高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修21.曲线运动练习题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
曲线运动 运动的合成与分解 (时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分．每小题只有一个选项正确)1．(2011·宁国模拟)如图1所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，说法正确的是(　　)A．为AB的方向                                                  图1B．为BC的方向C．为BD的方向D．为BE的方向解析：由于做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向，因此，铅球在B点的速度方向为BD方向，C正确．答案：C2．关于力和运动的关系，以下说法中正确的是(　　)A．物体受到外力作用，其运动状态一定改变B．物体受到不变的合外力的作用，其加速度一定不变C．物体做曲线运动，说明其受到合外力为变力D．物体做匀速圆周运动，其受到的合外力为不变的力解析：物体受到外力作用，若外力的合力为零，其运动状态也不会发生改变，故A错误；不变的合外力将使物体产生恒定的加速度，故B正确；物体所受的外力不论是恒力还是变力，只要外力与速度不在一条直线上，物体一定做曲线运动，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受的合外力始终指向圆心，即合外力方向时刻变化，故D错误．答案：B3．如图2所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．质点经过C点的速率比D点的大                                  图2B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析：质点做匀变速曲线运动，所以合外力不变，则加速度不变；在D点，加速度应指向轨迹的凹向且与速度方向垂直，则在C点加速度的方向与速度方向成钝角，故质点由C到D速度在变小，即vC＞vD，选项A正确．答案：A4．(2010·江苏高考)如图3所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度(　　)A．大小和方向均不变B．大小不变，方向改变C．大小改变，方向不变                                       图3D．大小和方向均改变解析：由于始终保持悬线竖直，所以橡皮水平方向上的运动与铅笔的速度相同，橡皮在竖直方向上运动的速度大小应等于水平速度大小，所以橡皮的合运动仍为匀速直线运动，选项A正确．答案：A5．光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角(如图4所示)，与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则(　　)A．因为有Fx，质点一定做曲线运动                                 图4B．如果Fy＞Fx，质点向y轴一侧做曲线运动C．质点不可能做直线运动D．如果Fx＞Fycotα，质点向x轴一侧做曲线运动解析：若Fy＝Fxtanα，则Fx和Fy的合力F与v在同一条直线上，此时物体做直线运动．若Fx＞Fycotα，则Fx、Fy的合力F与x轴正方向的夹角β＜α，则物体向x轴一侧做曲线运动．故正确选项为D.答案：D6．(2011·莆田模拟)如图5，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4 m/s，则船从A点开出的最小速度为(　　)                                                           图5A．2 m/s　　    B．2.4 m/sC．3 m/s      D．3.5 m/s解析：由于船沿直线AB运动，因此船的合速度v合沿AB方向，根据平行四边形定则可知，当v船垂直于直线AB时，船有最小速度，由图知v船＝v水sin37°＝2.4 m/s，选项B正确．答案：B7.如图6所示，沿竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B，细绳与竖直杆间的夹角为θ，则以下说法正确的是(　　)                                             图6A．物体B向右匀速运动B．物体B向右匀加速运动C．细绳对A的拉力逐渐变小D．细绳对B的拉力逐渐变大解析：由于A、B两物体沿绳子方向速度大小相等，则有vcosθ＝vB，随θ的减小vB逐渐增大，且由余弦曲线的变化规律可知，B的加速度逐渐减小，所以细绳对B的拉力逐渐变小，由牛顿第三定律可知细绳对A的拉力逐渐变小，故C项正确．答案：C8．小船横渡一条河，船本身提供的速度大小、方向都不变．已知小船的运动轨迹如图7所示，则河水的流速(　　)A．越接近B岸水速越大B．越接近B岸水速越小                                           图7C．由A到B水速先增后减D．水流速度恒定解析：小船的运动可以看成船在静水中的运动和随水运动的合运动，其速度的合成如图所示．由题中图可知，合速度与水速的夹角增大，由tanθ＝可知，越接近B岸水速越小．答案：B9．一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100 m远的一浮标处，已知快艇在静水中的速度vx与时间t图象和流水的速度vy与时间t图象如图8所示，则(　　)图8A．快艇的运动轨迹为直线B．快艇的运动轨迹为曲线C．能找到某一位置使最快到达浮标处的时间为10 sD．最快到达浮标处经过的位移为100 m解析：由图(a)知快艇在静水中的运动为匀加速直线运动，a＝＝0.5 m/s2，由于快艇在流水中运动的速度方向与加速度方向不共线，因此快艇的运动为曲线运动，故B正确，A错误；当艇头垂直河岸时，时间最短，由d＝at2得：t＝20 s，故C错误；又因为快艇做曲线运动，最快到达浮标处的位移必大于100 m，故D错误．答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共46分)10．(15分)一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H.车由静止开始向左做匀加速运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为θ，如图9所示，试求：(1)车向左运动的加速度的大小；                                     图9(2)重物m在t时刻速度的大小．解析：(1)汽车在时间t内向左走的位移：x＝Hcotθ又汽车匀加速运动x＝at2所以a＝＝(2)此时汽车的速度v汽＝at＝由运动的分解知识可知，汽车速度v汽沿绳的分速度与重物m的速度相等，即v物＝v汽cosθ得v物＝.答案：(1)　(2)11．(15分)小船在200 m宽的河中横渡，水流速度为2 m/s，船在静水中的航速是4 m/s，求：(1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？解析：小船参与了两个运动：随水漂流和船在静水中的运动．因为分运动之间是互不干扰的，具有等时的性质，故(1)小船渡河时间等于垂直于河岸的分运动时间：t＝t1＝＝ s＝50 s，沿河流方向的位移x水＝v水t＝2×50 m＝100 m，即在正对岸下游100 m处靠岸．(2)要小船垂直过河，即合速度应垂直于河岸，如图所示，则cosθ＝＝＝，所以θ＝60°，即航向与岸上游成60°角，渡河时间t＝＝＝ s＝ s≈57.7 s.答案：(1)50 s后在正对岸下游100 m处靠岸(2)航向与岸上游成60°角　57.7 s12．(16分)一物体在光滑水平面上运动，它在x方向和y方向上的两个分运动的速度—时间图象如图10所示． 图10(1)判断物体的运动性质；(2)计算物体的初速度大小；(3)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小．解析：(1)由图象可知，物体沿x方向的分运动为匀速直线运动，沿y方向的分运动为匀变速直线运动，故合运动为匀变速曲线运动．(2)物体的初速度为：v0＝＝ m/s＝50 m/s(3)在前3 s内x方向：x＝vxt＝30×3 m＝90 my方向：y＝－×40×3 m＝－60 m合位移大小为：s＝＝ m＝30 m前6 s内x方向：x′＝vxt′＝30×6 m＝180 my方向：y′＝0合位移：s′＝＝180 m答案：(1)匀变速曲线运动　(2)50 m/s　(3)30 m　180 m