【导学案】2021年高中物理人教版必修二教师用书-5.1-曲线运动-配套练习

1.若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,则可能的运动轨迹是()。【解析】依据力的方向与轨迹和速度方向之间的关系推断C项正确。【答案】C2.下列说法正确的是()。A.物体在恒力作用下可能做曲线运动B.物体在变力作用下不行能做曲线运动C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度的方向不在同始终线上D.物体在变力作用下有可能做曲线运动【解析】物体做曲线运动的条件:物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上。这里合外力并未限定是变力还是恒力。物体可以受一个力,也可以受多个力;受力可以是恒力,也可以是变力,所以A、C、D正确,B错误。【答案】ACD3.游泳运动员以恒定的速率垂直河岸横渡,当水速突然增大时,对运动员横渡所经受的路程、时间产生的影响为()。A.路程增长、时间不变B.路程增长、时间缩短C.路程增长、时间增长D.路程与时间均与水速无关【解析】由于渡河时间只取决于河宽和运动员的速度,与水速无关,因此,渡河时间不变。但路程s=v合t,所以,当水速增大时,合速度会增大,路程就会增大。【答案】A4.在曲线运动中,假如运动物体的速率保持不变,那么物体的加速度()。A.肯定不为零B.大小不变,方向与物体运动的方向全都C.大小不变,某点的加速度的方向与该点的曲线的切线方向全都D.大小和方向由物体所受到的合外力打算【解析】物体做速率不变的曲线运动,合外力始终与轨迹垂直,由a=知,a≠0,选项A、D正确。【答案】AD5.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点处的加速度的方向()。A.为通过该点的曲线的切线方向B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直C.与物体在这一点的速度方向全都D.与物体在这一点的速度方向的夹角肯定不为零【解析】加速度由合外力打算,与速度的大小和方向无关,但加速度方向与速度方向不在同一条直线上是物体做曲线运动的条件,选项D正确。【答案】D6.如图所示,小铁球m以初速v0在光滑水平面上运动后,受到磁极的侧向作用力而做如图所示的曲线运动,且经过D点,从图可知磁极的位置及极性可能是()。A.磁极在A位置,极性肯定是N极B.磁极在B位置,极性肯定是S极C.磁极在C位置,极性肯定是N极D.磁极在B位置,极性无法确定【解析】铁球受磁极的吸引力而做曲线运动,运动方向只会向所受吸引力的方向偏转,因而磁极位置只可能在B点而不行能在图中的A点或C点。由于磁极的N极和S极对铁球都有吸引力,故极性无法确定。【答案】D7.飞机现已广泛应用于突发性灾难的救援工作当中。图示为交通部海上救助飞行队将一名在海上身受重伤、生命垂危的渔民接到岸上的情景。为了达到最快速的救援效果,如图所示,飞机经常一边匀速收拢缆绳提升伤员,一边沿着水平方向匀速飞向岸边。(1)从运动合成的观点来看,在此情景中伤员同时参与了哪两个运动?(2)伤员的哪个运动是合运动,哪个运动是分运动?(3)假如已知飞机匀速飞行的速度为v1,匀速收拢缆绳的速度为v2,那么伤员的运动轨迹是怎样的?(竖直向上为y轴正方向,水平向右为x轴正方向)【解析】(1)伤员参与了两个分运动:一个是竖直向上的匀速运动,另一个是水平方向上的匀速运动。(2)伤员斜向上的运动是他的合运动(实际运动)。分运动是竖直向上的匀速运动和水平方向上的匀速运动。(3)由于伤员的两个分运动是相互垂直的,所以伤员的实际速度为v=,大小肯定,伤员做斜向上的匀速直线运动,运动的轨迹方程为y=·x。【答案】见解析8.如图所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的()。A.直线PB.曲线QC.曲线R D.无法确定【解析】红蜡块竖直向上匀速运动的同时还要水平向右匀加速直线运动,合速度大小、方向都在变化,而所受到的合外力的方向却是不变的,所以,运动轨迹必定是曲线,A错误;又由于合外力的方向肯定指向曲线的凹侧,所以轨迹只能是Q,不行能是R,B正确,C错误。【答案】B9.质点以初速度v0从A点开头在光滑水平面上运动,由于受水平斥力的作用,物体的运动轨迹如图中的实线所示,B为该轨迹上的一点,虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的切线,虚线和实线将水平面划分为5个区域。对于施力物体位置的推断,下列说法正确的是()。A.施力物体在①②③⑤区域均有可能B.施力物体可能在①②③区域C.施力物体肯定在①区域D.施力物体肯定在②区域【解析】物体做曲线运动时,其所受合外力方向总是指向曲线的内侧。因此,好像施加斥力的物体在①②③⑤区域均有可能,但由于本题中有条件“虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的切线”,据此分析,若施力物体在③⑤区域施加斥力,则曲线要向①区域弯曲;若在①区域施加斥力,则曲线将越过所画曲线进入③区域。因此施力物体只能在②区域,故选项D正确。【答案】D10.如图所示,一个劈形物体M各面均光滑,上表面水平,在其水平面上放一光滑小球m,现使劈形物体从斜面上由静止开头释放,则小球在遇到斜面前的运动轨迹是(斜面足够长)()。A.沿斜面对下的直线 B.竖直向下的直线C.无规章曲线 D.抛物线【解析】在劈形物体沿斜面下滑的过程中,光滑小球只在竖直方向受力,由于是从静止开头运动,故小球不行能做曲线运动,而只做竖直向下的直线运动,故B选项正确。【答案】B11.水滴自高处由静止开头下落,在落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则()。A.风速越大,水滴下落的时间越长B.风速越大,水滴下落的时间越短C.水滴下落的时间与风速无关D.水滴落地前的速度是沿风速方向的速度和自由下落速度两者的合速度【解析】在有风的状况下,雨滴的运动是雨滴自由下落运动和风吹作用下雨滴水平“飘动”两个分运动的合运动,因此选项D正确。依据运动的独立性,雨滴在竖直方向上的自由下落这一分运动不会受风速的影响,因此雨滴下落的时间与风速的大小无关,故选项A、B均错误,选项C正确。【答案】CD12.如图所示,塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A,小车下装有吊着物体B的吊钩。当小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动时,吊钩将物体B向上吊起,A、B之间的距离以d=H-2t2(SI)(SI表示国际单位制,式中H为吊臂离地面的高度)的规律变化,则物体B做()。A.速度大小不变的曲线运动B.速度渐渐增大的曲线运动C.加速度的大小和方向均不变的曲线运动D.加速度的大小和方向均变化的曲线运动【解析】物体B参与了两个方向上的运动:在水平方向上与小车A以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动;在竖直方向上,由于A、B之间的距离以d=H-2t2(SI)的规律变化,物体B与地面之间的竖直距离s=2t2=at2,所以物体B在竖直方向上以a=4m/s2的加速度向上做匀加速直线运动,则物体B做加速度大小、方向均不变的曲线运动,且速度不断增加。故选项B、C正确。【答案】BC13.在飞机上空投物体时,飞机正在500m的高空以108km/h的速度水平匀速飞行。由于降落伞的作用,物体离开飞机后很短时间内便在空中做匀速运动,降落伞和物体竖直下降的速度为5m/s。求:(1)物体在空中运动的时间。(2)物体在下降过程中水平方向移动的距离。【解析】(1)空投的物体和降落伞参与了两个分运动:水平分运动和竖直分运动。物体下降的时间:t==s=100s。(2)依据运动的等时性,物体在水平方向运动的时间也为100s。物体离开飞机后,其水平分运动的速度等于飞机的速度,即vx=108km/h=30m/s,则物体的水平位移x=vxt=30×100m=3000m。【答案】(1)100s(2)30