高中物理 第五章 第1節(jié) 曲線運(yùn)動課時作業(yè) 新人教版必修2

第一節(jié)曲線運(yùn)動1．研究物體的運(yùn)動時，坐標(biāo)系的選取很重要，對于直線運(yùn)動，最好沿著這條直線建立________坐標(biāo)系．對于物體在某一平面內(nèi)的運(yùn)動，如果做曲線運(yùn)動，或無法判斷其具體的軌跡，應(yīng)建立____________坐標(biāo)系．2．曲線運(yùn)動的速度的方向：做曲線運(yùn)動的物體，不同時刻的速度具有不同的________；質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時，在某一點(diǎn)的速度沿曲線在這一點(diǎn)的______方向；因?yàn)開_______________，所以它的速度方向__________，所以曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動．3．蠟塊運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)(1)蠟塊的位置以蠟塊的初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，水平向右和豎直向上的方向分別為x、y軸的正方向建立平面直角坐標(biāo)系，如圖1所示．設(shè)蠟塊的分速度分別為vx和vy，從蠟塊開始運(yùn)動計時，t時刻的位置P可以用它的兩個坐標(biāo)x、y表示圖1x＝________.①y＝________.②(2)蠟塊的運(yùn)動軌跡①、②兩式消去t，得y＝eq\f(vy,vx)x，vx、vy均是常量，所以，蠟塊的軌跡是一條過原點(diǎn)的直線，即蠟塊相對于地面的運(yùn)動軌跡是____________．(3)蠟塊的位移從開始計時到時刻t，蠟塊運(yùn)動位移的大小是OP＝eq\r(x2＋y2)＝teq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))(4)蠟塊的速度在位移大小的表達(dá)式OP＝teq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))中tanθ＝eq\f(vy,vx)，eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))是常量，代表蠟塊的速度v，即v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))(5)蠟塊的實(shí)際運(yùn)動可以分解為__________________和____，這兩個運(yùn)動叫做分運(yùn)動，蠟塊實(shí)際參與的運(yùn)動叫做合運(yùn)動．4．物體做曲線運(yùn)動的條件：物體所受合力的方向跟它的速度方向_______．若物體所受合力的方向與物體的速度方向在同一條直線上，物體做________運(yùn)動；若物體所受合力的方向與物體的速度方向不在同一條直線上，物體做________運(yùn)動．【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一曲線運(yùn)動的概念1．關(guān)于曲線運(yùn)動的速度，下列說法正確的是()A．速度的大小與方向都在時刻變化B．速度的大小不斷發(fā)生變化，速度的方向不一定發(fā)生變化C．速度的方向不斷發(fā)生變化，速度的大小不一定發(fā)生變化D．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.圖2某質(zhì)點(diǎn)沿如圖2所示的曲線abcde運(yùn)動，則在a、b、c、d、e各點(diǎn)上，質(zhì)點(diǎn)速度方向大致相同的兩點(diǎn)是()A．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)B．b點(diǎn)與d點(diǎn)C．c點(diǎn)與e點(diǎn)D．b點(diǎn)與e點(diǎn)知識點(diǎn)二物體做曲線運(yùn)動的條件3．關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是()A．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動B．物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動C．做曲線運(yùn)動的物體，其速度大小一定變化D．速度大小和加速度大小均不變的運(yùn)動(不為零)可能是曲線運(yùn)動【方法技巧練】一、運(yùn)動軌跡與力的方向間關(guān)系的應(yīng)用4.圖3如圖3所示，物體在恒力F的作用下沿曲線從A運(yùn)動到B.這時突然使它所受的力反向，大小不變，即由F變?yōu)椋璅.在此力作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動情況，下列說法正確的是()A．物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動B．物體不可能沿直線Bb運(yùn)動C．物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動D．物體不可能沿原曲線由B返回A5.圖4小鋼球m以初速度v0在光滑水平面上運(yùn)動，后受到磁極的側(cè)向作用力而做曲線運(yùn)動從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)，如圖4所示，過軌跡上M、N兩點(diǎn)的切線劃分了四個區(qū)域，由此可知，磁鐵可能處在哪個區(qū)域()A．①區(qū) B．③區(qū)C．②或④區(qū) D．均不可能二、繩或桿關(guān)聯(lián)速度問題的分析方法6.圖5如圖5所示，用繩牽引小船靠岸，若收繩速度為v1，在繩子與水平方向夾角為α的時刻，船的速度v多大？7.圖6如圖6所示，一根剛性的直桿AB沿著水平地面和豎直墻滑動．當(dāng)桿與水平地面的夾角為θ時，桿B端的速度大小為v，此時桿A端的速度大小為多少？三、兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動的性質(zhì)的判斷方法8.圖7如圖7所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以速度v勻速上?。t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管水平勻加速向右運(yùn)動，則蠟塊的軌跡可能是()A．直線PB．曲線QC．曲線RD．無法確定四、小船渡河問題的分析方法9．小船在200m寬的河中渡河，水流速度是2m/s，船在靜水中的航速是4m/s，求：(1)當(dāng)小船的船頭始終朝正對岸時，它將在何時、何處到達(dá)對岸？(2)要使小船到達(dá)正對岸，應(yīng)如何行駛？耗時多少？1．下列說法正確的是()A．做曲線運(yùn)動的物體的速度方向不是物體的運(yùn)動方向B．做曲線運(yùn)動的物體在某點(diǎn)的速度方向即為該點(diǎn)軌跡的切線方向C．做曲線運(yùn)動的物體速度大小可以不變，但速度方向一定改變D．速度大小不變的曲線運(yùn)動是勻速運(yùn)動2．關(guān)于物體做曲線運(yùn)動的條件，下述正確的是()A．物體所受的合力是變力B．物體所受的合力的方向與速度方向不在同一條直線上C．物體所受的合力的方向與加速度的方向不在同一條直線上D．物體所受的合力方向一定是變化的3．關(guān)于兩個分運(yùn)動的合運(yùn)動，下列說法正確的是()A．合運(yùn)動的速度一定大于兩個分運(yùn)動的速度B．合運(yùn)動的速度一定大于某一個分運(yùn)動的速度C．合運(yùn)動的方向就是物體實(shí)際運(yùn)動的方向D．由兩個分速度的大小就可以確定合速度的大小4．一質(zhì)點(diǎn)(用字母O表示)的初速度v0與所受合外力的方向如圖所示，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡用虛線表示，則所畫質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡中可能正確的是()5．一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，在運(yùn)動的某一位置，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之間的關(guān)系是()A．速度、加速度、合外力的方向有可能都相同B．加速度方向與合外力的方向一定相同C．加速度方向與速度方向一定相同D．速度方向與合外力方向可能相同，也可能不同6．下列說法正確的是()A．合運(yùn)動和分運(yùn)動互相影響，不能獨(dú)立進(jìn)行B．合運(yùn)動的時間一定比分運(yùn)動的時間長C．合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性，即同時開始、同時結(jié)束D．合運(yùn)動的位移大小等于兩個分運(yùn)動位移大小之和7．一只船以一定的速度垂直河岸向?qū)Π缎旭?，?dāng)河水流速恒定時，下列所述船所通過的路程、渡河時間與水流速度的關(guān)系，正確的是()A．水流速度越大，路程越長，時間越長B．水流速度越大，路程越短，時間越長C．水流速度越大，路程與時間都不變D．水流速度越大，路程越長，時間不變8．若一個物體的運(yùn)動是由兩個獨(dú)立的分運(yùn)動合成的，則()A．若其中一個分運(yùn)動是變速運(yùn)動，另一個分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則物體的合運(yùn)動一定是變速運(yùn)動B．若兩個分運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動，則物體的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動(兩分運(yùn)動速度大小不等)C．若其中一個分運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，另一個分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則物體的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動D．若其中一個分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動，另一個分運(yùn)動是勻減速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動可以是曲線運(yùn)動9．物體受到幾個恒力的作用而處于平衡狀態(tài)，若再對物體施加一個恒力，則物體可能做()A．靜止或勻速直線運(yùn)動 B．勻變速直線運(yùn)動C．曲線運(yùn)動 D．勻變速曲線運(yùn)動10．如圖8所示，圖8一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動，運(yùn)動中始終保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動的速度()A．大小和方向均不變B．大小不變，方向改變C．大小改變，方向不變D．大小和方向均改變題號12345678910答案11.如圖9所示，(a)圖表示某物體在x軸方向上的分速度的v－t圖象，(b)圖表示該物體在y軸方向上的分速度的v－t圖象．求：圖9(1)物體在t＝0時的速度；(2)t＝8s時物體的速度；(3)t＝4s時物體的位移．課時作業(yè)答案解析第五章曲線運(yùn)動第1節(jié)曲線運(yùn)動課前預(yù)習(xí)練1．一維平面直角2．方向切線切線方向不斷變化不斷變化3．(1)vxtvyt(2)一條直線(5)沿玻璃管向上的勻速運(yùn)動隨玻璃管向右的勻速運(yùn)動4．不在同一條直線上直線曲線課堂探究練1．CD2．B[由題意知物體沿曲線由a向e運(yùn)動，由各點(diǎn)的瞬時速度方向沿切線方向可知b、d兩點(diǎn)的速度方向大致相同．]3．D[物體做曲線運(yùn)動的條件是所受合力方向與速度方向不在一條直線上，所以恒力和變力均有可能使物體做曲線運(yùn)動；做曲線運(yùn)動的物體，速度方向一定發(fā)生變化，大小不一定變化，故只有D正確．]4．ABD[由AB段曲線向下彎曲可知，物體受到的力F的方向一定是指向AB彎曲的一側(cè)．當(dāng)力F突然反向時，在B點(diǎn)的速度方向瞬時未變，但在－F的作用下，速度方向要發(fā)生改變，向上側(cè)偏轉(zhuǎn)，故曲線Bc是可能的．圖中Bb是撤去力F、物體沿切線運(yùn)動的情況．圖Ba是力F繼續(xù)作用的結(jié)果．物體在－F作用下不可能沿原曲線由B返回A.]方法總結(jié)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體做曲線運(yùn)動時，一定向受力的一側(cè)彎曲．5．D[由物體做曲線運(yùn)動的條件可知，小球受到的吸引力應(yīng)指向軌跡的凹側(cè)，故①②③④區(qū)都不可能，故選項(xiàng)D正確．]6.eq\f(v1,cosα)解析船速v是合速度，這個速度產(chǎn)生兩個效果，一是沿繩方向的速度v1，二是垂直繩方向的速度v2，如圖所示，從圖中可知：v＝eq\f(v1,cosα).7．vcotθ解析設(shè)桿A端的速度大小為u，將v、u分別沿桿和垂直于桿的方向進(jìn)行分解，根據(jù)速度投影定理，v、u沿桿方向的投影相等，則vcosθ＝usinθ，所以u＝eq\f(vcosθ,sinθ)＝vcotθ.方法總結(jié)不能伸長的繩(桿)端點(diǎn)的速度的求解方法：①對端點(diǎn)的速度正交分解(沿繩(桿)和垂直于繩(桿))．②沿繩(桿)的分速度大小相等．8．B[紅蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動，在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動，所受合力水平向右，合力與合初速度不共線，紅蠟塊的軌跡應(yīng)為曲線，A錯誤；由于做曲線運(yùn)動的物體所受合力應(yīng)指向彎曲的一側(cè)，B正確，C、D錯誤．]方法總結(jié)(1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運(yùn)動是勻變速運(yùn)動還是非勻變速運(yùn)動，若合加速度不變且不為零，則合運(yùn)動為勻變速運(yùn)動，若合加速度變化，則為非勻變速運(yùn)動．(2)根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動．若合加速度與合初速度在同一直線上，則合運(yùn)動為直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)動．9．(1)50s在正對岸下游100m處靠岸(2)船頭與上游河岸成60°角57.7s解析(1)小船渡河時間等于垂直河岸分運(yùn)動的時間t＝eq\f(d,v船)＝eq\f(200,4)s＝50s沿河流方向的位移：l水＝v水t＝2×50m＝100m，即在正對岸下游100m處靠岸．(2)要使小船到達(dá)正對岸，即合速度垂直河岸，如圖所示則cosθ＝eq\f(v水,v船)＝eq\f(2,4)＝eq\f(1,2)，所以θ＝60°，即船頭與河岸成60°角，渡河時間：t′＝eq\f(d,v合)＝eq\f(d,v船sinθ)＝eq\f(200,4sin60°)s＝57.7s.課后鞏固練1．BC[速度方向就是運(yùn)動方向，故A錯；曲線運(yùn)動的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，速度方向一定改變，所以B、C對；由于速度方向改變且速度是矢量，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，D錯．]2．B[物體做曲線運(yùn)動是由于所受合外力的方向與速度方向不在一條直線上，而與合外力是恒力還是變力、合外力方向是否變化均無關(guān)，故A、D錯誤，B正確；由牛頓第二定律可知，C錯誤．]3．C[合速度的大小可以大于分速度的大小，也可以小于分速度的大小，還可以等于分速度的大小，故A、B兩項(xiàng)均錯；僅知道兩個分速度的大小，無法畫出平行四邊形，則不能求出合速度的大小，故D項(xiàng)錯；合運(yùn)動就是物體的實(shí)際運(yùn)動，合運(yùn)動的方向即為物體實(shí)際運(yùn)動的方向，故選項(xiàng)C正確．]4．A5．B[質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時，速度方向沿軌跡的切線方向且與合外力方向不在同一直線上，而據(jù)牛頓第二定律知加速度方向與力的方向相同，故選B.]點(diǎn)撥正確把握三者的方向關(guān)系是分析此類題的關(guān)鍵．6．C7．D[從運(yùn)動的獨(dú)立性考慮．設(shè)河寬為d，船速為v1，水流速度為v2，渡河時間為t，船沿水流方向通過的路程為L，當(dāng)船垂直河岸方向渡河時，這幾個物理量的關(guān)系為t＝eq\f(d,v1)，L＝v2t，船實(shí)際通過的路程為s＝eq\r(d2＋L2)，故水流速度越大，船通過的路程越長，但時間不變．]8．ABD[變速運(yùn)動和勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動，其速度必然是變化的，因此A正確；兩個分運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動，其合速度一定是恒定的，所以物體的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動，因此B正確；如果勻速直線運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動在一條直線上，其合運(yùn)動仍是直線運(yùn)動；只有當(dāng)這兩個分運(yùn)動不在一條直線上時，合運(yùn)動才是曲線運(yùn)動，故C錯誤；如果勻加速直線運(yùn)動和勻減速直線運(yùn)動不在一條直線上，其合速度的方向與合加速度的方向(合力方向)不在一條直線上，此時合運(yùn)動為曲線運(yùn)動，故D正確．]9．BCD10．A[由于始終保持懸線豎直，所以橡皮水平方向上的運(yùn)動速度與鉛筆的速度相同，橡皮在豎直方向上運(yùn)動的速度大小應(yīng)等于水平速度大小，所以橡皮的合運(yùn)動仍為勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A正確．]11．(1)3m/s(2)5m/s(3)4eq\r(10)m解析根據(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