(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
1.1曲线运动
一、单选题
1.如图所示,在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升,若红错块在
点匀速上升的同时,使玻璃管从
位置水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的(?
)
A.?直线
??????????????????????????B.?曲线
??????????????????????????C.?曲线
??????????????????????????D.?三条轨迹都有可能
2.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福,如图所示,孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为(??
)
A.?直线OA??????????????????????????????B.?曲线OB??????????????????????????????C.?曲线OC??????????????????????????????D.?曲线OD
3.关于曲线运动,下列说法中正确的是(??
)
A.?物体所受的合力方向和速度的方向有夹角(夹角不为0°或180°)时,物体一定做曲线运动
B.?变速运动一定是曲线运动
C.?物体的加速度可以为零
D.?恒力作用下物体不可能做曲线运动
4.一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一水平向右的恒定风力的影响,但着地前一段时间内风力突然停止,则其运动的轨迹可能是(??
)
A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.?
5.如图所示,篮球由运动员手中投出后在空中飞行过程中,若不计空气阻力,它的运动将是(??
)
A.?曲线运动,加速度大小和方向均不变,是匀变速曲线运动
B.?曲线运动,加速度大小不变,方向改变,是变加速曲线运动
C.?曲线运动,加速度大小和方向均改变,是变加速曲线运动
D.?曲线运动,加速度方向不变,大小改变,是变加速曲线运动
6.一个物体在光滑水平面上沿曲线MN运动,如图所示,其中A点是曲线上的一点,虚线1、2分别是过A点的切线和法线,已知该过程中物体所受到的合外力是恒力,则当物体运动到A点时,合外力的方向可能是(???
)
A.?沿
或
的方向????????????????????????????????????????????B.?沿
或
的方向
C.?沿
的方向??????????????????????????????????????????????????????D.?不在MN曲线所确定的水平面内
7.2020年12月17日凌晨“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗着陆场顺利着陆,如图为“嫦娥五号”返回器在绕地球运行回收过程的段时间内,沿曲线从M点向N点飞行的过程中速度逐渐减小,在此过程中返回器所受合力方向可能是(??
)
A.?????????????B.?????????????C.?????????????D.?
8.下列分析正确的是(??
)
A.?物体运动状态改变的难易程度由加速度大小决定
B.?合外力对物体不做功,动能一定不变,机械能也一定守恒
C.?一个物体在恒定外力作用下有可能做匀速圆周运动
D.?做曲线运动的物体速度一定变化,加速度一定不等于零,但加速度可能不变
二、多选题
9.一质点在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方向先减速后加速
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
10.一质点做匀变速曲线运动,从a点运动到d点的轨迹如图所示。已知该质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直。则该质点从a点运动到d点的过程中,下列说法正确的是(??
)
A.?质点的速率先增大后减小
B.?质点在单位时间内速度变化量相等
C.?质点经过b点时的速率比d点的大
D.?质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
11.一质量为m的质点起初以速度v0做匀速直线运动,在t=0时开始受到恒力F作用,速度大小先减小后增大,其最小值为v=0.5v0
,
由此可判断(??
)
A.?质点受到恒力F作用后一定做匀变速曲线运动??????B.?质点受到恒力F作用后可能做圆周运动
C.?t=0时恒力F方向与速度v0方向间的夹角为60°????D.?恒力F作用
时间时质点速度最小
12.下列关于速度、加速度和运动关系的说法正确的是(
??)
A.?加速度恒定的运动也可能是曲线运动??????????????????B.?加速度变化的运动必定是曲线运动
C.?作曲线运动的物体的速度必定变化??????????????????????D.?速度变化的运动必定是曲线运动
三、填空题
13.如图所示,水平桌面上放一个斜槽,一个小钢球从斜槽上端滑下来。不放置磁铁时,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上做________(选填“直线”或“曲线”)运动。按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上做________(选填“直线”或“曲线”)运动。
14.现有下列四种形式的运动:①匀速直线运动:②自由落体运动:③匀速圆周运动
④简谐运动。根据运动的特点,可将________分为一类,________分为另一类。理由是________(填写编号)
四、解答题
15.跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,除运动员入水前一段时间外,在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同?在哪几个位置与速度v的方向相反?在图中标出这些位置。
16.一质点做曲线运动,如图所示,先后经过A、B、C、D四点,速度分别是
、
、
、
,加速度为
、
、
、
,试在图中标出各点的速度方向、加速度的大致方向.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
B
【解析】【解答】红蜡块同时参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动,实际运动的轨迹即合运动的轨迹。由于它在任意一点的合速度方向是向上或斜向右上方的,而合加速度就是水平方向的加速度,方向是水平向右的,合加速度和合速度不共线,故轨迹是曲线。又因为物体做曲线运动的轨迹总向加速度方向偏折,故答案为:项B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】由于向右做匀加速直线运动,其合力向左则蜡块的运动轨迹向右弯曲。
2.【答案】
D
【解析】【解答】孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,则合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做匀速运动,此方向上合力为零,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,孔明灯做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为OD,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】由于孔明灯在竖直方向做匀加速运动,其合力竖直向上,利用合理方向可以判别对应曲线的弯曲方向。
3.【答案】
A
【解析】【解答】A.曲线运动的条件为:物体所受合力的方向与速度方向不在同一条直线上,即物体所受的合力方向和速度的方向有夹角(夹角不为0°或180°),A符合题意;
B.变速运动也可能是直线运动,如匀加速直线运动,B不符合题意;
C.曲线运动为变速运动,所受合力一定不为零,加速度一定不为零,C不符合题意;
D.物体在恒力作用下可能做曲线运动,只要合力的方向与速度的方向不在同一直线上即可,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体受到的合力方向和速度方向不共线时物体做曲线运动;变速运动可以是速度大小改变的直线运动;曲线运动其物体的加速度不等于0;在恒力作用下物体可以做曲线运动。
4.【答案】
C
【解析】【解答】物体一开始做自由落体运动,速度向下,当受到水平向右的风力时,合力的方向右偏下,速度和合力的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,轨迹应夹在速度方向和合力方向之间。风停止后,物体的合力方向向下,与速度仍然不在同一条直线上,做曲线运动,轨迹向下凹.
故答案为:C。
【分析】由于物体下落受到向右的风力作用其轨迹则向右弯曲,当风力消失时其物体合力向下轨迹开始向下弯曲。
5.【答案】
A
【解析】【解答】篮球运动过程中,只受重力作用,重力是恒力,大小和方向均不变,根据牛顿第二定律,篮球的加速度也是恒定的,大小和方向均不变,所以篮球做匀变速曲线运动。
故答案为:A。
【分析】篮球只受到重力作用其加速度大小和方向保持不变;是匀变速曲线运动。
6.【答案】
C
【解析】【解答】ABC.物体做曲线运动,必须有指向曲线凹侧的合外力,或者合外力有沿法线指向曲线凹侧的分量,故
、
的方向不可能是合外力的方向,只有
、
、
才有可能。AB不符合题意,C符合题意。
D.若合外力不在MN曲线所确定的水平面内,则其必有垂直水平面的分量,物体在该方向上应有速度分量而使物体脱离水平面,这与题述事实不符,故合外力一定在曲线MN所确定的水平面内。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】利用曲线运动轨迹的弯曲方向可以判别合力的大致方向,所以其F4和F5一定不是合力的方向。
7.【答案】
A
【解析】【解答】“嫦娥五号”探月卫星从M点运动到N,曲线运动,必有力提供向心力,向心力是指向圆心的;“嫦娥五号”探月卫星同时减速,所以沿切向方向有与速度相反的合力;向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°
故答案为:A。
【分析】曲线运动的合力指向曲线的凸面,减速曲线运动合力方向与速度方向夹角大于90°。
8.【答案】
D
【解析】【解答】A.物体运动状态改变的难易程度是物体的惯性,由物体的质量大小决定,A不符合题意;
B.合外力对物体不做功,动能一定不变,但是机械能不一定守恒。例如物体匀速上升时,B不符合题意;
C.一个物体在恒定外力作用下不可能做匀速圆周运动,C不符合题意;
D.做曲线运动的物体速度一定变化,加速度一定不等于零,但加速度可能不变,例如平抛运动的物体,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,即加速度与速度不在同一方向上;做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变,但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
二、多选题
9.【答案】
B,D
【解析】【解答】AB、若x方向始终匀速,经过相同的时间水平间距相同,则y方向的高度先增加的越来越慢,说明竖直速度在减小,后来y方向的高度后增加的越来越快,说明竖直速度增大,所以物体速度先减小后增大,B符合题意,A不符合题意;
CD、若y方向始终匀速,经过相同的时间竖直间距相同,则x方向的水平距离先增加的越来越快,说明水平速度在增大,后来x方向的水平间距后增加的越来越慢,说明水平速度减小,所以物体速度先增大后减小,D符合题意,C不符合题意;
故答案为:BD.
【分析】假设某一方向其速度恒定,利用轨迹弯曲方向可以判别另一个方向的合力方向进而判别其速度的变化。
10.【答案】
B,D
【解析】【解答】AC.质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直,根据曲线和合外力的关系可知,合外力指向曲线的内测,合外力的方向和加速度方向相同,速度方向是曲线上某点的切线方向,由
合外力与速度成钝角,速率越来越小,
合外力与速度成锐角,速率越来越大,即速率先减小后增大,质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°,A不符合题意D符合题意;
B.质点做匀变速曲线运动,则有加速度大小和方向均不变,根据
则质点在单位时间内速度变化量相等,B符合题意;
C.根据图可知,质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直,即竖直速度为零,合外力竖直向下,质点从
运动的竖直位移小于质点从
运动的竖直位移,质点从
运动的时间小于质点从
的运动时间,则在b点的竖直速度小于d点的竖直速度,在水平方向上水平速度相等,根据速度的合成,即质点经过b点时的速率比d点的小,C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】利用合力方向和速度方向可以判别速率正减小后增大;利用加速度不变可以判别单位时间速度变化量相等;利用速度的合成可以比较合速度的大小;利用速度的变化可以判别加速度和速度之间的夹角大小。
11.【答案】
A,D
【解析】【解答】A.在t=0时开始受到恒力F作用,加速度不变,做匀变速运动,若做匀变速直线运动,则最小速度可以为零,据题意最小速度为0.5v,所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动,A符合题意;
B.物体在恒力作用下不可能做圆周运动,B不符合题意;
C.F作用后,速度大小先减小后增大,可以知道初速度与恒力的夹角为钝角,设恒力与初速度之间的夹角是θ,当速度最小时,速度方向与恒力方向必垂直,所以有v0cos(θ-90°)=0.5v0
得θ=150°,C不符合题意;
D.在沿恒力方向上有
,
计算得
D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】粒子的最小速度不为零,故粒子做曲线运动,把粒子的速度沿水平竖直分解,利用牛顿第二定律求解物体的加速度,结合运动学公式求解速度最小的时间。
12.【答案】
A,C
【解析】【解答】A.平抛运动的加速度恒为重力加速度,它是曲线运动,A符合题意;
B.做直线运动的物体如果合外力变化,加速度也会变化,B不符合题意;
C.速度方向沿曲线的切线方向,故曲线运动的物体速度方向一定变化,C符合题意;
D.如果物体速度方向不变,那么它做直线运动,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】平抛运动其加速度恒定;加速度变化其运动可以是直线运动;做曲线运动的速度方向一定时刻改变;速度大小变化的运动不一定是曲线运动。
三、填空题
13.【答案】
直线;曲线
【解析】【解答】不放置磁铁时,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上运动时,由于水平方向不受外力,则做直线运动。按照如图所示在小钢球运动路线的旁边放置一块磁铁,小钢球从斜槽上滑下来后,在水平桌面上运动时,由于受到磁铁的与速度不共线的吸引力作用而做曲线运动。
【分析】利用水平方向不受力可以判别小球做直线运动,利用力的方向和速度方向不共线可以判别小球做曲线运动。
14.【答案】
①②④;③;因为匀速直线运动、自由落体运动、简谐运动都是做直线运动,而匀速圆周运动为曲线运动。
【解析】【解答】根据运动的特点,可将①、②、④分为一类,③分为一类因为匀速直线运动、自由落体运动、简谐运动都是做直线运动,而匀速圆周运动为曲线运动。
【分析】利用运动的轨迹可以对运动进行分类。
四、解答题
15.【答案】
解:点2、4位置,点1、3、5位置,
【解析】【解答】运动员做曲线运动,入水时速度方向竖直向下;整个运动过程中,在点2、4位置头部的速度方向与入水时v的方向相同,在点1、3、5位置与v的方向相反,如图所示
【分析】人下落时其速度方向向下,利用轨迹的切线方向可以判别其头部速度与下落速度相同与相反的位置。
16.【答案】
解:如图所示:
【解析】【分析】做曲线运动的物体,速度方向为轨迹的切线方向,加速度方向是切线方向的垂直方向,指向圆弧的内部。