内容正文:
第1节 曲线运动 同步检测
基础对点练
一、选择题:
考点一 曲线运动的速度方向
1.如图所示是一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹示意图,最后运动员以速度v沿竖直方向入水.则在轨迹的a、b、c、d四个位置中,头部的速度沿竖直方向的是( )
A.a位置 B.b位置
C.c位置 D.d位置
2.(多选)如图所示,一物体沿曲线ABC由A运动到C,则关于物体从A到C的运动,下列说法正确的是( )
A.物体的位移小于路程
B.物体的位移有可能大于路程
C.物体在C点的速度方向由A指向C
D.物体在C点的速度方向沿曲线在C点的切线方向
考点二 曲线运动的条件 曲线运动的性质
3.关于物体做曲线运动的条件,以下说法中正确的是( )
A.初速度不为零的物体,受到与初速度的方向不在同一直线上的外力作用
B.物体可以不受到外力作用
C.物体加速度的方向必须发生变化
D.物体受到的外力与加速度有一夹角
4.做曲线运动的物体,在运动过程中,下列物理量一定改变的是( )
A.速率 B.速度
C.加速度 D.合外力
5.物体做曲线运动,在其运动轨迹上某一点的加速度方向( )
A.为通过该点的曲线的切线方向
B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点的速度方向一致
D.与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为0
6.(多选)下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.任何曲线运动都是变速运动
B.任何变速运动都是曲线运动
C.做曲线运动的物体速度有可能不变
D.做曲线运动的物体所受合力可能不变
考点三 曲线运动的轨迹与合力方向的关系
7.在光滑水平面上以速度v做匀速直线运动的小球,受到一个跟它的速度方向不在同一直线上的水平恒力F的作用后,获得加速度a.下列四幅图中,能正确反映v、F、a及小球运动轨迹(虚线)之间的关系的是( )
8.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
能力综合练
一、选择题:
9.一运动物体经过P点时,其速度v与合力F的方向不在同一直线上,当物体运动到Q点时,突然使合力的方向与速度方向相同直至物体运动经过M点,若用虚线表示物体的运动轨迹,则下列图中可能正确的是(其中C、D选项中的QM段均是直线)( )
10.一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间内风力突然停止,则其运动的轨迹可能是( )
11.如图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知质点在B点的速度方向与加速度方向相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.经过一段时间速度方向与加速度方向重合
B.在A点的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
C.在A点的加速度比在D点的加速度大
D.从A到D过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直减小
12.在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90°,如图所示,则此过程中,物体受到的恒力可能是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
13.(多选)质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,保持其他力不变,则质点( )
A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动
C.一定做非匀变速运动 D.可能做曲线运动
14.(多选)如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,突然使它所受的力方向反向而大小不变,即由F变为-F,若BD为曲线AB上B点的切线,则该物体( )
A.不可能沿曲线BE运动
B.不可能沿直线BD运动
C.不可能沿曲线BC运动
D.不可能沿原曲线由B返回A
拓展提升
15.(多选)在光滑平面上的一运动质点以速度v通过原点O,v与x轴成α角(如图所示),与此同时,质点上加有沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy,则( )
A.因为有Fx,质点一定做曲线运动
B.如果Fy>Fx,质点向y轴一侧做曲线运动
C.如果Fy=Fxtan α,质点做直线运动
D.如果Fy<Fxtan α,质点偏向x轴一侧做曲线运动
参考答案:
1.答案 C解析 头部的运动轨迹是曲线,曲线上任一点的切线方向为头部在该点的速度方向,由题图可知,c点的速度方向竖直向下,故C正确.
答案 C解析 头部的运动轨迹是曲线,曲线上任一点的切线方向为头部在该点的速度方向,由题图可知,c点的速度方向竖直向下,故C正确.
2.答案 AD
3.答案 A解析 初速度不为零的物体,受到与初速度的方向不在同一直线上的外力作用时,物体做曲线运动,A正确;做曲线运动的物体必须要受到外力的作用,B错误;做曲线运动的物体的加速度的方向不一定发生变化,C错误;根据牛顿第二定律可知,物体受到的外力与加速度是同向的,D错误.
4.答案 B
5.答案 D解析 加速度的方向就是合外力的方向,由物体做曲线运动的条件可知,加速度的方向与速度的方向一定不在同一直线上.
6.答案 AD解析 做曲线运动的物体在某一点的速度方向沿曲线在该点的切线方向,时刻在发生变化,故曲线运动是变速运动,选项A正确,选项C错误;变速运动也可能是速度大小改变方向不变的变速直线运动,选项B错误;曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一直线上,合力可能是恒力,选项D正确.
7.答案 C解析 小球做匀速直线运动时,受力平衡,当受到一个与运动方向不在同一直线上的水平恒力F的作用时,因合力方向与速度方向不在同一直线上,所以小球一定做曲线运动且合力的方向指向运动轨迹的凹侧,根据牛顿第二定律可知,加速度方向与合力方向相同,故C正确.
8.答案 C解析 水滴在最高处离开伞边缘,沿切线方向飞出,由于受重力作用,所以轨迹向下偏转,但不会是圆周运动 ,故C正确.
9.答案 C解析 经过P点时,其速度v与合力F的方向不在同一直线上,物体做曲线运动,合力应指向运动轨迹的凹侧,当合力方向与速度方向相同时,物体做直线运动,所以从Q到M做直线运动,故C正确.
10.答案 C解析 当有水平向右的风力时,合力斜向右下方,轨迹向右弯曲,风力停止时,合力向下,轨迹向下弯曲,且轨迹不能突变,故C项正确.
11.答案 D解析 质点做匀变速曲线运动,合外力的大小和方向均不变,加速度不变,故C错误;由在B点的速度方向与加速度方向相互垂直可知,合外力方向与轨迹上过B点的切线垂直且向下,质点在A点的加速度方向与速度方向的夹角大于90°,故B错误;从A到D过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直变小,故D正确;在曲线运动中,速度方向越来越趋近于合力方向,方向不会重合,所以也不与加速度方向重合,故A错误.
12.答案 B解析 若恒力为F1,则物体将会做直线运动,故恒力不可能为F1;在曲线运动中,速度方向越来越趋近于合力方向,不会与合力方向重合,故恒力可能为F2,选B.
13.答案 AD解析 质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动.由题意可知,当突然撤去F1时,质点受到的合力大小等于F1的大小,方向与F1的方向相反,故选项A正确,C错误;在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,质点做匀变速直线运动;二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是:F1的方向和速度方向在同一直线上),也可能做曲线运动(条件是:F1的方向和速度方向不在同一直线上),故选项B错误,D正确.
14.答案 BCD解析 当物体运动到B点时,速度方向沿曲线AB在B点的切线方向,即BD方向,此时力F突然变为-F,即受力由指向下方变为指向上方,物体运动的轨迹应位于合力方向与速度方向之间,根据题图可知,运动轨迹只能向上弯曲,即可能沿曲线BE运动,不可能沿直线BD或曲线BC运动,更不会沿原曲线由B返回A,故A错误,B、C、D正确.
15.答案 CD解析 质点所受合外力方向与速度方向不在同一直线上时,质点做曲线运动;若所受合外力始终与速度同方向,则做直线运动.若Fy=Fxtan α,则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上(如图所示),此时质点做直线运动;若Fy<Fxtan α,即tan α>,则Fx、Fy的合力F与x轴的夹角β<α,则质点偏向x轴一侧做曲线运动.
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