2024-2025學(xué)年高中物理第五章曲線運(yùn)動(dòng)1曲線運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE9-曲線運(yùn)動(dòng)(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.曲線運(yùn)動(dòng)肯定是勻變速運(yùn)動(dòng)B.變速運(yùn)動(dòng)肯定是曲線運(yùn)動(dòng)C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體可能沒(méi)有加速度D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體可能受到恒力作用【解析】選D。曲線運(yùn)動(dòng)不肯定是勻變速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;變速運(yùn)動(dòng)不肯定是曲線運(yùn)動(dòng),例如勻變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度肯定發(fā)生變更,則肯定有加速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體可能受到恒力作用,選項(xiàng)D正確。【加固訓(xùn)練】下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中,正確的是()A.速度方向總是沿著位移的方向B.各種曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng)C.加速度的方向與速度的方向總是在一條直線上D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其加速度可能為零【解析】選B。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻變更,且沿曲線的切線方向,即速度是變更的,故A錯(cuò)誤,B正確;物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線上,故C錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度方向肯定變更,肯定具有加速度,故D錯(cuò)誤。2.(多選)跳水運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)難度很大又極具欣賞性的運(yùn)動(dòng),如圖是一位跳水運(yùn)動(dòng)員高臺(tái)跳水時(shí)頭部的運(yùn)動(dòng)軌跡,最終運(yùn)動(dòng)員沿豎直方向以速度v入水,a、b、c、d為運(yùn)動(dòng)軌跡上的四個(gè)點(diǎn),且這四個(gè)點(diǎn)處軌跡的切線均沿豎直方向。關(guān)于運(yùn)動(dòng)員頭部經(jīng)過(guò)這四個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度和加速度,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.經(jīng)過(guò)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)的速度方向均可能豎直向下B.經(jīng)過(guò)a、c兩個(gè)點(diǎn)的速度方向均肯定豎直向下C.經(jīng)過(guò)b、d兩個(gè)點(diǎn)的加速度方向均肯定豎直向上D.經(jīng)過(guò)a、c兩點(diǎn)的加速度方向均肯定豎直向下【解析】選B、D。曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向,所以b、d速度方向不是豎直向下,故A錯(cuò)誤;a、c兩點(diǎn)的切線方向豎直向下,故經(jīng)過(guò)a、c兩個(gè)點(diǎn)的速度方向均肯定豎直向下,故B正確;整個(gè)過(guò)程中,只受重力作用,所以加速度均豎直向下,故C錯(cuò)誤、D正確。3.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B,這時(shí),突然使它所受力反向,大小不變,即由F變?yōu)?F。在此力的作用下,物體以后的運(yùn)動(dòng)狀況,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.物體不行能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B.物體不行能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C.物體不行能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D.物體不行能沿原曲線由B返回A【解析】選A。物體從A運(yùn)動(dòng)到B,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)軌跡是在速度與力的夾角之中,所以物體所受恒力方向應(yīng)是向下的。到達(dá)B點(diǎn)后,力的大小不變方向相反,變成向上。因?yàn)槲矬w在B點(diǎn)的速度方向?yàn)榍芯€方向,即直線Bb,而力與速度方向不同,所以物體不行能做直線運(yùn)動(dòng);由于力的方向發(fā)生了變更,曲線Bc不在力與速度的夾角內(nèi);很明顯,物體不行能由B返回A;而B(niǎo)a在力與速度的夾角內(nèi),物體有可能沿Ba運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B、C、D正確。4.關(guān)于合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是()A.合運(yùn)動(dòng)速度肯定大于分運(yùn)動(dòng)速度B.合運(yùn)動(dòng)加速度不行能與分運(yùn)動(dòng)加速度相同C.合運(yùn)動(dòng)的速度與分運(yùn)動(dòng)的速度沒(méi)有關(guān)系,但合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等D.合位移可能等于兩分位移的代數(shù)和【解析】選D。依據(jù)平行四邊形定則,作出以兩個(gè)互成角度的分速度為鄰邊的平行四邊形,過(guò)兩鄰邊夾角的對(duì)角線表示合速度,對(duì)角線的長(zhǎng)度可能等于鄰邊長(zhǎng)度,也可能小于鄰邊長(zhǎng)度,也可能大于鄰邊長(zhǎng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)的加速度可能大于、等于或小于分運(yùn)動(dòng)的加速度,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等效性、同體性、等時(shí)性等關(guān)系,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;假如兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在同始終線上,且方向相同,其合位移就等于兩分位移的代數(shù)和,選項(xiàng)D正確。5.著陸傘在勻速下降過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng),若風(fēng)速越大,則著陸傘 ()A.下落的時(shí)間越長(zhǎng) B.下落的時(shí)間越短C.落地時(shí)速度越小 D.落地時(shí)速度越大【解析】選D。著陸傘參加了豎直方向的分運(yùn)動(dòng)和水平方向的分運(yùn)動(dòng),水平方向的分運(yùn)動(dòng)對(duì)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)無(wú)影響,故風(fēng)速變大時(shí),下落的時(shí)間不變,故A、B錯(cuò)誤;依據(jù)v=,若風(fēng)速越大,水平風(fēng)速vx越大,則著陸傘落地時(shí)速度越大,故C錯(cuò)誤,D正確。6.如圖甲所示,在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上運(yùn)動(dòng),其v-t圖象如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)的x-t圖象如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.猴子的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B.猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.t=1s時(shí)猴子的速度大小為4m/sD.t=2s時(shí)猴子的加速度大小為0m/s2【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下三點(diǎn):(1)猴子參加了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。(2)通過(guò)運(yùn)動(dòng)的合成,推斷猴子相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)狀況。(3)求出t=2s時(shí)刻猴子在水平方向和豎直方向上的分加速度,依據(jù)平行四邊形定則,求出猴子相對(duì)于地面的加速度?！窘馕觥窟xB。由乙圖知,猴子豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度豎直向下。由丙圖知,猴子水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),則猴子的加速度豎直向下,與初速度方向不在同始終線上,所以猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;x-t圖象的斜率等于速度,則知猴子水平方向的初速度大小為:vx=4m/s,t=0時(shí)猴子豎直方向分速度:vy=8m/s,則t=1s時(shí)猴子豎直分速度為vy′=4m/s,因此t=1s時(shí)猴子的速度大小為:v=m/s=4m/s,故C錯(cuò)誤;v-t圖象的斜率等于加速度,則知猴子的加速度大小為:a==m/s2=4m/s2,故D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)如圖為玻璃自動(dòng)切割生產(chǎn)線示意圖,寬L=0.9m的玻璃以恒定的速度v=0.4m/s向右運(yùn)動(dòng),兩側(cè)的滑軌與玻璃的運(yùn)動(dòng)方向平行,滑桿與滑軌垂直,且可沿滑軌左右移動(dòng),割刀通過(guò)沿滑桿滑動(dòng)和隨滑桿左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)玻璃的切割。為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形,求:(1)滑桿的速度大小和方向。(2)若切割一次的時(shí)間t=3s,則割刀對(duì)地的速度多大?【解析】(1)為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形,滑桿的速度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诓Ａн\(yùn)動(dòng)的速度,所以v桿=v=0.4m/s,方向向右。(2)割刀對(duì)地的速度應(yīng)當(dāng)為滑桿的速度與刀沿桿運(yùn)動(dòng)的速度的合成;刀沿桿的速度大小為v′==m/s=0.3m/s,所以割刀對(duì)地的速度為v刀==0.5m/s。答案:(1)0.4m/s方向向右(2)0.5m/s【加固訓(xùn)練】在自行車賽中,若某一路段車手正在騎自行車以4m/s的速度向正東方向行駛,天氣預(yù)報(bào)報(bào)告當(dāng)時(shí)是正北風(fēng),風(fēng)速也是4m/s,則車手感覺(jué)到的風(fēng)速多大?方向如何?【解析】以人為參考系,氣流水平方向上有向西的v1=4m/s的速度,向南有v2=4m/s的速度,所以合速度為v==4m/s,方向?yàn)槲髂戏较?如圖所示。由圖可知騎車的人感覺(jué)到風(fēng)速方向?yàn)闁|北風(fēng)。答案:4m/s東北風(fēng)8.(12分)如圖所示,甲圖表示某物體在x軸方向上的分速度的v-t圖象,乙圖表示該物體在y軸方向上的分速度的v-t圖象。求:(1)物體在t=0時(shí)的速度大小。(2)t=8s時(shí)物體的速度大小。(3)t=4s時(shí)物體的位移大小?！窘馕觥恳罁?jù)圖象可以知道,物體在x軸方向上以3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),在y軸方向上做初速度為0、加速度為0.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)。(1)在t=0時(shí),物體的速度v==3m/s(2)在t=8s時(shí),物體沿x軸方向的速度為3m/s,物體沿y軸方向的速度為4m/s,所以物體的速度為v==5m/s(3)在4s的時(shí)間內(nèi)物體在x軸方向發(fā)生的位移為x=12m,物體在y軸方向發(fā)生的位移為y=at2=4m,所以4s時(shí)物體發(fā)生的位移為s==4m答案:(1)3m/s(2)5m/s(3)4m(15分鐘·40分)9.(6分)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的合成與分解,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.兩個(gè)速度大小不等的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)肯定是直線運(yùn)動(dòng)C.合運(yùn)動(dòng)是加速運(yùn)動(dòng)時(shí),其分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是加速運(yùn)動(dòng)D.合運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)其分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選A。兩個(gè)速度大小不等的勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的速度是恒定的,故仍舊是勻速直線運(yùn)動(dòng),故A說(shuō)法正確;兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)不肯定是直線運(yùn)動(dòng),如平拋運(yùn)動(dòng),故B說(shuō)法錯(cuò)誤;分運(yùn)動(dòng)可以一個(gè)是勻減速運(yùn)動(dòng),另一個(gè)是反方向初速度較大的勻速直線運(yùn)動(dòng),其合運(yùn)動(dòng)也是加速運(yùn)動(dòng),故C說(shuō)法錯(cuò)誤;合運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),將初速度和加速度都分解可以得到兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),加速度與速度不共線時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng),故兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)可能都是曲線運(yùn)動(dòng),故D說(shuō)法錯(cuò)誤。所以選A?！炯庸逃?xùn)練】(多選)在民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上,運(yùn)動(dòng)員彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2。跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d。下列說(shuō)法中正確的是 ()A.要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短,運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為B.只要擊中側(cè)向的固定目標(biāo),箭在空中運(yùn)動(dòng)合速度的大小肯定是v=C.要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短,運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為D.箭射到靶的最短時(shí)間為【解析】選C、D。當(dāng)箭垂直于馬奔馳方向射出時(shí),箭在空中飛行時(shí)間最短,最短時(shí)間t=,此時(shí)箭在沿馬奔馳方向上的位移x=v1t=,這種狀況運(yùn)動(dòng)員放箭處距離目標(biāo)的距離s==,故A錯(cuò)誤,C、D正確。只有當(dāng)箭垂直于馬奔馳方向射出時(shí),箭在空中運(yùn)動(dòng)合速度的大小是v=,故B錯(cuò)誤。10.(6分)在珠海國(guó)際航展上,殲-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)是此次航展最大的“明星”。殲-20戰(zhàn)機(jī)在著陸過(guò)程中的水平方向初速度為60m/s,豎直方向初速度為6m/s,已知?dú)?20戰(zhàn)機(jī)在水平方向做加速度大小等于2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向做加速度大小等于0.2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),則殲-20戰(zhàn)機(jī)在著陸過(guò)程中 ()A.殲-20戰(zhàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線B.經(jīng)20s殲-20戰(zhàn)機(jī)水平方向的分速度與豎直方向的分速度大小相等C.在前20s內(nèi),殲-20戰(zhàn)機(jī)在水平方向的分位移與豎直方向的分位移大小相等D.殲-20戰(zhàn)機(jī)在前20s內(nèi),水平方向的平均速度為40m/s【解析】選D。戰(zhàn)機(jī)的合速度方向與水平方向夾角為θ,則tanθ==,戰(zhàn)機(jī)的合加速度方向與水平方向的夾角為β,則tanβ==,可以知道戰(zhàn)機(jī)的速度的方向與加速度的方向是相同的,戰(zhàn)機(jī)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;經(jīng)20s殲-20戰(zhàn)機(jī)水平方向的分速度v1=(60-2×20)m/s=20m/s,豎直方向上的分速度為v2=(6-0.2×20)m/s=2m/s,故B錯(cuò)誤;在前20s內(nèi),殲-20戰(zhàn)機(jī)在水平方向的分位移s1=×20m=800m,在豎直方向的分位移h=×20m=80m,故C錯(cuò)誤;殲-20戰(zhàn)機(jī)在前20s內(nèi),水平方向的平均速度為=m/s=40m/s,故D正確。11.(6分)如圖所示,豎直放置且兩端封閉的玻璃管內(nèi)注滿清水,水中放一個(gè)用紅蠟做成的圓柱體,玻璃管倒置時(shí)圓柱體能勻速運(yùn)動(dòng)。已知圓柱體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度是5cm/s,θ=30°,則玻璃管水平運(yùn)動(dòng)的速度是()A.5cm/s B.4.33cm/sC.2.5cm/s D.無(wú)法確定【解析】選B。將實(shí)際速度v分解如圖所示,則玻璃管的水平速度vx=vcosθ=5×cos30°cm/s=5×cm/s=4.33cm/s,所以B正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)在某條寬度為300m的河道中,河水的流速與離河岸的距離的關(guān)系如圖甲所示,若船在靜水中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,渡河時(shí)保持船頭始終與河岸垂直,則()A.船在河水中航行的軌跡是一條直線B.船渡河所用時(shí)間為100sC.船在前半程和后半程做勻變速運(yùn)動(dòng)D.船在行駛過(guò)程中,速度大小先增大后減小【解析】選B、C、D。由于水流的速度隨離河岸的距離變更而變更,因此船在渡河時(shí)合速度方向在不斷變更,其軌跡為曲線,故A錯(cuò)誤;船渡河的時(shí)間由垂直于河岸方向的速度確定,又因船在渡河時(shí),船頭始終與河岸垂直,所以渡河時(shí)間由船在靜水中的速度確定,因此:t=s=100s,故B正確;由圖甲中圖線斜率可知,船在前半程和后半程的加速度大小分別不變,因此船在前半程和后半程做勻變速運(yùn)動(dòng),故C正確;船在渡河過(guò)程中的速度大小先增大后減小,故D