2022-2023学年人教必修第二册 5.1 曲线运动 作业

曲线运动(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．如图所示的陀螺是中国民间传统的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺上，则被甩出的墨水径迹可能是图中的哪一个()【解析】选D。陀螺的边缘上的墨水沿切线方向飞出，所以A、B错误；陀螺立在某一点顺时针匀速转动，所以墨水的运动方向沿该点的切线方向，故C错误，D正确。2．(2021·广东学业水平考试)在光滑水平桌面上，滑块以速度v0向右做匀速直线运动，从某时刻开始，在水平面内受到一个与速度v0方向垂直的恒力F作用，如图所示。此后滑块的运动轨迹可能是()A．直线OPB．曲线OQC．曲线OND．直线OM【解析】选C。由曲线运动的条件可知，合力总是在轨迹的凹侧。【补偿训练】如图所示，高速摄像机记录了一名擅长飞牌的魔术师的飞牌过程，虚线是飞出的扑克牌的轨迹，则图中扑克牌所受合力F与速度v关系正确的是()【解析】选A。做曲线运动的物体速度方向沿切线方向，而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的凹侧，由此可以判断B、C、D错误，A正确。3．如图所示为水平桌面上的一条弯曲轨道。钢球进入轨道的M端沿轨道做曲线运动，它从出口N端离开轨道后的运动轨迹是()A.aB．bC．cD．d【解析】选C。物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，速度的大小可以不变，但方向时刻变化，由于外力的作用，其状态不断改变，当离开末端时，由于惯性作用，仍保持原来运动的方向，即沿着曲线的切线方向，故C正确，A、B、D错误。4.2022年3月20日，在F1锦标赛巴林站比赛中，中国车手周冠宇获得第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。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点所在轨迹的切线方向。所以选项C正确。5．(2022·盐城高一检测)运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中，帮助运动员提高成绩。为了更加直观地研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是()A．烟尘颗粒速度始终不变B．烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动C．P点处的加速度方向可能水平向左D．Q点处的合力方向可能竖直向下【解析】选D。曲线运动的速度大小可能不变，但方向一定在变，故A错误；做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，可知烟尘颗粒所受的力在变化，故不可能是匀变速曲线运动，故B错误；做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，故P点处的加速度方向可能斜向右上方，故C错误；由做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧知Q点处的合力方向可能竖直向下，故D正确。6．在光滑水平面上运动的物体，受到水平恒力F作用后，沿曲线MN运动，速度方向改变了90°，如图所示，则此过程中，物体受到的恒力可能是()A.F1B．F2C．F3D．【解析】选B。由题图可知，物体从M运动到N的过程中，沿初速度方向做减速运动，故物体受到与初速度方向相反的一个分力；同时物体向右做加速运动，故物体还受到向右的一个分力。由平行四边形定则知，物体受到的合力方向可能沿F2方向，B正确。二、非选择题(14分)7．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，在下落过程中打开降落伞之前，某时刻开始受到水平风力的影响。请问从运动方向与风力方向的关系的角度分析，此后运动员将做什么运动？【解析】在受到水平方向的风力之前，运动员已经获得了竖直向下的速度，当受到水平风力后，由于运动员此时所受的合力方向与速度方向不在同一条直线上，所以在打开降落伞之前，运动员将做曲线运动。答案：见解析(15分钟30分)8．(6分)(2022·连云港高一检测)如图所示，内壁光滑的牛顿管抽成真空，现让牛顿管竖直倒立，同时水平向右匀速移动，则管中羽毛的运动轨迹可能是()【解析】选C。羽毛在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动，加速度方向向下，根据合力方向应该指向曲线运动轨迹凹的一侧可知，羽毛的运动轨迹可能是C。【补偿训练】一物体由静止开始自由下落，下落的同时受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的()【解析】选B。物体在风力和重力的合力作用下沿斜向右下方做直线运动，风停后，物体在重力作用下其运动轨迹向重力方向弯曲，B项正确。9．(6分)(2022·扬州高一检测)如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角等于90°B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小【解析】选D。质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°,故选项A、B错误;质点做匀变速曲线运动,则加速度不变,所以质点经过D点时的加速度与B点相同,故选项C错误;质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小,故选项D正确。10．(18分)歼­20A是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形制空战斗机。问题：(1)如果歼­20A在某次飞行过程中沿曲线MN加速向上爬升，请问在飞行过程中其所受合力方向与速度方向具有怎样的关系？(2)在图中最能表示歼­20A在P点的速度方向与其受到合力方向的分别是哪个序号？【解析】(1)由于歼­20A沿曲线加速爬升，所以其所受合力方向与速度方向的夹角为锐角。(2)由于速度方向与轨迹切线方向一致，所以在P点的速度方向沿该点运动轨迹的切线方向，是③；由于歼­20A所受合力方向与速度方向的夹角为锐角，所以它所受合力方向应该为②。答案：见解析(10分)11．(多选)质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°(大小不变)。物体可能做()A．加速度大小为eq\f(F3,m)的匀变速直线运动B．加速度大小为eq\f(\r(2)F3,m)的匀变速直线运动C．加速度方向不断变化的变加速曲线运动D．匀速直线运动【解析】选B。物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动,三力平衡,必有F3与F1、F2的合力等大反向。当F3大小不变,方向改变90°时,F1、F2合力大小仍等于F3大小,方向与改变方向后的F3夹角为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