5.1 曲线运动 同步训练 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5.1 曲线运动 一、单选题： 1.关于曲线运动，下列说法中正确的是(    ) A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的加速度可以一直为零 C. 曲线运动的速度大小一定在不断地发生变化 D. 在恒力作用下，物体不能做曲线运动 2.物体做曲线运动，则：(    ) A. 物体的速度大小一定变化 B. 物体的速度方向一定变化 C. 物体的加速度大小一定变化 D. 物体的加速度大小和方向都一定变化 3.直升飞机在高空飞行过程中，遇到气流紧急向上拉升。若拉升的某段时间内飞机水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，则该段时间内，飞机运动的轨迹图中虚线为竖直线可能是 A. B. C. D. 4.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向行驶，速度逐渐增大。图中分别画出了汽车转弯时受到的合力的四种方向，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 5.如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧做曲线运动，下列对它的运动分析正确的是(    ) A. 因为它的速率恒定不变，故做匀速运动 B. 该物体受的合外力一定不等于零 C. 该物体受的合外力一定等于零 D. 它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上 6.下列与曲线运动有关的叙述，正确的是(    ) A. 物体做曲线运动时，速度方向一定时刻改变 B. 物体运动速度改变，它一定做曲线运动 C. 物体做曲线运动时，加速度一定变化 D. 物体做曲线运动时，有可能处于平衡状态 二、多选题： 7.下列对曲线运动的理解正确的是(    ) A. 物体做曲线运动时，加速度一定变化 B. 做曲线运动的物体不可能受恒力作用 C. 曲线运动可以是匀变速曲线运动 D. 做曲线运动的物体，速度的大小可以不变 8.某质点做曲线运动时，下列说法正确的是(    ) A. 在某一点的速度方向不是该点曲线的切线方向 B. 在任意时间内位移大小总是大于路程 C. 在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹线凹的一侧 D. 速度的方向与合外力的方向一定不在一条直线上 9.一条小河两岸平行，有一只小船从河岸渡河，小船在静水中速度恒定。河中水流速度越靠近河岸越小。小船船头由南岸直指北岸，下列说法中正确的是 A. 小船一定做曲线运动 B. 小船运动过程中加速度恒定 C. 小船在河中央时运动速度最大 D. 若河水速度增大，小船到达对岸的时间变短 10.如图所示的曲线是某一质点的运动轨迹，为曲线上点处的切线。质点从点运动到点所发生的位移为，所用时间为。下列说法正确的是(    ) A. 表示质点从点运动到点过程的平均速度 B. 质点从点运动到点的过程，平均速度的方向由点指向点 C. 若点越接近点，则越接近质点在点时的瞬时速度 D. 质点经过点时所受合力可能沿着的方向． 三、非选择题 11.一切物体总保持______或______状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止这就是牛顿第一定律． 12.在第届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中，轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹如图所示。在此过程中轮滑演员的运动状态______选填“不变”或“改变”。在某点的速度方向沿轨迹上过该点的______方向。 13.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中探究两个互成角度力的合成规律。 如图，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶______时电子秤的示数。 如图，将三根细线、、的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉和水壶杯带上。水平拉开细线，在白纸上记下结点的位置、______________和电子秤的示数。 如图，将另一颗墙钉钉在与同一水平位置上，并将拴在其上。手握电子秤沿着中的方向拉开细线，使____________和三根细线的方向与第题中重合，记录电子秤的示数。 在白纸上按一定标度作出电子秤拉力、、的图示，根据平行四边形定则作出、的合力的图示，若____________________________，则平行四边形定则得到验证。 14.某同学通过下述实验探究两个互成角度力的合成规律。 实验步骤： 将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为、，记录弹簧秤的示数，测量并记录、间的距离即橡皮筋的长度。每次将弹簧秤示数改变，测出所对应的，部分数据如下表所示：   找出中时橡皮筋两端的位置，重新标记为、，橡皮筋的拉力记为 ′。 在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到点，将两笔尖的位置标记为、，橡皮筋段的拉力记为，段的拉力记为。 完成下列作图和填空： 利用表中数据在图丙中画出图线，根据图线求得________。 测得，，则的大小为________。 根据给出的标度，在图丁中作出和的合力的图示。 通过比较与________的大小和方向，即可得出实验结论。 15.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图记录了桌面上连续的个水滴的位置。已知滴水计时器每内共滴下个小水滴     由图可知，小车在桌面上是________填“从右向左”或“从左向右”运动的。 该小组同学根据图的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图中点位置时的速度大小为_______，加速度大小为________。结果均保留位有效数字 16.物体放在光滑水平桌面上，在多个恒力的作用下做匀速运动，其速度的方向与直线成角。假设物体所受恒力的方向都与水平桌面平行，图中仅画出了与直线垂直的恒力，其他力没有画出。已知，，物体的质量、、、在同一平面内，若某时刻撤掉，求： 物体速度的最小值； 物体速度达到最小值需要的时间。 17.伽利略创造性地设计了如图、的两个斜面实验，下列说法正确的是______。 A.图中斜面倾角越小，所用时间越长，越容易测量 B.图可以解释重的物体比轻的物体下落快的原因 C.图实验考虑了摩擦力对物体运动的影响 D.图可以说明力是维持物体运动的原因 物体放在斜面上，当斜面倾角逐渐增大时，物体对斜面的压力大小变化情况是______，物体所受的摩擦力大小变化情况______。 如图，在倾角为的斜面上的点处分别以和的速度将同一小球水平抛出，小球落于斜面时其速度方向与斜面的夹角分别为和，下列关系中正确的是______。 A.若，则 B.若，则 C.无论抛出时速度如何，都有 D.的大小不仅与的大小有关，还与斜面倾角有关 如图，两个倾角相同的斜面，互相倒扣着放在光滑的水平地面上，小斜面在大斜面的顶端。将它们无初速释放后，小斜面下滑，大斜面后退。已知大、小斜面的质量分别为和，底边长分别为和。则小斜面滑到底端时，大斜面后退的距离为______。 A. B. C. D. 如图，物块以一定初速度从斜面底端冲上倾角为的固定斜面，斜面足够长。运动过程中物块位移随时间的变化关系为，其中与的单位分别为和，取，求从开始运动到第初，物体所经过的路程。 答案和解析 1.【答案】  【解析】【分析】 物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”。当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动。 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。 【解答】 A、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确； B、曲线运动一定是变速运动，则加速度一定不等于零，故B错误； C、曲线运动的速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故C错误； D、曲线运动的条件是物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，与力是否变化无关，在恒力作用下，物体也能做曲线运动，如平抛运动，故D错误。 故选：。 2.【答案】  3.【答案】  【解析】【分析】 本题考查物体做曲线运动的条件，难度不大。 由牛顿运动定律及物体做曲线运动的条件判断。 【解答】 飞机水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，飞机的轨迹应是曲线；竖直方向做匀加速直线运动，说明合外力向上，指向曲线内侧，故A正确，BCD错误。 故选A。 4.【答案】  【解析】【分析】 解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，加速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。 【解答】 汽车从点运动到，曲线运动，合外力指向曲线凹侧，汽车同时速度增大，所以合外力和速度方向的夹角要小于，故ACD错误，B正确。 故选B。 5.【答案】  【解析】【分析】 本题主要考查曲线运动的基本性质及做曲线运动的条件，掌握即可解答题目。 【解答】 A.物体以恒定的速率沿圆弧 做曲线运动，物体运动的轨迹为曲线，曲线运动的速度方向时刻改变，不是匀速运动，故A错误； 既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，受到的合外力一定不等于，故B正确，C错误； D.所有做曲线运动的物体，所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上，或加速度方向与瞬时速度方向不在一条直线上，故D错误； 故选B。 6.【答案】  【解析】解：、做曲线运动的物体的速度沿轨迹的切线方向，是不断变化的。故A正确； B、物体速度的方向发生变化，不一定是曲线运动，如直线往返运动。故B错误； C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，它的加速度不一定变化，如平抛运动。故C错误； D、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度方向一定改变，一定是变速运动，不可能是处于平衡状态，故D错误。 故选：。 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论。 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。 7.【答案】  【解析】【分析】 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论。 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。 【解答】 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，如平抛运动，故A错误，C正确； B.物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动，故B错误； D.做曲线运动的物体，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故D正确。 故选CD。 8.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了曲线运动；明确物体做曲线运动的条件，知道物体做曲线运动的速度方向，知道曲线运动的路程和位移的关系。 质点做曲线运动的条件是速度与合力的方向不在同一条直线上，合外力指向曲线的凹侧，任意一点速度的方向都是该点曲线的切线方向； 物体做圆周运动时在一个周期内位移为零，但路程不是零，故在任意时间内物体位移的大小一定小于路程。 【解答】 A.曲线运动的速度方向为曲线的切线方向，故A错误； B.位移是初位置指向末位置的有向线段，为直线，而路程是物体运动的轨迹，是曲线，故质点做曲线运动时，在任意时间内物体位移的大小一定小于路程，故B错误； C.质点做曲线运动时，在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹的凹侧，故C正确； D.质点做曲线运动的条件是速度与合力的方向不在同一条直线上，故D正确。 9.【答案】  【解析】【分析】 本题以小船过河为背景，考查运动分解、曲线运动条件，考查考生的物理观念。解决问题的关键是清楚将小船的运动分解为小船在静水中的运动和随着水流方向的运动。 【解答】 根据题意可知，在垂直河岸方向小船匀速运动，在水流方向小船速度先增大、后减小，沿水流方向小船先加速后减速运动，加速度方向有变化，所以小船做加速度变化的曲线运动，故A正确，B错误 C.小船在河中央沿水流方向速度最大，根据矢量合成可知，在河中央时运动速度最大，故C正确 D.小船垂直河岸方向匀速运动，过河时间不变，与水流速度大小无关，故D错误。 10.【答案】  【解析】【分析】平均速度是位移与时间的比值，平均速度的方向与位移方向相同。曲线运动的瞬时速度方向沿轨迹的切线方向，曲线运动的质点受到的合力方向与运动方向一定不在同一条直线上。 【解答】 A.因为由到的位移，则  表示质点从  点运动到点过程的平均速度，故A正确； B.质点从  点运动到点的过程，平均速度方向与位移方向相同，则平均速度的方向由  点指向点，故B正确； C.若  点越接近点，则越短，则  越接近质点在点时的瞬时速度，故C正确； D.  的方向是质点在点的瞬时速度方向，质点做曲线运动，则速度方向与合力方向不共线，则质点经过点时所受合力不可能沿着  的方向，故D错误。 故选ABC。 11.【答案】静止  匀速直线运动  【解析】解：牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态． 故答案为：静止，匀速直线运动． 如果物体不受任何力的作用，那么原来静止的物体将永远的保持静止状态没有力改变它的运动状态；原来运动的物体将永远的保持匀速直线运动状态没有力改变它的运动状态． 牛顿第一定律指出了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；指出了一切物体都具有惯性． 12.【答案】改变  切线  【解析】解：轮滑演员做曲线运动，运动状态不断变化，是改变的，在某点的速度方向与轨迹上该点的切线方向一致。 故答案为：改变，切线。 曲线运动速度方向一定改变，故曲线运动一定是变速运动；物体做曲线运动时，速度方向是曲线上该点的切线方向上。 掌握物体做曲线运动的速度方向和大小特征：速度方向一定变，但速度大小不一定变。 13.【答案】【小题】静止 【小题】三根细线的方向 【小题】结点的位置 【小题】和在误差范围内重合   【解析】 要测量装满水的水壶的重力，则应记下水壶静止时电子秤的示数。  要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点的位置的同时，也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数。  已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点的位置和三根细线的方向与中重合，记录电子秤的示数。  根据平行四边形定则作出、的合力的图示，若和在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证。 14.【答案】【小题】如解析图所示均可 【小题】均可 【小题】如解析图所示 【小题】   【解析】 在坐标系中描点，用平滑的曲线直线将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧。如图所示，由图线可知与横轴的交点。  橡皮筋的长度，由图可得，所以。  利用给出的标度作出和的图示，然后以和为邻边作出平行四边形，过点的对角线即为合力，如图所示。  的作用效果和、两个力的作用效果相同，是、两个力的合力，所以只要比较和的大小和方向，即可得出实验结论。 15.【答案】【小题】从右向左 【小题】      【解析】 由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴时间间隔相同的位置间的距离逐渐减小，所以由题图可知，小车在桌面上是从右向左运动的。  滴水计时器每内共滴下个小水滴，其滴水的时间间隔为 。根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图中点位置时的速度大小为。根据逐差法，共有组数据，舍去中间的一组数据，则加速度 。因此加速度的大小为。 16.【答案】由题意可知，撤掉  后，物体受到的合力与等大反向，将初速度分解到  与垂直于  两个方向，当垂直于  方向的分速度变为时，物块的速度最小，即为，方向沿  ； 撤掉  后，物体的加速度大小为 由垂直于  方向可知   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 17.【答案】  逐渐减小  静摩擦力逐渐增大，滑动后滑动摩擦力又逐渐减小      【解析】解：图中斜面倾角越小，小球下滑的加速度越小，运动时间越长，越容易测量，故A正确； B.图解释了自由落体运动也是匀加速直线运动，不能解释重的物体比轻的物体下落快，故B错误； C.如果没有摩擦力对物体运动的影响，在倾角不同的斜面上，小球上升的高度相同，图中小球上升的高度相同，因此没有考虑摩擦力的影响，故C错误； D.图可以说明力不是维持物体运动的原因，故D错误。 故选：。 由于支持力，物体没有滑动时静摩擦力，滑动后滑动摩擦力，结合牛顿第三定律可知斜面的倾角逐渐增大时，物体对斜面的压力逐渐减小，所受的静摩擦力开始逐渐增大，滑动后滑动摩擦力逐渐减小。 物体做平抛运动，竖直方向上，水平方向上，物体落到斜面上时，水平位移和竖直位移间的关系满足，落到斜面上时，速度与水平方向夹角为，则，联立解得，可知小球落到斜面上时，速度与水平方向夹角相同，则知速度与斜面的夹角也相同，与平抛初速度大小无关，故C正确，ABD错误。 故选：。 整个系统在水平方向上动量守恒，规定水平向右的方向为正方向，利用人船模型可知，根据几何关系有，可得大斜面后退的距离，故D正确，ABC错误。 故选：。 根据匀变速直线运动的位移公式，可知物块的初速度和加速度分别为，，物块速度减小到零的时间，接下来反向运动，因此在内位移大小，初即为末，因此在接下来的内的位移大小，因此总的路程 故答案为：；逐渐减小，静摩擦力逐渐增大，滑动后滑动摩擦力又逐渐减小；；；物体所经过的总路程为。 根据两图对应的实验目的和要求以及能达到的结果进行分析判断； 根据支持力的表达式结合摩擦力的变化情况进行分析解答； 根据平抛运动的速度规律结合位移规律列式求解两夹角的关系，进一步判断是否与速度大小有关； 根据系统动量守恒，利用人船模型列式求解； 根据匀变速直线运动的位移表达式结合题中表达式分析初始条件和加速度，再利用位移规律求解各位移大小，再求总路程。 考查平抛运动的规律，动量守恒的应用以及匀变速直线运动规律等，熟练掌握各知识点和基本解答技巧才能正确完成。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$