高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动课时训练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动课时训练，共6页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1、关于曲线运动的下列几种说法中正确的是（ ）
A．曲线运动的速度有可能不变B．曲线运动的速率有可能不变
C．曲线运动可能没有加速度D．曲线运动的物体所受合力沿速度方向的分力可能为零
2、质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程的速度、加速度和受到的合外力，如图所示，图像可能正确的是（ ）
3、甲、乙、丙三船在同一河流中渡河，船头和水流方向如图，已知三船在静水中的速度均大于水流速度，则（ ）
A．甲船可以垂直到达对岸
B．乙船可能垂直到达对岸
C．丙船可能垂直到达对岸
D．都不可能垂直到达对岸
4、一运动物体在相互垂直的两个方向上的运动规律分别是，则下列说法正确的是（ ）
A．物体在x轴和y轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动
B．物体的合运动是初速度为零，加速度为5m/s2 的匀加速直线运动
C．物体的合运动是初速度为零，加速度为10m/s2 的匀加速直线运动
D．物体的合运动是加速度为5m/s2 的曲线运动
5、在做匀速直线运动的火车上的一人（在确保安全的情况下）从窗口伸出手自由释放一物体，不计空气阻力，在地面上的人看到该物体（ ）
A．做自由落体运动 B．因惯性而向车前进的反方向沿抛物线落下
C．将以此时火车的速度为初速度做平抛运动D．将向前下方做匀加速直线运动
6、水平匀速飞行的飞机上，每隔相等的时间落下一个小球，若不计空气阻力，则每一个小球在空中运动的轨迹及这些小球在空中的连线将分别是（ ）
A．抛物线、倾斜直线B．竖直直线、倾斜直线C．抛物线、竖直直线D．竖直直线、折线
7、在由西向东行驶的坦克上发炮，射击正南方向的目标。要击中目标，射击方向应该是（ ）
A．直接对准目标B．向东偏一些C．向西偏一些D．必需停下来射击
8、质点从同一高度水平抛出，不计空气的阻力，下列说法正确的是（ ）
A.质量越大，水平位移越大 B.初速度越大，落地时竖直方向的速度越大
C.初速度越大，空中运动的时间越长 D.初速度越大，落地速度越大
9、如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则（ ）
A．一定是拉力B．一定是支持力
C．一定等于零D．可能是拉力，可能是支持力，也可能等于零
10、对平抛运动的物体，若g已知，再给出下列哪组条件，可确定其初速度大小（ ）
A．水平位移B．下落高度C．落地时速度大小和方向D．落地位移大小和方向
11、如图所示，高为H的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车A下的绳索吊着重物B．在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂向右匀速运动的同时，绳索将重物B向上吊起，A、B之间的距离以d = H－t2规律随时间t变化，则（ ）
H
d
A
B
A．绳索受到的拉力不断增大
B．绳索对重物做功的功率不断增大
C．重物做速度大小不断减小的曲线运动
D．重物做加速度大小不断减小的曲线运动
12、如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）

A．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
B．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等
C．t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等
D．t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等
二、填空题：
1、质量为m的物块，系在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在转轴上如图所示，弹簧的自由长度为。劲度系数为k，使物块在光滑水平支撑面上以角速度做匀速圆周运动，则此时弹簧的长度为。
2、匀速圆周运动的特点是：线速度角速度加速度周期（填变化或不变化）
3、如图所示A是B轮上的一点，B、C两轮用皮带连接而不打滑=1∶3∶2，则A、B、C三点的线速度之比；向心加速度之比。
4、工厂的天车上钢丝绳长，用它来吊运2吨的机件。天车以2的速度水平前进匀速行驶。当天车突然刹车，机件刚开始摆动时，钢丝绳对机件的拉力大小为N（取10）
三、计算题：
1、如图所示，轻绳一端系一质量为m的小球，另一端做成一个绳圈套在固定的图钉A和B上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a、角速度为ω的匀速圆周运动。现拔掉图钉A让小球飞出，此后绳圈又被A正上方距A高为危的图钉B套住，达到稳定后。小球又在平台上做匀速圆周运动。求：

（1）图钉A拔掉前，轻绳对小球的拉力大小；
（2）从拔掉图钉A开始到绳圈被图钉口套住过程的时间为多少？
（3）小球最后做匀速圆周运动的角速度。
2、如图所示一高度为h=0.2m的水平面在A点处与一倾角为的斜面连接，一小球以v=5m/s的速度在平面上向右运动。求小球从A点运动到地面所需要的时间（平面与斜面均光滑，g取10m/s2）。
某同学对此题的解法为：
小球沿斜面运动，则，由此可求的落地的时间t。
问：你同意上述解法吗？若同意，求出所需要的时间；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。
【答案与解析】
一、选择题：
1、BD
解析：曲线运动的速度方向时刻在变化，一定是变速运动，加速度一定不为零，由牛顿第二定律知，它受到的合外力一定不为零，由曲线运动的条件还可以知道，合外力与速度不共线，所以选项AC错误；当物体受到的合外力与速度垂直时，物体所受合力沿速度方向的分力为零，此时物体做速率不变的曲线运动，所以选项BD正确。
2、D
解析：曲线运动的合外力改变速度的方向，一定指向曲线凹的一边，加速度的方向与合外力的方向总是相同;速度的方向是曲线切线方向，所以，本题只有D选项正确
3、A
解析：A、甲船的静水速度与水流速度合成，合速度可能垂直于河岸，可能垂直到达河岸，故A正确；
B、乙船、丙船的静水速度与水流速度合成，合速度不垂直于河岸，不能垂直到达对岸，故BCD错误。
4、AC
解析：由物体运动的规律知道，它在x和y两个方向上都做初速度为零的匀加速运动，，所以，其合加速度是，合初速度是零，物体的合运动是初速度为零、加速度为10m/s2 的匀加速直线运动，选项AC正确。
5、C
解析：人在火车上释放的物体，在火车上看初速度为零，而在地面上看，它的初速度与火车的运行速度相同，所以在不计空气阻力的情况下在地面上的人看到物体在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动，即物体以火车的速度为初速度做平抛运动，选项C正确。
6、C
解析：就每一个小球而言，在地面上看它们都做平抛运动，其运动轨迹是抛物线；飞机保持着原来的速度飞行，与已经释放的每一个小球都具有相同的水平速度，所以释放的每一个小球都在飞机的正下方，所以无论是在地面上还是在飞机上看，小球的连线都是一条竖直线，选项C正确。
7、C
解析：运动的坦克发射的炮弹要击中正南方的目标，必须使弹丸的对地速度指向正南方，由平行四边形法则可知，射击方向应该是向西偏一些，选项C正确。
8、D
解析：在平抛运动中，水平方向上：水平位移 竖直方向：
所以质点的水平位移： ，与质量无关；
在空中飞行的时间，与初速度无关；
落地竖直速度，与初速度无关；
落地时的速度 与初速度有关，初速度越大落地时的速度越大。
故ABC选项错误，只有D正确。
9、D
解析：小球到达最高点，当小球需要的向心力等于重力时，杆对小球的作用力为零；当小球需要的向心力小于重力时，杆对小球的作用力为支持力；当小球需要的向心力大于重力时，杆对球的作用力为拉力。故选项D正确
10、CD
解析：将平抛运动落地时的速度分解为水平分量和竖直分量，则初速度就是这个落地时速度的水平分量即， 其中是落地速度与水平方向的夹角，为已知量，所以知道落地速度的大小和方向可以求得初速度，选项C正确；
若已知落地位移的大小和方向，则落地时物体的水平位移x和竖直位移y都变为已知量，由 和，便可以求得物体的初速度，所以选项D正确。
11、B
解析：A、B之间的距离以规律随时间t变化，重物在竖直方向上做匀加速直线运动，加速度方向向上，加速度大小为，知合力恒定．则拉力大小不变，故A错误；根据知，竖直方向上的分速度逐渐增大，则绳索对重物做功的功率不断增大，故B正确；重物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，则合速度，知合速度逐渐增大．因为加速度的方向与速度方向不在同一条直线上，合运动为曲线运动，故C错误；合运动的加速度不变，做匀变速曲线运动．故D错误。
故选：B
12、A
解析：过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，可知t1时刻小球通过最高点。根据题意知，图中x轴上下方图线围成的阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2的面积相等，故A正确，B、C、D错误。故选A。
二、填空题：
1、
解析：物体以角速度做匀速圆周运动时，弹簧的拉力提供向心力，设此时弹簧的总长度为L，
由牛顿第二定律得：
解得此时弹簧的长度
2、变化，不变化，变化，不变化。
提示：线速度和加速度都是矢量，其方向变化时，此量就发生变化。
3、1：3：3；2：6：9
解析：B、C两点在皮带轮的边缘上，它们的线速度大小相等，之比是1：1；而A、B两点在同一个皮带轮上，角速度相等，由知，A、B两点的线速度之比是1：3，故A、B、C三点的线速度之比是：1：3：3；
由知，B、C两点的向心加速度与半径成反比，所以向心加速度之比是2：3，再由知，同一个皮带轮上的A、B两个点的向心加速度与半径成正比，即A、B两个点的向心加速度是1：3，综合起来看，A、B、C三个点的向心加速度之比是2：6：9.
4、2.2×104N
解析：天车突然停住的瞬间，机件瞬时速度仍然为2m/s，从此刻开始机件做圆周运动，
在此时刻运用牛顿第二定律得，
钢丝绳对机件的拉力是
三、计算题：
1、解析：（1）图钉A拔掉前，轻线的拉力大小为T=mω2a
（2）小球沿切线方向飞出做匀速直线运动，直到线环被图钉B套住前，小球速度为v=ωa
匀速运动的位移
则时间
（3）v可分解为切向速度v1；和法向速度v2，绳被拉紧后v2=0，小球以速度v1，做匀速圆周运动，半径r=a+h
由
得
2、不同意该同学的解法，答案应为0.2s
解析：由于小球开始在水平面上运动，离开点A时小球将做平抛运动，而不会沿斜面下滑。
在运动到地面之前小球是否经历斜面，要看以下条件：
小球平抛到地面的水平距离为
斜面底宽
因为，所以小球离开A点后不会落到斜面上
因此落地时间即为平抛运动所需要的时间
即