教科版高中物理必修第二册第一章抛体运动课时作业含答案

第一章  抛体运动

1　认识曲线运动

课时作业·巩固提升

基础巩固

1.做曲线运动的物体,在运动过程中,一定变化的物理量是(　B　)

A.速率 B.速度

C.加速度 D.合外力

解析:物体做曲线运动,那么它的速度方向肯定是不断变化的,但是速率不一定变化,所以速度一定在变化,故A不符合题意,B符合题意;曲线运动中,加速度和合外力可以变化,也可以不变,故C、D不符合题意。

2.下列关于曲线运动性质的说法,正确的是(　B　)

A.变速运动一定是曲线运动

B.曲线运动一定是变速运动

C.曲线运动一定是变加速运动

D.曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动

解析:变速运动不一定是曲线运动,如自由落体运动,故A错误;曲线运动中速度方向会发生变化,一定是变速运动,故B正确;曲线运动中,加速度可以变化,也可以不变,故C、D错误。

3.(多选)关于物体做曲线运动的条件,以下说法中正确的是(　BD　)

A.物体在恒力作用下,不可能做曲线运动

B.物体在受到与速度不在同一直线上合外力的作用下,一定做曲线

运动

C.物体在变力作用下,一定做曲线运动

D.物体在变力作用下,可能做直线运动

解析:不管是在恒力还是在变力作用下,只要物体受到的合外力与速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动,故A、C错误,B正确;物体在变力作用下,只要受力方向与运动方向在同一条直线上,物体就做直线运动,故D正确。

4.在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹(如图所示)。在此过程中轮滑演员的(　C　)

A.速度始终保持不变

B.运动状态始终保持不变

C.速度方向沿曲线上各点的切线方向

D.所受合力方向始终与速度方向一致

解析:轮滑演员做曲线运动,速度方向不断变化,运动状态不断变化,A、B错误;做曲线运动的轮滑演员的速度方向沿曲线上各点的切线方向,C正确;轮滑演员所受合力方向与速度方向不在同一条直线上,D错误。

5.如图所示,孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为(　D　)

A.直线OA  B.曲线OB

C.曲线OC  D.曲线OD

解析:孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,则合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做匀速运动,此方向上合力为零,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,则孔明灯做曲线运动,且合力指向轨迹内侧,故轨迹可能为OD,选项D正确,A、B、C错误。

6.物体受到几个恒力的作用处于平衡状态,若再对物体施加一个恒力,则物体可能(　D　)

A.静止             B.做匀速直线运动

C.做变加速曲线运动 D.做匀变速曲线运动

解析:物体受几个恒力的作用而处于平衡状态,相当于不受力,速度可能为零,也可能为某个确定的值;若再对物体施加一个恒力,合力不为零,不可能保持静止或匀速直线运动,故A、B错误;如果速度与合力不共线,物体就做曲线运动,由于合力是恒力,故加速度恒定不变,是匀变速曲线运动,故C错误,D正确。

7.撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动。若有水滴从伞面边缘最高处O飞出,如图所示,则飞出伞面后的水滴可能(　C　)

A.沿曲线Oa运动 B.沿直线Ob运动

C.沿曲线Oc运动 D.沿圆弧Od运动

解析:雨滴在最高处离开伞边缘,沿切线方向飞出,由于受到重力作用,速度与合外力不在同一条直线上,轨迹向下偏转,故C正确,A、B、D错误。

8.一个质点在恒力F作用下,在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示,且在A点时的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向可能是(　D　)

A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向

C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向

解析:根据曲线运动的轨迹位于速度方向和合外力方向所夹的范围内且向合外力方向弯曲,可知B、C错误;若恒力F沿x轴正方向则速度方向不可能与x轴平行,故A错误,所以正确选项为D。

9. 一物体做曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、B、C、D四点时,图中关于物体速度方向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的?

解析:物体的速度方向一定沿曲线的切线方向,物体受到合外力的方向指向曲线的凹侧,故A、D两点正确。

答案:A、D

能力提升

1.(多选)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是(　CD　)

A.速度的大小与方向都在时刻变化

B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化

C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化

D.质点在某一点的速度方向是曲线上该点的切线方向

解析:曲线运动的速度方向一定是时刻变化的,而大小不一定发生变化,故C正确,A、B错误;曲线运动的速度方向即质点所在位置处曲线的切线方向,D正确。

2. 图中曲线是某次飞机离开跑道在竖直方向上加速起飞的轨迹,虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线,则空气对飞机作用力的方向可能是(　C　)

A.沿F1方向 B.沿F2方向

C.沿F3方向 D.沿F4方向

解析:飞机向上加速,空气作用力与重力的合力应指向曲线的凹侧,同时由于飞机加速起飞,故空气对飞机的作用力与速度的夹角应为锐角,故只有F3符合题意。

3.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是(　A　)

A.D点的速率比C点的速率大

B.A点的加速度与速度的夹角小于90°

C.A点的加速度比D点的加速度大

D.从A到D速率先增大后减小

解析:由题意,质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合外力也向下,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力与速度方向夹角小于90°,质点做加速运动,D点的速率比C点速率大,故A正确;质点在A点受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A点的加速度与速度的夹角大于90°,故B错误;质点做匀变速曲线运动,加速度不变,则A点的加速度等于D点的加速度,故C错误;由A的分析可知,质点由A到D过程中,加速度的方向向下,速度的方向从斜向右上方变为斜向右下方,加速度与速度的夹角逐渐减小,质点的速率先减小后增大,故D错误。

4.一个质点受到两个互成锐角的恒力F1和F2作用,由静止开始运动,若运动中保持二力方向不变,但F1突然减小到F1-ΔF,则该质点以后(　B　)

A.一定做变加速曲线运动

B.在相等的时间内速度的变化一定相等

C.可能做匀速直线运动

D.可能做变加速直线运动

解析:质点在F1、F2的合力的作用下由静止开始做直线运动,合力的方向与速度的方向在同一条直线上,F1改变之后,合力的大小变了,合力的方向也变了,与速度的方向不在同一条直线上了,所以此后质点将做曲线运动;由于F1、F2都是恒力,改变之后它们的合力还是恒力,质点的加速度就是定值,因此在相等的时间里速度的变化一定相等,质点做匀变速曲线运动,故B正确,A、C、D错误。

5.如图所示,一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动,当物体从M点运动到N点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体从M点到N点的运动过程中,物体的速率(　D　)

A.不断增大      B.不断减小

C.先增大后减小   D.先减小后增大

解析:曲线运动的轨迹在速度方向与合外力方向之间,对M、N点进行分析可知,恒力方向斜向右下方,故开始时恒力方向与速度夹角为钝角,后来夹角为锐角,则物体的速率先减小后增大,D正确。

6.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是　　　　(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是　　　　(填轨迹字母代号)。实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向　　　　(选填“在”或“不在”)同一条直线上时,物体做曲线运动。

解析:因为磁铁对小钢珠提供引力,磁铁在A处时,F与v0同向,小钢珠做变加速直线运动,运动轨迹为b;当磁铁放在B处时,F与v0不在同一条直线上,引力指向曲线的凹侧,运动轨迹为c。当合外力方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。

答案:b　c　不在

7.如图所示为某火星探测器示意图,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°,探测器做曲线运动。

(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