2019-2020学年高中物理第5章曲线运动第1节曲线运动课时分层训练112270.pdf

1 第 1 节 曲线运动 课时分层训练 基础达标练 1(多选)关于曲线运动的条件，以下说法正确的是()A物体受变力作用才可能做曲线运动 B物体受恒力作用也可能做曲线运动 C物体所受的合外力为零时不可能做曲线运动 D只要所受的合外力不为零，物体就一定做曲线运动 解析：选 BC 物体做曲线运动的条件是合外力的方向与速度的方向不在同一直线上，而不管这个力是恒力还是变力，所以选项 A 错误，B 正确；当物体所受的合外力为零时，其加速度一定为零，此时不可能做曲线运动，选项 C 正确；如果受到的合外力不为零，但合外力的方向与速度的方向在同一直线上，物体将做直线运动，选项 D 错误 2如图所示，假如在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车，关于脱离赛车后的车轮的运动情况，以下说法正确的是()A仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B沿着与弯道垂直的方向飞出 C沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道 D上述情况都有可能 解析：选 C 赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向 脱离的后轮的速度方向就是脱离点所在轨迹的切线方向 所以C 选项正确 3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零 解析：选 D 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 4如图所示，AB和CD是彼此平行且笔直的河岸若河水不流动，小船船头垂直河岸 2 由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P；若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且水流速度处处相等，现使小船船头垂直河岸由A点匀加速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的()A直线P B曲线Q C直线R D曲线S 解析：选 D 小船沿AC方向做匀加速直线运动，该方向合外力恒定，且沿AC方向沿AB方向做匀速直线运动，该方向合外力为零，故AB方向的匀速直线运动和AC方向的匀加速直线运动的合运动为曲线运动，合外力沿AC方向，指向曲线运动轨迹的内侧，故选项 D正确 5(多选)已知河水自西向东流动，流速为v1，小船在静水中的速度为v2，且v2v1，用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置，虚线表示小船过河的路径，则下图中可能正确的是()解析：选 CD 小船的路径应沿合速度方向，不可能与船头指向相同，故选项 A、B 错误，C、D 正确 6如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()AD点的速率比C点的速率大 BA点的加速度与速度的夹角小于 90 CA点的加速度比D点的加速度大 D从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小 解析：选 A 质点做匀变速曲线运动，合力的大小方向均不变，加速度不变，故 C 错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D过程，合力方向与速度方向夹角小于 90，速率增大，故 A 正确；A点的加速度方向与过A的切线 3(即速度方向)夹角大于 90，故 B 错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，故 D 错误 7(多选)关于运动的合成与分解，下列说法正确的是()A合运动的位移是分运动位移的矢量和 B合运动的速度一定会比其中任何一个分速度大 C合运动的时间与分运动的时间相等 D若合运动是曲线运动，则分运动中至少有一个是曲线运动 解析：选 AC 位移是矢量，合位移是分位移的矢量和，选项 A 正确；速度也是矢量，满足平行四边形定则，根据平行四边形的特点，合速度可以比分速度小，选项 B 错误；根据合运动与分运动的等时性，选项 C 正确；两个直线运动的合运动也可以是曲线运动，例如：互成直角的匀速直线运动与匀加速直线运动合成时，合运动是曲线运动 82019 年 2 月，美国多地受到历史上最严重的暴风雪袭击，当局不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为 5 m/s.若飞机停留在离地面 100 m 高处空投物资，由于风的作用，使降落伞和物资获得 2 m/s 的水平向北的速度，求：(1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离 解析：如图所示，物资的实际运动可以看做是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动两个分运动的合运动(1)分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等 所以thvy1005 s20 s.(2)物资落地时vy5 m/s，vx2 m/s，由平行四边形定则得 vvx2vy2 2252 m/s 29 m/s.(3)物资水平方向的位移大小为 xvxt220 m40 m.答案：(1)20 s(2)29 m/s(3)40 m 能力提升练 9(多选)有a、b两个分运动，它们的合运动为c，则下列说法正确的是()4 A若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线 B若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动 C若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动 D若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动 解析：选 CD a、b两个分运动的合初速度与合加速度如果共线，则合运动c必为直线运动，如果不共线，则合运动c必为曲线运动，A 错误；若c为直线运动，a、b可能为匀速运动，也可能为变速直线运动，但a、b的合初速度与合加速度必共线，B 错误；两个匀速直线运动的合运动必为匀速直线运动，C 正确；两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动必为初速度为零的匀加速直线运动，D 正确 10如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()A大小和方向均不变 B大小不变，方向改变 C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变 解析：选 A 橡皮参与了两个分运动，一个是沿水平方向与铅笔速度一样的匀速直线运动，另一个是竖直方向上与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动，这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动，故选项 A 正确 11(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是()A风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害 C运动员下落时间与风力无关 D运动员着地速度与风力无关 解析：选 BC 根据运动的独立性原理，水平方向吹来的风不会影响竖直方向的运动，5 故 A 错误，C 正确；根据速度的合成，落地时速度vvx2vy2，风速越大，vx越大，则降落伞落地时速度越大，故 B 正确，D 错误 12一艘船的船头始终正对河岸方向行驶，如图所示已知船在静水中行驶的速度为v1，水流速度为v2，河宽为d.则下列判断正确的是()A船渡河时间为dv2 B船渡河时间为dv12v22 C船渡河过程被冲到下游的距离为v2v1d D船渡河过程被冲到下游的距离为dv12v22d 解析：选 C 船正对河岸运动，渡河时间最短tdv1，沿河岸运动的位移s2v2tv2v1d，所以 A、B、D 选项错误，C 选项正确 13质量m2 kg 的物体在光滑平面上运动，其分速度 vx和 vy 随时间变化的图象如图所示求：(1)物体受到的合力和初速度；(2)t8 s 时物体的速度；(3)t4 s 时物体的位移 解析：(1)物体在x轴方向有 ax0，y轴方向有ay12 m/s2，由牛顿第二定律得F合may1 N，方向沿 y 轴正方向；由图知v0 x3 m/s，v0y0，所以物体的初速度v03 m/s，方向沿 x 轴正方向(2)当t8 s 时，vx3 m/s，vyayt4 m/s，所以vvx2vy25 m/s，设速度与 x轴的夹角为，则 tan vyvx43.6(3)当t4 s 时，xv0 xt12 m，y12ayt24 m，物体的位移sx2y24 10 m，设位移与x轴的夹角为，则 tan yx 13.答案：(1)1 N，方向沿y轴正方向 3 m/s，方向沿x轴正方向(2)5 m/s，与x轴夹角正切值为43(3)4 10m，与x轴夹角的正切值为13 14如图所示，在水平地面上以速度v做匀速直线运动的汽车，用绳子通过定滑轮吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2.已知v1v.(1)求两绳夹角为时，物体上升的速度大小；(2)在汽车做匀速直线运动的过程中，物体是加速上升还是减速上升？(3)绳子对物体的拉力F与物体所受重力mg的大小关系如何？解析：(1)依据实际效果将汽车的运动分解为沿绳的直线运动和垂直于绳的运动，如图所示，则有v2v1sin，v1v，所以v2vsin.(2)依据v2vsin 可知：当汽车向左做匀速直线运动时，角变大，则 sin 变大，因此物体的运动速度变大，即物体加速上升(3)由于物体加速上升，根据牛顿第二定律知，物体所受合力向上，拉力F大于物体的重力mg.答案：(1)vsin (2)加速上升(3)Fmg