假期作业8 曲线运动-【快乐假期】2024年高一物理暑假大作业

　　假期作业８　曲线运动　　　　　　　　　　 　　如图所示,在杂技表演中,猴子 沿竖直杆向上做初速度为零;加速 度为a的匀加速运动,同时人顶着 直杆以速度v０ 水平匀速移动． (１)猴子相对地面运动的轨迹是直线．(　　) (２)猴子相对地面做匀变速运动． (　　) (３)猴子受到的合外力斜向右上． (　　) (４)t时刻猴子的对地速度的大小为 v２０＋a２t２． (　　) (５)经过时间t,猴子的对地位移的大小为 v０t＋ １ ２at ２． (　　) ◆[知识点一]　物体做曲线运动的条件 １．(多选)关于曲线运动的速度,下列说法正确 的是 (　　) A．速度的大小与方向都在时刻变化 B．速度的大小不断发生变化,速度的方向 不一定发生变化 C．速度的方向不断发生变化,速度的大小 不一定发生变化 D．质点在某一点的速度方向是在曲线上该 点的切线方向 ２．运动员出色表现的背后,不仅有自身努力的付 出,也有科技的加持．利用风洞实验室进行运 动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在 我国已大量运用在各类比赛项目中,帮助运动 员提高成绩．为了更加直观的研究风洞里的流 畅环境,我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助 观察,如图甲所示．在某次实验中获得一重力 可忽略不计的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．在P 点处的加速度方向可能水平向左 D．在Q 点处的合力方向可能竖直向下 ３．在某电视台春节晚会上,一 演员表演了长袖舞,演员长 长的袖子在空中摇摆,形成 美丽的弧线,如图所示．则 下列说法正确的是 (　　) A．袖子上的某点的切线方向,就是该点的 速度方向 B．袖子上每一点受到的合力都是恒力 C．袖子上每一点受到的合力都是变力,该 力的方向与袖子上该点的速度方向相同 D．袖子上每一点的速度方向是恒定不变的 ◆[知识点二]　运动的合成与分解 ４．端午赛龙舟是中华民族的传统,龙舟竞渡是 铜梁独具韵味的传统风情之一．若某龙舟在 比赛前划向比赛点的途中要渡过宽７２m且 两岸平直的河,龙舟在静水中划行的速率为 ４m/s,河水的流速为３m/s,下列说法中正 确的是 (　　) A．该龙舟以最短时间渡河通过的位移为９６m B．该龙舟渡河的最大速率约为８m/s C．该龙舟渡河的最短时间为１８s D．该龙舟不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸 ５．(２０２４􀅰徐州市高一统考期末) 如图所示,在行驶的列车上,一 位小朋友在水平桌上玩玩具火 车,小朋友让玩具火车相对于 列车以恒定的速率沿直线从A 点跑到B点, 再以相同的速率从B点跑到A点,AB连线和 列车运动方向垂直,玩具火车从A 点跑到B 点期间列车匀速行驶,从B点跑到A 点期间 列车匀加速行驶．下列说法正确的是 (　　) A．玩具火车从B 到A 相对地面做匀变速曲 线运动 B．玩具火车从A 到B 相对地面做匀变速直 线运动 C．玩具火车从A 到B 的时间小于从B 到A 的时间 D．玩具火车从A 到B 的时间大于从B 到A 的时间 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９１ ６．(２０２４􀅰蒲江县蒲江中学高 一期中)某同学回到家跟自 己读初一的妹妹玩游戏,让 自己的妹妹找来一张白纸、 一支铅笔、一把直尺,他跟妹妹说“你用铅笔 沿直尺(直尺平行于ab)向右匀速运动,而 我会将白纸沿ca方向向上加速运动”,请你 判断下列哪张图是该同学妹妹在白纸上留 下的痕迹 (　　) ７．河水的流速随离河岸的距离的变化关系如 图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系 如图乙所示,经过一段时间该船成功渡河, 下面对该船渡河的说法正确的是 (　　) A．船在河水中的最大速度是５m/s B．船渡河的时间可能是１５０s C．船在行驶过程中,船头必须始终与河岸 垂直 D．船渡河的位移可能是３００m ８．如图所示,汽车通过绳子 绕过定滑轮连接重物 M 一起运动,不计滑轮摩擦 和绳子质量,已知汽车以v匀速向左运动, 绳子与水平方向夹角为θ,重物 M 的速度用 vM 表示．则 (　　) A．重物做匀速运动 B．重物做匀变速运动 C．vM＝vcosθ D．v＝vMcosθ １．玻璃板生产线上,宽９m 的成型玻璃板以 ４ ３m/s的速度连续不断地向前行进,在切 割时,金刚钻(割刀)的走刀速度为８m/s, 为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形, 金刚钻(割刀)的轨道应如何控制? 切割一 次的时间为多长? ２．如图所示,质量m＝２．０kg的物体在水平外 力的作用下在水平面上运动,已知物体沿x 方向和y 方向的xＧt图像和vyＧt图像如图 乙、丙所示,t＝０时刻,物体位于原点 O, g取１０m/s２．根据以上条件,求: (１)t＝１０s时刻物体的位置坐标． (２)t＝１０s时刻物体的速度大小． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０２ 假期作业６ 情景辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)×　(５)×　(６)× 技能提升 １．CD ２．A　[物体受到向右的 滑 动 摩 擦 力,所 受 合 力 为 F合 ＝F－ μmg＝１０N－５N＝５N,则a＝ F合 m ＝ ５N ５kg＝１m /s２,方向 向左．] ３．D　４．B　５．C　６．BD　７．BCD ８．解析:(１)(２)将a 沿水平和竖直两个方向分解,则有ax＝ acos３０°,ay＝asin３０°,对货物受力分析如图所示 根据牛顿第二定律,在水平方向Ff＝max,在竖直方向FN－ mg＝may,代入数据解得Ff＝２􀆰１６N,FN＝５１􀆰３N． 答案:(１)５１􀆰３N　(２)２􀆰１６N ９．解析:(１)毫米刻度尺的最小刻度为１mm,则遮光条的宽度 d＝３􀆰０mm＝３􀆰０×１０－３ m． (２)通过光电门１的速度为v１＝ d Δt１ ,通过光电门２的速度为 v２ ＝ d Δt２ ,小 车 运 动 的 加 速 度 为 a ＝ v２－v１t ＝ d t １ Δt２ － １Δt１( )． (３)作出aＧG 图像如图所示 由图像计算出图线的斜率为k＝ΔaΔG＝ ０．４０ ０．２４５kg －１≈１􀆰６３kg－１． (４)能．需要用测力计测量小车的重力．思路:①用测力计测 出小车重力,除以当地重力加速度g 得出小车的质量;②在 小车上叠放槽码以改变小车质量,再重新调整配重,这样就 改变了小车(含配重)的总质量 M,然后在槽码挂钩上挂适 量个数的槽码,测出加速度a;③重复步骤②(但要保持步骤 ②中所挂槽码个数不变),得到多组(a、M)数据,作出aＧ １M 图像进行判断． 答案:(１)３􀆰０　(２)dt １ Δt２ － １Δt１( ) 　(３)见解析图　１􀆰６３　 (４)能　理由见解析 素养培优 １．B　[急刹车时加速度向后,所以其合外力等于安全带的作 用力,根据牛顿第二定律得,F＝ma＝７０×６N＝４２０N,故 B 项正确．] ２．解析:(１)由题意可知歼Ｇ２０所受合外力: F合 ＝F－F阻 ＝３×１０５ N－３×１０４×１０×０．１N＝２．７× １０５ N． 由牛顿第二定律F＝ma得: a＝F合m ＝ ２．７×１０５ ３×１０４ m/s２＝９m/s２． (２)５s后的速度: v＝v０＋at＝０＋５×９m/s＝４５m/s． 答案:(１)９m/s２　(２)４５m/s 假期作业７ 情景辨析 (１)×　(２)×　(３)√　(４)√　(５)× 技能提升 １．B　[根据题图可知,F 先增大,后减小,再增大,最后不变．则 先超重再失重,最后平衡．加速度先向上再向下,最后为零． 该过程中先向上加速再向上减速,最后静止,应为站起过程． 故B正确．] ２．AC　３．C　４．C　５．C　６．B　７．C ８．解析:(１)AB 段v１２＝２a１x１,解得a１＝ ８ ３ m /s２． (２)AB 段v１＝a１t１,解得t１＝３s,则BC 段运动时间t２＝５s －３s＝２s,BC段x２＝v１t２＋ １ ２a２t２ ２,a２＝２m/s２,过C点的 速度大小v＝v１＋a２t２＝１２m/s． (３)在BC段由牛顿第二定律得mgsinθ－Ff＝ma２,解得Ff ＝６６N． 答案:(１)８３ m /s２　(２)１２m/s　(３)６６N 素养培优 １．C　[由图可知,前１０s物体加速上升,具有向上的加速度, 则物体处于超重状态,１０~３０s物体做匀速运动,处于平衡 状态,３０~３６s物体减速上升,具有向下的加速度,处于失重 状态,３６~４６s物体加速下降,具有向下的加速度,处于失重 状态,则前１０s钢索对物体的拉力最大,则３６~４６s内钢索 的拉力小于０~１０s内钢索的拉力． 由牛顿第二定律有F－mg＝ma 由图可知,前１０s物体的加速度为a＝１１０m /s２ 解得F＝１０１０N,故 A、D错误,C正确;由图可知,３６s时物 体的速度方向改变,开始向下运动,则３６s末物体离地面的 距离最 高,大 小 为x＝ １２ × (２０＋３６)×１m＝２８m,故 B 错误．] ２．解析:(１)对货箱和挂钩整体应用牛顿第二定律有F１－(M ＋m)g＝(M＋m)a１,解得a１＝２m/s２,对货箱应用牛顿第二 定律有４FTcos６０°－Mg＝Ma１,解得FT＝１２０N． (２)货箱加速到v１＝５m/s,需上升h１＝ v１２ ２a１ ＝６􀆰２５m,因F２ ＝(M＋m)g,故此后货箱匀速上升． (３)根据题意可知,绳断时速度为５m/s,感应时间t０＝０􀆰１s, 则感应时间后货箱速度为v２＝v１－gt０＝４m/s,开启制动 后,上升过程有 Mg＋Ff＝Ma２,下降过程有 Mg－Ff＝Ma３, 又v２＝２a３( v１＋v２ ２ t０＋ v２２ ２a２ ＋h２),h２＝９􀆰５５m,解 得 Ff＝ (５０ １７－１０)N． 答案:(１)１２０N　(２)６􀆰２５m,匀速上升　(３)(５０ １７－ １０)N 假期作业８ 情景辨析 (１)×　(２)√　(３)×　(４)√　(５)× 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０７ 技能提升 １．CD　[匀速圆周运动就是速度方向时刻变化而大小不变的 曲线运动,故选项 A错误．曲线运动的方向一定是时刻变化 的,故选项B错误,同理可知选项 C、D正确．] ２．D　[做曲线运动的物体速度大小可能不变,但方向一定在 变,故 A错误;做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧, 可知烟尘颗粒所受的力在变化,故不可能是匀变速曲线运 动,故B错误;做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧, 故P 点处的加速度方向不可能水平向左,故 C错误;做曲线 运动的物体所受合力指向轨迹凹侧,故Q 点处的合力方向 可能竖直向下,故 D正确．] ３．A　[袖子上的某点做曲线运动,速度方向为该点的切线方 向,由于每一点均跟随着一起运动,所以每一点的切线方向 时刻发生变化,选项 A 正确,D 错误;袖子上的每一点都在 做曲线运动,根据曲线运动中合力方向、速度方向和轨迹的 关系可知,袖子上每一点在转一圈的过程中受到的合力的方 向一定发生变化,即袖子上每一点受到的合力都是变力,选 项B错误;根据曲线运动的条件知,袖子上每一点受到的合 力方向与该点的速度方向不共线,选项 C错误．] ４．C　[当该龙舟垂直河岸航行时渡河时间最短,可得tmin＝ d v船 ＝ ７２ ４s＝１８s ,沿河岸方向的位移x＝v水tmin＝５４m,则该龙舟以最 短时间渡河通过的位移s＝ d２＋x２＝ ７２２＋５４２ m＝９０m,A 错误,C正确;当该龙舟在静水中的速度与水流速度方向相同时 合速度最大,则最大速度为４m/s＋３m/s＝７m/s＜８m/s, B错误;由于该龙舟在静水中的速度大于河水的流速,因此 该龙舟的合速度可以垂直河岸,能够沿垂直河岸的航线抵达 对岸,D错误．] ５．A　[以地面为参考系时,玩具火车从B 到A 运动时,在BA 方向上做匀速运动,同时具有沿列车运动方向的匀加速运 动,两方向垂直,可得两个分运动的合运动为匀变速曲线运 动,A正确;以地面为参考系时,玩具火车从A 到B 运动时, 在AB 方向上做匀速运动,此时列车匀速运动,可知两个匀 速运动的合运动为匀速直线运动,B错误;玩具火车相对于 列车以恒定的速率沿直线从A 点运动到B 点,再以相同的 速率从B 点运动到A 点,可 得 二 者 运 动 的 时 间 相 同,C、D 错误．] ６．B　[由题意可知,笔尖在水平方向向右匀速运动,在竖直方 向相 对 纸 向 下 加 速 运 动,加 速 度 向 下,痕 迹 弯 向 加 速 度 一侧．] ７．B　[由题图可知,水流的最大速度为４m/s,根据速度的合 成可知,船在河水中的最大速度是７m/s,故 A错误;船在静 水中与河岸垂直时,渡河时间最短,t＝dvc ＝３００３ s＝１００s ,因 此渡河的时间可能是１５０s,故 B正确;船在行驶过程中,船 头不一定必须始终与河岸垂直,故 C错误;因水流速度大于 船在静水中的速度,因此船渡河的合速度不可能垂直河岸, 则位移不可能是３００m,故 D错误．] ８．C　[将汽车的速度分解为沿绳子方向的分速度和垂直于绳 子方向的分速度,则有vM ＝vcosθ,由于运动过程θ减小, cosθ增大,则重物 M 的速度vM 增大,重物 M 做加速运动． 假设绳子足够长,经过足够长的时间,θ趋近于０°,cosθ趋近 于１,vM 趋近于v,可知重物并不是做匀加速运动,C正确, A、B、D错误．] 素养培优 １．解析:要切成矩形,则金刚钻(割刀)相对 玻璃板的垂直速度v,如图．设v刀 与v玻 的夹角为θ,cosθ＝v玻v刀 ＝ ４ ３ ８ ＝ ３ ２ ,则θ ＝３０°．v＝ v２刀 －v２玻 ＝ ８２－４(３)２ m/s ＝４m/s,时间t＝sv ＝ ９ ４ s＝２．２５s． 答案:金刚钻(割刀)的轨道速度与玻璃板的行进速度成３０° 角,切割一次的时间为２．２５s ２．解析:(１)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为: 在x轴方向上:x＝３．０t 在y轴方向上:vy＝０．４t 则有:y＝０．２t２ 代入时间t＝１０s,可得: x＝３．０t＝３．０×１０m＝３０m y＝０．２t２＝０．２×１０２ m＝２０m 即t＝１０s时,物体的位置坐标为(３０m,２０m)． (２)在x轴方向上:x＝３．０t 在y轴方向上:y＝０．２t２ 物体在这两个方向上的运动公式为: 在x轴方向上:x＝v０t 在y轴方向上:vy＝at, y＝１２at ２ 联立并代入数据得:v０＝３．０m/s,a＝０．４m/s２ 当t＝１０s时,vy＝at＝０．４×１０m/s＝４．０m/s v＝ v２０＋v２y＝ ３２＋４２ m/s＝５．０m/s． 答案:(１)(３０m,２０m)　(２)５．０m/s 假期作业９ 情景辨析 (１)×　(２)√　(３)√　(４)×　(５)× 技能提升 １．C　[平抛运动所受的合力为重力,大小和方向不变,做曲线 运动,故 A正确;平抛运动的速度方向与重力的方向的夹角 逐渐减小,故B正确,C错误;平抛运动水平初速度不变,竖 直分速度不断增大,则合速度大小时刻变化,故 D正确．] ２．BD　[因为平抛运动水平方向是匀速运动,竖直方向是自由 落体运动,所以加速度a＝g,大小、方向都不变;速度大小、 方向都时刻在改变．选项BD正确．] ３．D　[由于箭落在壶的后方,说明箭的水平位移太大,要使箭 投中应减小水平位移．设箭平抛运动的初速度为v０,抛出点 离壶口的高度为h,水平位移为x,则平抛运动的时间为t＝ ２h g ,水平位移为x＝v０t＝v０ ２h g ,由题可知,要使水平位移 减小,则应当减小初速度或减小抛出点的高度．] ４．B　[小球做平抛运动,落地时的速度是合速度,水平方向的 分速度为８m/s,则竖直方向的分速度为,vy＝ v２－v２０ ＝ １０２－８２ m/s＝６m/s,小球在竖直方向做自由落体运动, 则在空中飞行的时间为t＝vyg ＝ ６ １０s＝０．６s ,选项B正确．] ５．AC　[由图看出,三个物体落下的高度关系为hA＞hB＞hC, 根据t＝ ２hg ,可知tA＞tB＞tC;若过C球的落地点做水平线 可看出,在相同时间内xA ＜xB ＜xC,所以根据v０＝ x t 可知 vA＜vB＜vC,选项 AC正确．] ６．A　[两个篮球都垂直击中篮筐,其逆过程是平抛运动,设任 一篮球击中篮筐的速度为v,上升的高度为 h,水平位移为 x．则有:h＝１２gt ２,h相同,则运动的时间相同,而x＝vt,则 得v１＞v２,故 A正确,B、C、D错误．] ７．C　[两球做平抛运动,根据h＝ １２gt ２ 得:t＝ ２hg ,水平位 移:x＝v０t＝v０ ２h g ,可知两球下落的高度相等,运动时间相 同,A 的水平位移比B 的大,则A 球的初速度大于B 球的初 速度,故 A、B、D项错误,C项正确．] ８．解析:(１)小球从a→b,b→c,c→d 水平位移相等,因为水平 方向上做匀速直线运动,所以经历的时间相等;(２)根据 Δy 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １７