高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng) 課時(shí)作業(yè)

課時(shí)作業(yè)(一)曲線運(yùn)動(dòng)[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定變化的物理量是()A．速率B．速度C．加速度D．合外力答案：B解析：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向一定變化，速度大小不一定變化，A錯(cuò)，B對(duì)．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的合外力或加速度既可能變，也有可能不變，C、D錯(cuò)．2．關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，它一定做曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做曲線運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定在改變C．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的加速度的方向始終和速度的方向一致D．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的加速度的方向始終和所受到的合力方向一致答案：BD解析：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變是指物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，包括速度大小或方向的變化或速度的大小和方向都變化．若物體只改變速度的大小而保持方向不變，則物體做直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．而 曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變，故選項(xiàng)B正確．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力方向與速度方向不共線，而加速度方向就是合力的方向，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，而選項(xiàng)D正確．3．小球在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它受到如圖所示的力F的作用時(shí)，小球可能運(yùn)動(dòng)的方向是()A．Oa B．ObC．Oc D．Od答案：D解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的小球其軌跡應(yīng)向著受力的方向彎曲，故選項(xiàng)D正確．4．翻滾過(guò)山車(chē)是大型游樂(lè)園里比較刺激的一種娛樂(lè)項(xiàng)目．如圖所示，翻滾過(guò)山車(chē)(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過(guò)M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是()A．過(guò)山車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)B．過(guò)山車(chē)做變速運(yùn)動(dòng)C．過(guò)山車(chē)受到的合力等于零D．過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同答案：B解析：過(guò)山車(chē)做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過(guò)山車(chē)的速度是變化的，即過(guò)山車(chē)做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)，B對(duì)；做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零，C錯(cuò)；過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)．5．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在其軌跡曲線上某一點(diǎn)的加速度方向()A．為通過(guò)該點(diǎn)的曲線的切線方向B．與物體在這一點(diǎn)時(shí)所受合力方向垂直C．與物體在這一點(diǎn)的速度方向一致D．與物體在這一點(diǎn)的速度方向的夾角一定不為零答案：D解析：由牛頓第二定律可知，物體的加速度一定與其所受的合力同向，而物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所受的合力與速度方向不在同一直線上，即成一定夾角，故正確選項(xiàng)為D.6．一船在靜水中的速度是6m/s，要渡過(guò)寬為180m、水流速度為8m/s的河流，則下列說(shuō)法中正確的是()A．船相對(duì)于地的速度可能是15m/sB．此船過(guò)河的最短時(shí)間是30sC．此船可以在對(duì)岸的任意位置靠岸D．此船不可能垂直到達(dá)對(duì)岸答案：BD解析：當(dāng)船頭指向始終垂直于河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，最短時(shí)間為t＝eq\f(d,v船)＝30s，由于船相對(duì)于水的速度小于水流速度，根據(jù)平行四邊形定則可知，它們的合速度，即船實(shí)際的速度不可能與河岸垂直，船不可能垂直于河岸行駛，故選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤；由運(yùn)動(dòng)合成的平行四邊形定則知，船相對(duì)于地的速度在2m/s至14m/s之間，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．7．若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度v0的方向及它受到的合力F的方向，圖中a、b、c、d表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，其中正確的是()答案：B解析：當(dāng)物體所受合力的方向與速度方向不在一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡始終處在合力方向與速度方向的夾角之間，且合力F的方向指向軌跡凹側(cè)，據(jù)此可知，選項(xiàng)B正確，A、D錯(cuò)誤．8．如圖甲所示，在一端封閉、長(zhǎng)約1m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)蠟燭塊，將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊．然后將這個(gè)玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時(shí)，將玻璃管水平向右移動(dòng)．假設(shè)從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10cm，玻璃管向右勻加速平移，每1s通過(guò)的水平位移依次是cm、cm、cm、cm.圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過(guò)的水平位移，t＝0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn)．(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中描繪出蠟塊4s內(nèi)的軌跡；(2)求出玻璃管向右平移的加速度a；(3)求t＝2s時(shí)蠟塊的速度v2.答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)5×10－2m/s2(3)m/s解析：(1)如圖所示(2)∵Δs＝aT2∴a＝eq\f(Δs,T2)＝eq\f(5×10－2,1)m/s2＝5×10－2m/s2(3)vy＝eq\f(y,t)＝eq\f,1)m/s＝m/svx＝at＝5×10－2×2m/s＝m/sv2＝eq\r(v\o\al(2,y)＋v\o\al(2,x))＝eq\r＋m/s＝m/s.[能力提升]9．我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)人的協(xié)作和努力，成功發(fā)射升空．如圖所示，“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過(guò)程中，速度逐漸減小．在此過(guò)程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的()答案：C解析：做曲線運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡向合力方向彎曲，A、D錯(cuò)誤；衛(wèi)星速度減小，表明它的合力沿切線方向的分力與速度方向相反，如圖所示，故B錯(cuò)誤，C正確．10．在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體，在幾個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)突然將與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°，則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況的敘述中正確的是()A．物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做加速度為eq\r(2)m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．物體做速度越來(lái)越大的曲線運(yùn)動(dòng)D．物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其速度越來(lái)越大答案：BC解析：物體原來(lái)所受的合力為零，當(dāng)將與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°后，其受力相當(dāng)于如圖所示，其中F是Fx、Fy的合力，即F＝2eq\r(2)N，且大小、方向都不變，是恒力，那么物體的加速度為a＝eq\f(F,m)＝eq\f(2\r(2),2)m/s2＝eq\r(2)m/s2.又因?yàn)镕與v的夾角θ<90°，所以物體做速度越來(lái)越大、加速度恒為eq\r(2)m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．故選項(xiàng)B、C正確．11．關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法中正確的是()A．合運(yùn)動(dòng)的位移一定比每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)的位移大B．兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)C．兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定與合運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D．合運(yùn)動(dòng)的加速度一定比每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的加速度大答案：C解析：速度、加速度以及位移的合成同力的合成一樣，都遵守矢量合成法則——平行四邊形定則，合矢量(對(duì)角線)大小與分矢量(鄰邊)大小的關(guān)系與兩分矢量的夾角有關(guān)，大小關(guān)系是不確定的，故選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤；合運(yùn)動(dòng)是否是直線運(yùn)動(dòng)決定于兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合初速度和合加速度方向的關(guān)系，只有兩者在同一條直線上時(shí)合運(yùn)動(dòng)才是直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，故選項(xiàng)C正確．12．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下，在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡如圖所示，且在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，則恒力F的方向可能是()A．沿＋x方向 B．沿－x方向C．沿＋y方向 D．沿－y方向答案：D解析：根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡位于速度方向和合力方向所夾的范圍內(nèi)且向合力方向彎曲，可知B、C錯(cuò)誤；若拉力F沿＋x方向則速度方向不可能與x軸平行，故A錯(cuò)誤，所以正確選項(xiàng)為D.13．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的恒力F1和F2作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)中保持二力方向不變，但F1突然減小到F1－ΔF，則該質(zhì)點(diǎn)以后()A．一定做變加速曲線運(yùn)動(dòng)B．在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化一定相等C．可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．可能做變加速直線運(yùn)動(dòng)答案：B解析：質(zhì)點(diǎn)原來(lái)是靜止的，在F1、F2的合力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)做的是直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間之后，物體就有了速度，而此時(shí)將F1突然減小為F1－ΔF，F(xiàn)1變小了，它們的合力也就變了，原來(lái)合力的方向與速度的方向在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)做的是直線運(yùn)動(dòng)，把F1改變之后，合力的大小變了，合力的方向也變了，就不再和速度的方向在同一條直線上了，所以此后質(zhì)點(diǎn)將做曲線運(yùn)動(dòng)，由于F1、F2都是恒力，改變之后它們的合力還是恒力，質(zhì)點(diǎn)的加速度就是定值，所以在相等的時(shí)間里速度的增量一定相等，故質(zhì)點(diǎn)在做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．14．已知某船在靜水中的速度為v1＝4m/s，現(xiàn)讓船渡過(guò)某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d＝100m，水流速度為v2＝3m/s，方向與河岸平行．(1)欲使船以最短時(shí)間渡河，航向怎樣？最短時(shí)間是多少？船發(fā)生的位移有多大？(2)欲使船以最小位移渡河，航向又怎樣？渡河所用時(shí)間是多少？答案：見(jiàn)解析解析：(1)當(dāng)渡河時(shí)間最短時(shí)，其速度關(guān)系如圖甲，此時(shí)船頭垂直河岸甲渡河時(shí)間t＝eq\f(d,v1)＝25s，船沿河岸方向位移x＝v2t＝75m船的位移l＝eq\r(d2＋x2)＝125m.乙(2)當(dāng)船渡河位移最小時(shí)，其速度關(guān)系如圖乙，因船在靜水中的速度為v1＝4m/s，大于水流速度v2＝3m/s，故可以使船的實(shí)際速度方向垂直于河岸．如圖所示，設(shè)船頭