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

曲線運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)順時針勻速轉(zhuǎn)動，所以墨水的運(yùn)動方向沿該點(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的條件可知，合力總是在軌跡的凹側(cè)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示，高速攝像機(jī)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(yùn)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(yùn)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(jìn)入軌道的M端沿軌道做曲線運(yùn)動，它從出口N端離開軌道后的運(yùn)動軌跡是()A.aB．bC．cD．d【解析】選C。物體做曲線運(yùn)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(yùn)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(biāo)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(yùn)動B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)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(diǎn)的速度方向都是賽車運(yùn)動的曲線軌跡上對應(yīng)點(diǎn)的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點(diǎn)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(yùn)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(yùn)動裝備風(fēng)阻性能測試和運(yùn)動姿態(tài)風(fēng)阻優(yōu)化在我國已大量運(yùn)用在各類比賽項目中，幫助運(yùn)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(diǎn)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(yùn)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(yùn)動C．P點(diǎn)處的加速度方向可能水平向左D．Q點(diǎn)處的合力方向可能豎直向下【解析】選D。曲線運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，故B錯誤；做曲線運(yùn)動的合外力指向軌跡凹側(cè)，故P點(diǎn)處的加速度方向可能斜向右上方，故C錯誤；由做曲線運(yùn)動的合外力指向軌跡凹側(cè)知Q點(diǎn)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(yùn)動的物體，受到水平恒力F作用后，沿曲線MN運(yùn)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(yùn)動到N的過程中，沿初速度方向做減速運(yùn)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(yùn)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(yùn)動員從直升飛機(jī)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(yùn)動方向與風(fēng)力方向的關(guān)系的角度分析，此后運(yùn)動員將做什么運(yùn)動？【解析】在受到水平方向的風(fēng)力之前，運(yùn)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(yùn)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(yùn)動員將做曲線運(yùn)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(yùn)動軌跡可能是()【解析】選C。羽毛在水平方向做勻速運(yùn)動，在豎直方向做自由落體運(yùn)動，加速度方向向下，根據(jù)合力方向應(yīng)該指向曲線運(yùn)動軌跡凹的一側(cè)可知，羽毛的運(yùn)動軌跡可能是C?！狙a(bǔ)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(yùn)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(yùn)動，風(fēng)停后，物體在重力作用下其運(yùn)動軌跡向重力方向彎曲，B項正確。9．(6分)(2022·揚(yáng)州高一檢測)如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動軌跡的示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時的加速度方向與速度方向的夾角等于90°B．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時的加速度比B點(diǎn)的大D．質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則有A、B、C三點(diǎn)速度與加速度方向夾角大于90°,故選項A、B錯誤;質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動,則加速度不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時的加速度與B點(diǎn)相同,故選項C錯誤;質(zhì)點(diǎn)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(jī)動性等能力的隱形制空戰(zhàn)斗機(jī)。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(diǎn)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(diǎn)的速度方向沿該點(diǎn)運(yùn)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(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)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(yùn)動B．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速直線運(yùn)動C．加速度方向不斷變化的變加速曲線運(yùn)動D．勻速直線運(yùn)動【解析】選B。物體在F1、F2、F3三個共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)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