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

PAGE9-曲線運(yùn)動(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,下列說法正確的是 ()A.曲線運(yùn)動肯定是勻變速運(yùn)動B.變速運(yùn)動肯定是曲線運(yùn)動C.做曲線運(yùn)動的物體可能沒有加速度D.做曲線運(yùn)動的物體可能受到恒力作用【解析】選D。曲線運(yùn)動不肯定是勻變速運(yùn)動,選項(xiàng)A錯誤;變速運(yùn)動不肯定是曲線運(yùn)動,例如勻變速直線運(yùn)動,選項(xiàng)B錯誤;做曲線運(yùn)動的物體速度肯定發(fā)生變更,則肯定有加速度,選項(xiàng)C錯誤;做曲線運(yùn)動的物體可能受到恒力作用,選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】下列關(guān)于曲線運(yùn)動的說法中,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)動都是變速運(yùn)動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)動的物體,其加速度可能為零【解析】選B。做曲線運(yùn)動的物體的速度方向時刻變更,且沿曲線的切線方向,即速度是變更的,故A錯誤,B正確;物體做曲線運(yùn)動的條件是合力與速度不在同一條直線上,故C錯誤;做曲線運(yùn)動的物體,速度方向肯定變更,肯定具有加速度,故D錯誤。2.(多選)跳水運(yùn)動是一項(xiàng)難度很大又極具欣賞性的運(yùn)動,如圖是一位跳水運(yùn)動員高臺跳水時頭部的運(yùn)動軌跡,最終運(yùn)動員沿豎直方向以速度v入水,a、b、c、d為運(yùn)動軌跡上的四個點(diǎn),且這四個點(diǎn)處軌跡的切線均沿豎直方向。關(guān)于運(yùn)動員頭部經(jīng)過這四個點(diǎn)時的速度和加速度,下列說法中正確的是 ()A.經(jīng)過a、b、c、d四個點(diǎn)的速度方向均可能豎直向下B.經(jīng)過a、c兩個點(diǎn)的速度方向均肯定豎直向下C.經(jīng)過b、d兩個點(diǎn)的加速度方向均肯定豎直向上D.經(jīng)過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錯誤;a、c兩點(diǎn)的切線方向豎直向下,故經(jīng)過a、c兩個點(diǎn)的速度方向均肯定豎直向下,故B正確;整個過程中,只受重力作用,所以加速度均豎直向下,故C錯誤、D正確。3.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動到B,這時,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)動狀況,下列說法錯誤的是 ()A.物體不行能沿曲線Ba運(yùn)動B.物體不行能沿直線Bb運(yùn)動C.物體不行能沿曲線Bc運(yùn)動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)動到B,因?yàn)檫\(yùn)動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;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Ba在力與速度的夾角內(nèi),物體有可能沿Ba運(yùn)動,故A錯誤,B、C、D正確。4.關(guān)于合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系,下列說法正確的是()A.合運(yùn)動速度肯定大于分運(yùn)動速度B.合運(yùn)動加速度不行能與分運(yùn)動加速度相同C.合運(yùn)動的速度與分運(yùn)動的速度沒有關(guān)系,但合運(yùn)動與分運(yùn)動的時間相等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,作出以兩個互成角度的分速度為鄰邊的平行四邊形,過兩鄰邊夾角的對角線表示合速度,對角線的長度可能等于鄰邊長度,也可能小于鄰邊長度,也可能大于鄰邊長度,選項(xiàng)A錯誤;合運(yùn)動的加速度可能大于、等于或小于分運(yùn)動的加速度,選項(xiàng)B錯誤;合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等效性、同體性、等時性等關(guān)系,選項(xiàng)C錯誤;假如兩個分運(yùn)動在同始終線上,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程中遇到水平方向吹來的風(fēng),若風(fēng)速越大,則著陸傘 ()A.下落的時間越長 B.下落的時間越短C.落地時速度越小 D.落地時速度越大【解析】選D。著陸傘參加了豎直方向的分運(yùn)動和水平方向的分運(yùn)動,水平方向的分運(yùn)動對豎直方向的分運(yùn)動無影響,故風(fēng)速變大時,下落的時間不變,故A、B錯誤;依據(jù)v=,若風(fēng)速越大,水平風(fēng)速vx越大,則著陸傘落地時速度越大,故C錯誤,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,其v-t圖象如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運(yùn)動的x-t圖象如圖丙所示。若以地面為參考系,下列說法中正確的是 ()A.猴子的運(yùn)動軌跡為直線B.猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動C.t=1s時猴子的速度大小為4m/sD.t=2s時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)動和豎直方向上的勻減速直線運(yùn)動。(2)通過運(yùn)動的合成,推斷猴子相對于地面的運(yùn)動軌跡以及運(yùn)動狀況。(3)求出t=2s時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,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,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,故A錯誤,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時猴子豎直方向分速度:vy=8m/s,則t=1s時猴子豎直分速度為vy′=4m/s,因此t=1s時猴子的速度大小為:v=m/s=4m/s,故C錯誤;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錯誤。二、計算題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)7.(12分)如圖為玻璃自動切割生產(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,兩側(cè)的滑軌與玻璃的運(yùn)動方向平行,滑桿與滑軌垂直,且可沿滑軌左右移動,割刀通過沿滑桿滑動和隨滑桿左右移動實(shí)現(xiàn)對移動玻璃的切割。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)若切割一次的時間t=3s,則割刀對地的速度多大?【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)動的速度,所以v桿=v=0.4m/s,方向向右。(2)割刀對地的速度應(yīng)當(dāng)為滑桿的速度與刀沿桿運(yùn)動的速度的合成;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)報報告當(dāng)時是正北風(fēng),風(fēng)速也是4m/s,則車手感覺到的風(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時的速度大小。(2)t=8s時物體的速度大小。(3)t=4s時物體的位移大小?！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,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,合運(yùn)動是曲線運(yùn)動。(1)在t=0時,物體的速度v==3m/s(2)在t=8s時,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)動的合成與分解,下列說法中正確的是 ()A.兩個速度大小不等的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動肯定是勻速直線運(yùn)動B.兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動肯定是直線運(yùn)動C.合運(yùn)動是加速運(yùn)動時,其分運(yùn)動中至少有一個是加速運(yùn)動D.合運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動時其分運(yùn)動中至少有一個是勻變速直線運(yùn)動【解析】選A。兩個速度大小不等的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動的速度是恒定的,故仍舊是勻速直線運(yùn)動,故A說法正確;兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動不肯定是直線運(yùn)動,如平拋運(yùn)動,故B說法錯誤;分運(yùn)動可以一個是勻減速運(yùn)動,另一個是反方向初速度較大的勻速直線運(yùn)動,其合運(yùn)動也是加速運(yùn)動,故C說法錯誤;合運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動,將初速度和加速度都分解可以得到兩個分運(yùn)動,加速度與速度不共線時物體做曲線運(yùn)動,故兩個分運(yùn)動可能都是曲線運(yùn)動,故D說法錯誤。所以選A。【加固訓(xùn)練】(多選)在民族運(yùn)動會上,運(yùn)動員彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動員靜止時射出的弓箭速度為v2。跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d。下列說法中正確的是 ()A.要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時間最短,運(yùn)動員放箭處離目標(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)且箭在空中飛行時間最短,運(yùn)動員放箭處離目標(biāo)的距離為D.箭射到靶的最短時間為【解析】選C、D。當(dāng)箭垂直于馬奔馳方向射出時,箭在空中飛行時間最短,最短時間t=,此時箭在沿馬奔馳方向上的位移x=v1t=,這種狀況運(yùn)動員放箭處距離目標(biāo)的距離s==,故A錯誤,C、D正確。只有當(dāng)箭垂直于馬奔馳方向射出時,箭在空中運(yùn)動合速度的大小是v=,故B錯誤。10.(6分)在珠海國際航展上,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,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,則殲-20戰(zhàn)機(jī)在著陸過程中 ()A.殲-20戰(zhàn)機(jī)的運(yùn)動軌跡為曲線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,故A錯誤;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,水中放一個用紅蠟做成的圓柱體,玻璃管倒置時圓柱體能勻速運(yùn)動。已知圓柱體實(shí)際運(yùn)動的速度是5cm/s,θ=30°,則玻璃管水平運(yùn)動的速度是()A.5cm/s B.4.33cm/sC.2.5cm/s D.無法確定【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間的關(guān)系如圖乙所示,渡河時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.船渡河所用時間為100sC.船在前半程和后半程做勻變速運(yùn)動D.船在行駛過程中,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,因此船在渡河時合速度方向在不斷變更,其軌跡為曲線,故A錯誤;船渡河的時間由垂直于河岸方向的速度確定,又因船在渡河時,船頭始終與河岸垂直,所以渡河時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,故C正確;船在渡河過程中的速度大小先增大后減小,故D