高中物理必修二51曲線運(yùn)動(dòng)（解析版）

1、21世紀(jì)教育網(wǎng) 精品試卷第 PAGE 2 頁 （共 NUMPAGES 2 頁）5.1 曲線運(yùn)動(dòng) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng).2.理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，并能用于分析曲線運(yùn)動(dòng)的一些實(shí)例【知識要點(diǎn)】1、速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向2、運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)3、曲線運(yùn)動(dòng)的條件：4、合力方向與軌跡的關(guān)系無力不拐彎，拐彎必有力曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說合力的方向總是指向曲線的“凹”側(cè)5、合力方向與速率變化的關(guān)系(1)當(dāng)合力方向與速

2、度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率增大(2)當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減小(3)當(dāng)合力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變【題型分類】題型一、對曲線運(yùn)動(dòng)的理解【例1】翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項(xiàng)目如圖所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)下列說法正確的是()A過山車做勻速運(yùn)動(dòng)B過山車做變速運(yùn)動(dòng)C過山車受到的合外力等于零D過山車經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同解析過山車做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過山車的速度也是時(shí)刻變化的，即過山車做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)，B對；做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度，由牛

3、頓第二定律可知物體所受合外力一定不為零，C錯(cuò)；過山車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)答案B【同類練習(xí)】 1下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A物體所受合外力一定不為零，其大小方向都在不斷變化B速度的大小和方向都在不斷變化C物體的加速度可能變化，也可能不變化D一定是變速運(yùn)動(dòng)答案CD解析物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受合外力F合的方向與速度方向不在同一直線上，物體速度方向時(shí)刻改變，D項(xiàng)正確當(dāng)F合為恒力時(shí)，加速度恒定，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F合為變力時(shí)，加速度不斷改變，物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確當(dāng)F合方向始終與速度方向垂直時(shí)，物體的速度方向時(shí)刻變化，但速度大小不

4、變，B項(xiàng)錯(cuò)題型二、對曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解【例2】一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體突然受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上的恒力作用時(shí)，則物體()A繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)B一定做曲線運(yùn)動(dòng)C可能做直線運(yùn)動(dòng)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)D運(yùn)動(dòng)的形式不能確定解析當(dāng)合外力方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)答案B【同類練習(xí)】1.質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下處于平衡狀態(tài)，若突然撤去F1，則質(zhì)點(diǎn)()A一定做勻變速運(yùn)動(dòng) B可能做直線運(yùn)動(dòng)C一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D一定做曲線運(yùn)動(dòng)答案AB解析由題意可知，當(dāng)突然撤去F1時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到的合外力大小等于F1，方向與F1相反，質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，加速度恒定的

5、運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)，故A正確，C錯(cuò)誤在撤去F1之前，質(zhì)點(diǎn)保持平衡，有兩種可能：一是質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則撤去F1后，它一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；二是質(zhì)點(diǎn)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則撤去F1后，質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(dòng)(條件是F1的方向和速度方向在同一條直線上)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)(條件是F1的方向和速度方向不在同一條直線上)，故B正確，D錯(cuò)誤2質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力，下列圖像可能正確的是()答案D解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向就是曲線上那一點(diǎn)的切線方向，曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡向合外力的方向彎曲，而合外力的方向就是加速度的方向，故只有D項(xiàng)正

6、確3如圖所示，物體在恒力F的作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B.這時(shí)突然使恒力反向，大小不變，即由F變?yōu)镕.在此力作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法錯(cuò)誤的是()A物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B物體不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D物體不可能沿原曲線由B返回A答案C題型三、合外力對曲線運(yùn)動(dòng)的影響【例3】在光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，受幾個(gè)共點(diǎn)力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)突然將與速度方向相反的2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90，則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是()A物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B物體做加速度為eq r(2) m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C物體做速度越來越大的曲線運(yùn)動(dòng)D物體做非勻變速曲線運(yùn)

7、動(dòng)，其速度越來越大解析物體原來所受合外力為零，當(dāng)將與速度方向相反的2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90后其受力相當(dāng)于如圖所示，其中F是Fx、Fy的合力，即F2eq r(2) N，且大小、方向都不變，是恒力，那么物體的加速度為aeq f(F,m)eq f(2r(2),2) m/s2eq r(2) m/s2恒定又因?yàn)镕與v的夾角90，所以物體做速度越來越大、加速度恒為eq r(2) m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)故正確答案是B、C.答案BC【同類練習(xí)1質(zhì)點(diǎn)沿如圖所示的軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，已知其速度逐漸減小，圖中能正確表示質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)處受力的是()答案C解析把力F分解為一個(gè)與速度方向在同一直線上的分力F1、一個(gè)與速度方

8、向垂直的分力F2，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)中力F應(yīng)指向軌跡的“凹側(cè)”，可排除A、D；在B項(xiàng)中，F(xiàn)1的方向與v的方向同向，使質(zhì)點(diǎn)從A到B加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)；在C項(xiàng)中，F(xiàn)1的方向與v的方向相反，使質(zhì)點(diǎn)從A到B減速運(yùn)動(dòng)，故C正確【成果鞏固訓(xùn)練】1關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的速度描述正確的是（ ）A速度的大小與方向都在不斷的變化B速度的大小不斷變化，速度的方向不一定變化C速度的方向不斷變化，速度的大小不一定變化D速度的方向總是垂直于曲線在該點(diǎn)的切線【答案】C【解析】曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定改變，但速度大小不一定變化，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤，C正確；曲線的某點(diǎn)的切線方向即為質(zhì)點(diǎn)在該點(diǎn)的速度方向，故D錯(cuò)誤。所以C正確，ABD錯(cuò)誤

9、。2如圖所示，物體沿曲線點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)。關(guān)于物體在段的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）A物體的速度可能不變 B物體的速度可能均勻變化C點(diǎn)的速度方向由指向 D物體的加速度一定變化【答案】B【解析】A物體做曲線運(yùn)動(dòng)，速度的方向發(fā)生了變化，所以速度一定是變化的。故A錯(cuò)誤；BD 物體做曲線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小和方向可能保持不變，即速度可能是均勻變化的，如類平拋運(yùn)動(dòng)，故B正確D錯(cuò)誤；C a點(diǎn)速度的方向沿曲線的切線的方向，不是a指向b。故C錯(cuò)誤；3關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 （ ）A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力一定不斷變化B做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度一定不斷變化C做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度一定不斷變化D做曲線運(yùn)動(dòng)的物體

10、的動(dòng)能一定不斷變化【答案】C【解析】【詳解】曲線運(yùn)動(dòng)的合力與加速度不一定變化，比如平拋運(yùn)動(dòng)；但是曲線運(yùn)動(dòng)的速度一定變化，因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)的速度方向一直在變；動(dòng)能不一定變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，ABD錯(cuò)誤C正確。4下列說法正確的是（）A如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)，則一定是變速運(yùn)動(dòng)B如果物體做變速運(yùn)動(dòng)，則一定是曲線運(yùn)動(dòng)C如果物體受到的力是變力，則一定做曲線運(yùn)動(dòng)D如果物體的速度大小和加速度大小都不變，則一定做直線運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】A、如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)，則物體的速度方向時(shí)刻在變，因此一定是變速運(yùn)動(dòng)，故A正確；B、如果物體做變速運(yùn)動(dòng)，可能只是大小變化，不一定做曲線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、如果物體受到的力是變力，若方向

11、與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，可能只是做變速直線運(yùn)動(dòng)，不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、如果物體的速度大小和加速度大小都不變，但方向有可能會(huì)變，不一定做直線運(yùn)動(dòng)，例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。5在足球場上罰任意球時(shí)，運(yùn)動(dòng)員踢出的“香蕉球”，在行進(jìn)中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門，守門員“望球莫及”，其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向，下列說法正確的是()A合外力的方向與速度方向在一條直線上B合外力的方向沿軌跡切線方向，速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)C合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向D合外力方向指向軌跡外側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向【答案】C【解析】足球做曲線運(yùn)動(dòng)，則其速度方向?yàn)?/p>

12、軌跡的切線方向；根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè)。A合外力的方向與速度方向在一條直線上，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B合外力的方向沿軌跡切線方向，速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D合外力方向指向軌跡外側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；6一物體由靜止開始下落一小段時(shí)間后，突然受一恒定水平風(fēng)力的影響，但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)軌跡的情況可能是（ ）A BC D【答案】C【解析】物體由靜止開始下落先做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受到水平方向的水平風(fēng)力時(shí)，合力的方向與速度

13、的方向不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)，風(fēng)停止后，物體所受的合力方向豎直向下，與速度不在同一條直線上，仍做曲線運(yùn)動(dòng)，且曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡夾在速度方向和合力方向之間，合力方向大致指向軌跡凹的一向。故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。7一個(gè)物體在光滑水平面上沿曲線MN運(yùn)動(dòng)，如圖所示，其中A點(diǎn)是曲線上的一點(diǎn)，虛線1、2分別是過A點(diǎn)的切線和法線，已知該過程中物體所受到的合外力是恒力，則當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，合外力的方向可能是（ ）A沿F1或F5的方向 B沿F2或F4的方向C沿F2的方向 D不在MN曲線所確定的水平面內(nèi)【答案】C【解析】A根據(jù)圖示物體由M向N做曲線運(yùn)動(dòng)，故合外力的方向指向圖F2水平線下方，故F5的方向錯(cuò)

14、誤，故A錯(cuò)誤；B同理，F(xiàn)4的方向錯(cuò)誤，故B錯(cuò)誤；C根據(jù)圖示物體由M向N做曲線運(yùn)動(dòng)，且軌跡關(guān)于A點(diǎn)對稱，則為圓弧運(yùn)動(dòng)，故向心力與速度方向垂直，故合外力的方向沿F2的方向，故C正確；D同理，D錯(cuò)誤.故選C。8某質(zhì)點(diǎn)在水平面上的直角坐標(biāo)系xOy坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如右圖所示，下面判斷正確的是（ ）A若質(zhì)點(diǎn)在x方向始終做勻速運(yùn)動(dòng)，則在y方向也始終做勻速運(yùn)動(dòng)B若質(zhì)點(diǎn)在x方向始終做勻速運(yùn)動(dòng)，則在y方向先加速后減速C若質(zhì)點(diǎn)在y方向始終做勻速運(yùn)動(dòng)，則在x方向也始終做勻速運(yùn)動(dòng)D若質(zhì)點(diǎn)在y方向始終做勻速運(yùn)動(dòng)，則在x方向先加速后減速【答案】D【解析】AB若x方向始終勻速，經(jīng)過相同的時(shí)間水平間距相同，則y方向的高度先

15、增加的越來越慢，說明豎直速度在減小，后來y方向的高度后增加的越來越快，說明豎直速度增大，所以物體速度先減小后增大，即y方向先減速后加速；故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；CD若y方向始終勻速，經(jīng)過相同的時(shí)間豎直間距相同，則x方向的水平距離先增加的越來越快，說明水平速度在增大，后來x方向的水平間距后增加的越來越慢，說明水平速度減小，所以物體速度先增大后減小，即x方向先加速后減速；故C錯(cuò)誤，D正確.9已知物體運(yùn)動(dòng)初速度v0方向及它受到恒定合外力F的方向，下圖表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，其中正確的是ABCD【答案】D【解析】曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，由此可以判斷AB錯(cuò)誤；曲線運(yùn)動(dòng)的速度的方向是沿著

16、運(yùn)動(dòng)軌跡的切線的方向，由此可以判斷C錯(cuò)誤，D正確；10一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下，在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡如圖所示，且在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，則恒力F的方向可能是( )A沿x方向B沿x方向C沿y方向D沿y方向【答案】D【解析】由于物體做的是曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，物體受到的恒力的方向應(yīng)該斜向右下方，可能沿-y方向，故D正確11（多選）一質(zhì)點(diǎn)在xOy平面內(nèi)從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，有關(guān)該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A若x方向始終勻速，則y方向先加速后勻速B若x方向始終勻速，則y方向先減速后勻速C若y方向始終勻速，則x方向先減速后勻速D若y方向始終勻速，則x方向先加速后勻速【答案】BD【解析】AB若方向始終勻速，經(jīng)過相同的時(shí)間水平間距相同，則方向的高度先增加的越來越慢，說明豎直速度在減小，后來方向的高度均勻增加，說明豎直速度保持不變，所以物體在y方向的速度先減小后不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD若方向始終勻速，則經(jīng)過相同的時(shí)間豎直間距相同，則方向的水平距離先增加的越來越快，說明水平速度在