2022-2023學(xué)年人教必修第二冊 5.1 曲線運動 作業(yè)

曲線運動(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．如圖所示的陀螺是中國民間傳統(tǒng)的娛樂工具，也是我們很多人小時候喜歡玩的玩具。從上往下看(俯視)，若陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動，此時滴一滴墨水到陀螺上，則被甩出的墨水徑跡可能是圖中的哪一個()【解析】選D。陀螺的邊緣上的墨水沿切線方向飛出，所以A、B錯誤；陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動，所以墨水的運動方向沿該點的切線方向，故C錯誤，D正確。2．(2021·廣東學(xué)業(yè)水平考試)在光滑水平桌面上，滑塊以速度v0向右做勻速直線運動，從某時刻開始，在水平面內(nèi)受到一個與速度v0方向垂直的恒力F作用，如圖所示。此后滑塊的運動軌跡可能是()A．直線OPB．曲線OQC．曲線OND．直線OM【解析】選C。由曲線運動的條件可知，合力總是在軌跡的凹側(cè)?！狙a償訓(xùn)練】如圖所示，高速攝像機記錄了一名擅長飛牌的魔術(shù)師的飛牌過程，虛線是飛出的撲克牌的軌跡，則圖中撲克牌所受合力F與速度v關(guān)系正確的是()【解析】選A。做曲線運動的物體速度方向沿切線方向，而受到的合力應(yīng)該指向運動軌跡彎曲的凹側(cè)，由此可以判斷B、C、D錯誤，A正確。3．如圖所示為水平桌面上的一條彎曲軌道。鋼球進入軌道的M端沿軌道做曲線運動，它從出口N端離開軌道后的運動軌跡是()A.aB．bC．cD．d【解析】選C。物體做曲線運動的條件是合力方向與速度方向不在同一條直線上，速度的大小可以不變，但方向時刻變化，由于外力的作用，其狀態(tài)不斷改變，當(dāng)離開末端時，由于慣性作用，仍保持原來運動的方向，即沿著曲線的切線方向，故C正確，A、B、D錯誤。4.2022年3月20日，在F1錦標賽巴林站比賽中，中國車手周冠宇獲得第A．仍然沿著汽車行駛的彎道運動B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道D．上述情況都有可能【解析】選C。賽車沿彎道行駛，任一時刻賽車上任何一點的速度方向都是賽車運動的曲線軌跡上對應(yīng)點的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點所在軌跡的切線方向。所以選項C正確。5．(2022·鹽城高一檢測)運動員出色表現(xiàn)的背后，不僅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用風(fēng)洞實驗室為運動裝備風(fēng)阻性能測試和運動姿態(tài)風(fēng)阻優(yōu)化在我國已大量運用在各類比賽項目中，幫助運動員提高成績。為了更加直觀地研究風(fēng)洞里的流場環(huán)境，我們可以借助絲帶和點燃的煙線輔助觀察，如圖甲所示。在某次實驗中獲得一重力可忽略不計的煙塵顆粒做曲線運動的軌跡，如圖乙所示，下列說法中正確的是()A．煙塵顆粒速度始終不變B．煙塵顆粒一定做勻變速曲線運動C．P點處的加速度方向可能水平向左D．Q點處的合力方向可能豎直向下【解析】選D。曲線運動的速度大小可能不變，但方向一定在變，故A錯誤；做曲線運動的合外力指向軌跡凹側(cè)，可知煙塵顆粒所受的力在變化，故不可能是勻變速曲線運動，故B錯誤；做曲線運動的合外力指向軌跡凹側(cè)，故P點處的加速度方向可能斜向右上方，故C錯誤；由做曲線運動的合外力指向軌跡凹側(cè)知Q點處的合力方向可能豎直向下，故D正確。6．在光滑水平面上運動的物體，受到水平恒力F作用后，沿曲線MN運動，速度方向改變了90°，如圖所示，則此過程中，物體受到的恒力可能是()A.F1B．F2C．F3D．【解析】選B。由題圖可知，物體從M運動到N的過程中，沿初速度方向做減速運動，故物體受到與初速度方向相反的一個分力；同時物體向右做加速運動，故物體還受到向右的一個分力。由平行四邊形定則知，物體受到的合力方向可能沿F2方向，B正確。二、非選擇題(14分)7．跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目，如圖所示，當(dāng)運動員從直升飛機上由靜止跳下后，在下落過程中打開降落傘之前，某時刻開始受到水平風(fēng)力的影響。請問從運動方向與風(fēng)力方向的關(guān)系的角度分析，此后運動員將做什么運動？【解析】在受到水平方向的風(fēng)力之前，運動員已經(jīng)獲得了豎直向下的速度，當(dāng)受到水平風(fēng)力后，由于運動員此時所受的合力方向與速度方向不在同一條直線上，所以在打開降落傘之前，運動員將做曲線運動。答案：見解析(15分鐘30分)8．(6分)(2022·連云港高一檢測)如圖所示，內(nèi)壁光滑的牛頓管抽成真空，現(xiàn)讓牛頓管豎直倒立，同時水平向右勻速移動，則管中羽毛的運動軌跡可能是()【解析】選C。羽毛在水平方向做勻速運動，在豎直方向做自由落體運動，加速度方向向下，根據(jù)合力方向應(yīng)該指向曲線運動軌跡凹的一側(cè)可知，羽毛的運動軌跡可能是C?！狙a償訓(xùn)練】一物體由靜止開始自由下落，下落的同時受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一段時間風(fēng)突然停止，則其運動的軌跡可能是圖中的()【解析】選B。物體在風(fēng)力和重力的合力作用下沿斜向右下方做直線運動，風(fēng)停后，物體在重力作用下其運動軌跡向重力方向彎曲，B項正確。9．(6分)(2022·揚州高一檢測)如圖所示為質(zhì)點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖，且質(zhì)點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中，下列說法中正確的是()A.質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角等于90°B．質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C．質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大D．質(zhì)點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小【解析】選D。質(zhì)點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則有A、B、C三點速度與加速度方向夾角大于90°,故選項A、B錯誤;質(zhì)點做勻變速曲線運動,則加速度不變,所以質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度與B點相同,故選項C錯誤;質(zhì)點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小,故選項D正確。10．(18分)殲-20A是一款具備高隱身性、高態(tài)勢感知、高機動性等能力的隱形制空戰(zhàn)斗機。問題：(1)如果殲-20A在某次飛行過程中沿曲線MN加速向上爬升，請問在飛行過程中其所受合力方向與速度方向具有怎樣的關(guān)系？(2)在圖中最能表示殲-20A在P點的速度方向與其受到合力方向的分別是哪個序號？【解析】(1)由于殲-20A沿曲線加速爬升，所以其所受合力方向與速度方向的夾角為銳角。(2)由于速度方向與軌跡切線方向一致，所以在P點的速度方向沿該點運動軌跡的切線方向，是③；由于殲-20A所受合力方向與速度方向的夾角為銳角，所以它所受合力方向應(yīng)該為②。答案：見解析(10分)11．(多選)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)。物體可能做()A．加速度大小為eq\f(F3,m)的勻變速直線運動B．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速直線運動C．加速度方向不斷變化的變加速曲線運動D．勻速直線運動【解析】選B。物體在F1、F2、F3三個共點力作用下做勻速直線運動,三力平衡,必有F3與F1、F2的合力等大反向。當(dāng)F3大小不變,方向改變90°時,F1、F2合力大小仍等于F3大小,方向與改變方向后的F3夾角為90°,故F合=2F3,加速度a=eq\f(F合,m)＝eq\f(\r(2)F3,m),但因不知原速度方向,故加速