5.1 曲线运动-【起飞计划】2023-2024学年高一物理同步讲练（人教版2019必修第二册）

5.1 曲线运动 考点一 曲线运动的特征 曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动，叫做曲线运动． 1．曲线运动的位移 物体的位移是由初位置指向末位置的有向线段．当物体做曲线运动时，可建立平面直角坐标系，物体的位移可用它在坐标轴方向的分矢量来表示． 2．曲线运动的速度 (1)速度的方向 质点做曲线运动时，速度的方向是时刻改变的，质点在某一时刻(或某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处曲线的切线方向一致． (2)速度的描述 曲线运动的速度可以分解为互相垂直的两个分速度，在分解时遵循平行四边形定则．在图所示的分解图中，两个分速度的大小分别为vx＝vcos_θ，vy＝vsin_θ. 考点二 曲线运动的性质及分类 (1)性质：速度是矢量，由于速度方向时刻在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动． (2)分类： ①匀变速曲线运动：加速度恒定． ②非匀变速曲线运动：加速度变化． [例题1] （多选）在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外，谷有瘪粒。为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选，如图所示，它的分选原理是（　　） A．小石子质量大，飞得最远 B．草屑和瘪粒质量小，飞得最远 C．草屑和瘪粒的惯性最大，飞得最近 D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同 [例题2] （2022秋•永州期末）在第15届国际泳联世界短池游泳锦标赛“跳水表演赛”中，全红婵首次挑战10米台“跳海”，再度上演海上“水花消失术”。图中虚线描述的是全红婵一次10米台“跳海”时头部的运动轨迹。下列正确的是（　　） A．研究她在空中做翻转动作时，可以把她看成质点 B．她从起跳到入水运动的路程是10米 C．在P点时她头部的速度方向与入水时速度v方向相同 D．她在最高点时处于平衡状态 [例题3] （2023春•南充期末）如图，虚线为飞机在竖直平面内起飞拉升阶段的一段轨迹，P是轨迹上的一点。某同学在该平面内经过P画出了四条有向线段甲、乙、丙、丁表示飞机的瞬时速度方向，你认为正确的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 [例题4] （2023春•兰州期中）在一次校园足球联赛中，如图所示，比赛进行到59分钟时王同学以一记“香蕉球”破门赢得比赛。下列说法正确是（　　） A．足球在空中运动时只受重力 B．足球在空中的运动一定是匀变速运动 C．足球在空中一定是变速运动 D．研究如何踢出香蕉球时，足球可看作质点 [例题5] （2022春•广州期末）下列关于曲线运动的说法中正确的是（　　） A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化 B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度 C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度 D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动 考点三 物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件：合力方向与速度方向不共线是物体做曲线运动的重要条件，这包含三个层次的内容． ①初速度不为零 ②合力不为零 ③合力方向与速度方向不共线 (2)运动学条件：加速度方向与速度方向不共线． 2．曲线运动的轨迹特点 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切向合力方向弯曲，而且处在运动方向与合力方向构成的夹角之间(如图5所示)．即合力指向曲线的凹侧． 考点四 曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系 （1）轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。 （2）合力的效果：合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小，沿径向的分力F1改变速度的方向。 ①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率将增大。 ②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率将减小。 ③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。（举例：匀速圆周运动） [例题6] （2023•盐湖区校级开学）如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M点出发经P点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等。下列说法中正确的是（　　） A．质点在曲线MN间的运动是变加速曲线运动 B．质点从M到N过程中速度大小可能保持不变 C．质点在这两段时间内的速度变化量一定相同 D．质点在这两段时间内的速度变化量大小可能相等，方向可能不同 [例题7] （2023•乙卷）小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（　　） A． B． C． D． [例题8] （2023•辽宁）某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是（　　） A． B． C． D． [例题9] （2023春•博白县期末）2022年世界杯将在卡塔尔举行，届时将会吸引全世界球迷的目光，