高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动巩固练习

一、选择题

1．(2011·泰州高一检测)关于曲线运动，下面说法正确的是(　　)

A．物体运动状态改变着，它一定做曲线运动

B．物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变

C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致

D．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向一致

解析：物体运动状态的改变是指物体运动速度的变化，包括速度大小或方向的变化．若物体只改变速度的大小而保持方向不变，则物体做直线运动，故选项A错误．而曲线运动是变速运动，它的运动状态一定改变，故选项B正确．物体做曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不共线，而合外力的方向就是加速度方向，故选项C错误，而选项D正确．

答案：BD

2.如图所示，小铁球m以初速度v0在光滑水平面上运动，其受到磁极的侧向作用力而做图示的曲线运动到达D点，由图可知磁极的位置及极性可能是(　　)

A．磁极在A位置，极性一定是N极

B．磁极在B位置，极性一定是S极

C．磁极在C位置，极性一定是N极

D．磁极在B位置，极性无法确定

解析：由于当物体所受合外力方向与速度方向不在一条直线上时物体将做曲线运动，由题图可知，小铁球偏向了B的一侧，所以小铁球受到偏向B侧的作用力，磁极一定在B的一侧，但是对于小铁球来说，无论磁极是N极还是S极，对它都是吸引力，因而极性无法判断，故A、B、C均错误，D正确．

答案：D

3．(2012·湛江高一检测)若已知物体的速度方向和它所受合力的方向，如图所示，可能的运动轨迹是(　　)

解析：物体做曲线运动时，速度沿曲线的切线方向，合力与速度方向不共线，且指向曲线的凹侧，运动轨迹夹在合力方向与速度方向之间，故A、C、D错误， B正确．

答案：B

4．一个质点在恒力F的作用下，由O点开始运动，在O、A两点的速度方向如图所示，在A点速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能为(　　)

A．＋x轴　　　　　　　 B．－x轴

C．＋y轴   D．－y轴

解析：因为物体做曲线运动，受到的合力总是指向曲线凹的一侧，故恒力F不可能沿＋y轴或－x轴方向．如果力F沿＋x轴方向，虽然符合指向曲线凹侧，但物体在A点之后做直线运动而不是做曲线运动，不符合做曲线运动的条件，故不是沿＋x轴方向．只有力F沿－y轴方向才符合物体做曲线运动的条件，故D正确．

答案：D

5．(2012·徐州高一检测)a、b为两个分运动，它们的合运动为c，则下列说法正确的是(　　)

A．若a、b的轨迹为直线，则c的轨迹必为直线

B．若c的轨迹为直线，则a、b必为匀速运动

C．若a为匀速直线运动，b为匀速直线运动，则c必为匀速直线运动

D．若a、b均为初速度为零的匀变速直线运动，则c必为匀变速直线运动

解析：a、b两个分运动的合初速度与合加速度如果共线，则合运动c必为直线运动，如果不共线，则合运动c必为曲线运动，A错误；若c为直线运动，a、b可能为匀速运动，也可能为变速直线运动，但a、b的合初速度与合加速度必共线，B错误；两个匀速直线运动的合运动必为匀速直线运动，C正确；两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动必为初速度为零的匀加速直线运动，D正确．

答案：CD

6．一个雨滴从空中由静止开始自由下落一段时间后，突然受到一个水平向右的大小不变的风力作用，则其运动轨迹可能是图中的(不计空气阻力)(　　)

解析：当雨滴受到水平风力时，速度竖直向下，雨滴所受合力斜向右下方，合力与速度方向不再在一条直线上，物体做曲线运动且向合力方向弯曲，故D正确．

答案：D

7．质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°(大小不变)后，物体可能做(　　)

A．加速度大小为的匀变速直线运动

B．加速度大小为的匀变速直线运动

C．加速度大小为的匀变速曲线运动

D．匀速直线运动

解析：由牛顿第二定律得a＝＝，显然a恒定，应为匀变速运动．若a的方向与v的方向在一条直线上，则是匀变速直线运动，否则是匀变速曲线运动．故正确选项为B、C.

答案：BC

二、非选择题

8．如图所示是铅球运动路线示意图，请回答下面问题：

(1)画出图中各点的速度方向．

(2)画出铅球在各点的受力方向．(不计空气阻力)

(3)力的方向与轨迹弯曲之间有什么关系？

解析：(1)各点的切线方向为该点的速度方向，如图所示．

(2)铅球在各点受到的重力方向相同，竖直向下．

(3)做曲线运动的物体，合外力的方向总是指向曲线的凹侧．

答案：见解析

9．中国首颗火星探测器“萤火一号”将于2011年10月发射．如图所示为该探测器示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间某一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时都能向探测器提供动力，开始时，探测器以恒定速率v0向x轴正方向平动，四个喷气发动机P1、P2、P3、P4能提供的推力大小相等，则：

(1)分别单独开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？

(2)同时开动P2与P3，探测器将做什么运动？

(3)若四个发动机同时开动，探测器将做什么运动？

解析：(1)单独开动P1，产生一个沿x轴负方向的力，探测器先做匀减速直线运动直到速度为零，后沿x轴负方向做匀加速直线运动．

单独开动P2，产生一个沿y轴正方向的力，与初速度方向垂直，探测器做曲线运动．

单独开动P3，产生一个沿x轴正方向的力，探测器做匀加速直线运动．

单独开动P4，产生一个沿y轴负方向的力，与初速度方向垂直，探测器做曲线运动．

(2)同时开动P2与P3，产生一个沿y轴正方向的力和一个沿x轴正方向的力，合力与初速度夹角为45°，物体做曲线运动．

(3)同时开动四个发动机，合外力为零，探测器将以原速度做匀速直线运动．

答案：见解析