内容正文:
第五章 抛体运动
1.曲线运动
目录
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必备知识 对点集训
关键能力提升练
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必备知识 对点集训
必备知识一 曲线运动的速度方向
1.(教材本节[练习与应用]T1改编)(2023·山东省菏泽市高一统考期中)如图所示的虚线是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,关于运动员头部的速度,下列说法正确的是( )
A.a点速度方向水平向右
B.b点速度为零
C.c点速度方向竖直向下
D.d点速度方向水平向左
解析:在曲线运动中,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向向前,所以a点速度方向水平向左,b点速度方向水平向右,不为零,c点速度方向竖直向上,d点速度方向水平向左,故A、B、C错误,D正确。
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必备知识 对点集训
必备知识二 物体做曲线运动的条件
2.物体做曲线运动的条件为( )
A.物体所受合力为恒力
B.物体所受合力为变力
C.物体所受合力的方向与速度的方向不在同一条直线上
D.物体所受合力的方向与加速度的方向不在同一条直线上
解析:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,合力可以是恒力,也可以是变力,故C正确,A、B错误;由牛顿第二定律可知合力的方向与加速度的方向始终相同,故D错误。
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必备知识 对点集训
必备知识三 曲线运动轨迹与合力方向、速度方向的关系
3.老鹰在天空中飞翔,图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹,关于老鹰在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是( )
解析:速度方向一定沿轨迹的切线方向,故A、D错误;合力方向必定指向图中曲线弯曲的方向,故B正确,C错误。
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必备知识 对点集训
[名师点拨] 曲线运动的轨迹特点
做曲线运动的物体在某一点的速度方向,与它的运动轨迹在该点相切,轨迹曲线向合力方向弯曲,而且处在速度方向与合力方向构成的夹角之间,如图所示,即合力指向轨迹曲线的凹侧。
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必备知识 对点集训
4.撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动。若有水滴从伞面边缘最高处O飞出,如图所示,则飞出伞面后的水滴可能( )
A.沿曲线OA运动
B.沿直线OB运动
C.沿曲线OC运动
D.沿曲线OD运动
解析:水滴从伞面边缘最高处离开,沿切线方向飞出,由于受竖直向下的重力作用,所以运动轨迹向右下方弯曲,故C正确,A、B、D错误。
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必备知识 对点集训
必备知识四 物体运动性质的判断
5.曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式,下面关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.物体只要受到变力的作用,就会做曲线运动
B.物体在恒定的合力作用下一定会做直线运动
C.物体做曲线运动时,合力方向可能发生变化,也可能不变
D.物体在大小不变的合力作用下必做匀变速曲线运动
解析:当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动,A、B错误;物体做曲线运动时,合力的方向可能发生变化,也可能不变,C正确;做匀变速曲线运动的物体所受的合力的大小和方向均不变,D错误。
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必备知识 对点集训
[名师点拨] 运动的五种类型如下:
轨迹特点 加速度特点 运动性质
直线 加速度为零 匀速直线运动
加速度不变 匀变速直线运动
加速度变化 非匀变速直线运动
曲线 加速度不变 匀变速曲线运动
加速度变化 非匀变速曲线运动
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必备知识 对点集训
6.(多选)物体受到几个恒力的作用处于匀速直线运动,若去掉其中一个力,则物体可能( )
A.静止 B.做匀变速直线运动
C.做匀速直线运动 D.做匀变速曲线运动
解析: 物体在几个恒力作用下做匀速直线运动,若去掉其中一个恒力,则物体所受合力与所去掉的恒力等大反向,由牛顿第二定律可知,之后物体的加速度恒定,若合力与物体的速度在同一直线上,则物体做匀变速直线运动,若合力与物体的速度不在同一条直线上,则物体做匀变速曲线运动,A、C错误,B、D正确。
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必备知识 对点集训
关键能力提升练
1.(多选)做曲线运动的质点,其轨迹上某一点的加速度方向( )
A.在该点轨迹曲线的切线方向上
B.与轨迹曲线在该点的切线垂直
C.与质点在该点所受合力方向相同
D.与质点在该点的瞬时速度方向成一定夹角
解析:加速度的方向与合力的方向始终是相同的,加速度的方向与速度的方向无关,但与物体速度变化量的方向有关,做曲线运动的质点,其轨迹上某一点的加速度方向与质点在该点的瞬时速度的方向成一定夹角,C、D正确。
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关键能力提升练
创新考法
2.(2023·北京市平谷区高一下期末)向斜上方抛出的石子,会做曲线运动。关于石子做曲线运动的原因,下列说法最合理的是( )
A.石子的初速度不为零
B.石子所受的合力不为零
C.石子所受重力的方向竖直向下
D.石子所受合力的方向与石子速度的方向不在同一条直线上
解析:由物体做曲线运动的条件可知,石子做曲线运动的原因是:石子所受合力的方向与石子速度的方向不在同一条直线上。故选D。
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关键能力提升练
创新考法
3.(2023·湖北省A9联盟高一校联考)2022年2月5日,中国短道速滑队斩获北京冬奥会中国首金,为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红,已知运动员在赛道上的部分运动轨迹是曲线。关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度可能是恒定的
B.物体所受合力可能为零
C.物体一定受到变力的作用
D.物体速度大小一定时刻改变
解析:物体做曲线运动的条件是所受合力不为零,且所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上,B错误;做曲线运动的物体,受到的合力可能为恒力,也可能为变力,则物体的加速度可能是恒定的,A正确,C错误;做曲线运动的物体,速度方向一定时刻在改变,但速度大小不一定改变,D错误。
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关键能力提升练
创新考法
4.可视作质点的自行车在水平路面上运动的轨迹如图所示,则( )
A.①可能是合力的方向
B.②可能是速度的方向
C.③可能是加速度的方向
D.④可能是加速度的方向
解析:做曲线运动的物体,其速度方向沿轨迹的切线方向,所受合力(加速度)方向指向轨迹凹侧,由此可知,①不指向轨迹凹侧,不可能是合力方向,A错误;②不沿轨迹切线方向,不可能是速度的方向,B错误;③指向轨迹凹侧,可能是加速度的方向,C正确;④不指向轨迹凹侧,不可能是加速度的方向,D错误。
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关键能力提升练
创新考法
5.(2024·天津市部分区高一下期中)一个物体在光滑水平面上运动,速度v的方向如图所示,从A点开始,它受到向前偏右(观察者沿着物体初速度的方向看)的恒定合力F作用。一段时间后,物体可能经过( )
A.Q点
B.B点
C.P点
D.D点
解析:物体做曲线运动时,其运动轨迹夹在速度方向与合力方向之间,由题图可知,只有D点满足要求,则一段时间后,物体可能经过D点,故选D。
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关键能力提升练
创新考法
“细雨斜风作晓寒,淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后,进入如图所示的斜风区并下落一段时间,然后又进入无风区继续运动直至落地,若雨滴受到的阻力可忽略不计,则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
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关键能力提升练
创新考法
解析:雨滴以竖直向下的速度进入斜风区,雨滴在斜风区受到风力与重力,两个力的合力斜向右下方,与速度方向不共线,所以雨滴在此区域内做曲线运动,且运动轨迹在斜风区中应向合力的方向即右下方弯曲,雨滴从斜风区以斜向右下的速度进入无风区,在无风区雨滴仅受重力作用,且重力方向与速度方向也不共线,雨滴运动轨迹为向下方弯曲的曲线,A、B、C错误,D正确。
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关键能力提升练
创新考法
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