内容正文:
2021-2022学年高中物理下学期期末考点大串讲
专题01 曲线运动
知识点一:曲线运动
1.曲线运动的定义
物体运动轨迹为曲线的运动称之为曲线运动,其任意时刻的速度方向为曲线的切线方向,且运动速度方向时刻发生变化.
2.曲线运动的性质和条件
(1)曲线运动的方向时刻在变化,故曲线运动一定是变速运动:一定有加速度,一定受到合外力的作用.
(2)当物体运动的初速度v0与合力(实际影响的是加速度)不在同一直线时,物体做曲线运动.同时,根据物体所受合力是否变化可分类为:匀变速曲线运动(合力不变)和非匀变速曲线运动(合力发生变化).
3.力对速度的影响
合力F合可以分解为沿着运动方向的分力Fx和垂直于运动方向的分力Fy,与速度方向相同的力Fx只影响运动速度的大小,与速度垂直的力Fy只影响运动速度的方向.
力与速度夹角θ的大小
运动性质
力的作用效果
θ=00
加速直线运动
只改变速度的大小,不改变速度的方向
θ=1800
减速直线运动
00<θ<900
加速曲线运动
既改变速度的大小,又改变速度的方向
900<θ<1800
减速曲线运动
θ=900
速度大小不变的曲线运动
只改变速度的方向
注意:合力永远指向运动轨迹的凹侧,轨迹永远处在速度与合力的夹角之间.
对应训练
1.下列说法中正确的是( )
A.物体在变力作用下一定做曲线运动
B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C.做曲线运动的物体,其速度的方向一定是变化的
D.做曲线运动的物体,其加速度的方向一定是变化的
【答案】C
【解析】
A.物体在变力作用下也可能做直线运动,不一定做曲线运动,选项A错误;
B.物体在恒力作用下也可能做曲线运动,例如平抛运动,选项B错误;
C.做曲线运动的物体,其速度的方向一定是变化的,选项C正确;
D.做曲线运动的物体,其加速度的方向不一定是变化的,例如平抛运动,选项D错误。
故选C。
2.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度可以为零
B.变速运动一定是曲线运动
C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
D.物体的平均速度大小一定小于平均速率
【答案】D
【解析】
A.做曲线运动的物体,其速度方向一定改变,所以曲线运动一定是变速运动,加速度不可能为零,A错误;
B.速度大小改变、方向不变的运动不是曲线运动,比如匀加速直线运动,所以变速运动不一定是曲线运动,B错误;
C.物体在恒力作用下可能做曲线运动,比如平抛运动,C错误;
D.做曲线运动的物体,位移大小一定小于路程,所以做曲线运动的物体平均速度大小一定小于平均速率,D正确。
故选D。
3.如图所示为无人机沿曲线从M点向N点飞行的过程中的一段轨迹,速度逐渐减小,在此过程无人机所受合力方向可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
无人机做曲线运动时,受到的合力方向处于运动轨迹的曲线凹侧,由于无人机速度逐渐减小,可知合力方向与速度方向的夹角大于,A正确,BCD错误;
故选A。
4.如图所示,蜡块可以在两端封闭、注满清水的竖直玻璃管中匀速上升,现若让蜡块从竖直管底沿管匀速上升的同时,使竖直玻璃管沿水平方向做匀速直线运动,蜡块实际运动轨迹是( )
A.一条竖直线 B.一条倾斜的直线
C.一条抛物线 D.一条水平线
【答案】B
【解析】
由题意可知蜡块在水平和竖直方向的分运动都为匀速直线运动,所以合运动也是匀速直线运动,蜡块实际运动轨迹是一条倾斜的直线。
故选B。
5.利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况,帮助运动员提高成绩.为了更加直观的研究风洞里的流场环境,可以借助烟尘辅助观察,如图甲所示,在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.烟尘颗粒速度始终不变
B.烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动
C.P点处的加速度方向可能水平向左
D.Q点处的合力方向可能竖直向下
【答案】D
【解析】
A.烟尘颗粒做曲线运动,速度方向不断变化,故烟尘颗粒速度不断变化,A错误;
B.做曲线运动的物体,所受合力总是指向轨迹凹侧,由乙图可知,烟尘颗粒受力发生变化,不可能做匀变速曲线运动,B错误;
CD.P点处的合力(加速度)指向右上方,不可能水平向左,Q点处的合力方向可能竖直向下,C错误,D正确。
故选D。
6.如图所示,物体以恒定的速率沿圆弧AB做曲线运动,下列对它的运动分析正确的是( )
A.因为它的速率恒定不变,所以做匀速运动
B.该物体受到的合力一定不等于零
C.该物体受到的合力一定等于零
D.它的加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上
【答案】B
【解析】
A.速度是矢量,物体速度的大小没变,方向发生了变化,所以不是匀速运动,故A错误;
BCD.物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向