2021高中人教物理必修第二册练习：5.1 曲线运动 含解析

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课时素养检测

一曲线运动

(15分钟30分)

一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)

1.一质点(用字母O表示)的初速度v0与所受合力的方向如图所示,质点的运动轨迹用虚线表示,则所画质点的运动轨迹中可能正确的是( )

【解析】选A。轨迹弯向合力的方向,A正确,B、C、D错误。

2.如图所示为水平桌面上的一条弯曲轨道。钢球进入轨道M端沿轨道做曲线运动,它从出口N端离开轨道后的轨迹是 ( )

A.a

B.b

C.c

D.d

【解析】选C。钢球离开轨道时的速度方向与轨道曲线相切,离开轨道后沿直线运动,故选项C正确。

3.鱼在水中沿直线斜向上匀速游动过程中,水对鱼的作用力方向合理

的

是 ( )

【解析】选B。鱼在水中做匀速运动,所受合力为零,故水对鱼的作用力与鱼的重力平衡,即竖直向上。

4.物体做曲线运动时,下列说法错误的是 ( )

A.速度一定变化

B.合力一定不为零

C.加速度一定变化

D.合力方向与速度方向一定不在同一直线上

【解析】选C。既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动的条件是合力与速度不共线,一定存在加速度,曲线运动的物体受到的合外力一定不为零,故A、B正确;曲线运动一定存在加速度,但加速度可以恒定,故C错误;物体所受的合外力和它的速度方向不在同一直线上,物体就是在做曲线运动,故D正确。

5.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定合力F的方向,如图所示,则可能的轨迹是 ( )

【解析】选B。物体做曲线运动时,速度沿曲线的切线方向,合力方向和速度方向不共线,且指向曲线凹的一侧,即运动轨迹在合力方向与速度

方向之间,且向合力的方向弯曲,A、C、D错误,B正确。

6.下列说法正确的是 ( )

A.瞬时速度是矢量,平均速度是标量

B.做直线运动的物体,位移大小可能等于路程

C.做曲线运动的物体,所受的合力可能为零

D.做曲线运动的物体,可能处于平衡状态

【解析】选B。瞬时速度与平均速度都是矢量,故A错误;当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程,故B正确;曲线运动的速度方向是切线方向,时刻改变,一定是变速运动,一定具有加速度,合力一定不为零,不能处于平衡状态,故C、D错误。

二、非选择题(6分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

7.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A 时,小钢珠的运动轨迹是______(填轨迹字母代号);小钢珠的运动轨迹为d时,磁铁________ (选填“可能”或“不可能”)放在位置B。实验表明,当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做______ (选填“直”或“曲”)线运动。

【解析】磁铁放在位置A时,小钢珠受到磁铁的引力方向与初速度的方

向相同,小钢珠将做直线运动,所以将沿轨迹b运动;小钢珠的运动轨迹

为d时,磁铁应在曲线d的内侧,不可能在B的位置;实验表明,当物体

所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。

答案:b不可能曲

(10分钟20分)

8.(6分)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由N向M行驶速度逐渐减

小。图A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你

认为正确的是( )

【解析】选B。由曲线运动条件知,物体所受合力必须在曲线凹侧,故A、

D错误;曲线运动中某点的速度方向为该点的切线方向,又因为汽车速

度减小,做减速运动,又因为减速曲线运动合力和速度方向成钝角,故B

正确,C错误。

9.(14分)一个物体的速度如图中v所示。从位置A开始,它受到向前但

偏左(观察者沿着前进的方向看,下同)的合力。到达B时,这个合力突

然改成与前进方向相同。到达C时,又突然改成向前但偏右的力。物体

最终到达D。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹,并标出B点、C

点和D点。

【解析】从位置A开始,它受到向前但偏左(观察者沿着物体前进方向看,下同)的合力,运动的轨迹位于F与v之间。到达B时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同,所以受力的方向与速度的方向相同,做直线运动。到达C时,又突然改为向前但偏右的力,物体的轨迹向上发生偏转,该偏转的过程中是逐步发生偏转,不能发生突变。

答案:如图所示

【补偿训练】

下列关于物体做曲线运动的说法正确的是 ( )

A.曲线运动速度可以不变

B.曲线运动轨迹是曲线

C.物体受到的合力和速度方向一致也可以做曲线运动

D.物体受到的合力与速度方向相反才能做曲线运动

【解析】选B。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,速度的方向不断变化,所以曲线运动的速度一定是变化的,故A错误;曲线运动的轨迹是曲线,故B正确;根据曲线运动的条件可知,物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一条直线上,故C错误;物体受到的合力与速度方向相反时,物体仍然做直线运动,故D错误。

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