正方向做匀速运动,有y=v0t,解得t==
s=2
s,沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,有x=at2,解得a==
cm/s2=2
cm/s2,则R的速度大小v==
cm/s=5
cm/s。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。
14.答案　(1)0.1　(2)图见解析　(3)5×10-2　(4)0.14
解析　(1)蜡块在竖直方向做匀速直线运动,故竖直方向的速度为vy==
m/s=0.1
m/s。
(2)蜡块4
s内的轨迹如图所示
(3)玻璃管向右匀加速平移,每1
s内通过的水平位移依次是2.5
cm、7.5
cm、12.5
cm、17.5
cm,根据公式Δx=aT2,有a==
m/s2=5×10-2
m/s2。
(4)当t=2
s时,水平分速度为vx=at=0.05×2
m/s=0.1
m/s,竖直分速度为vy=0.1
m/s,故合速度为v2=≈0.14
m/s。
15.答案　
解析　A、B两球速度的分解情况如图所示
由题意知,θ=30°。沿杆方向两球的速度大小相等,则
vA
sin
θ=vB
cos
θ
解得vB=。