物理必修21.曲线运动随堂练习题

【学业达标训练】

1.做曲线运动的物体在运动过程中，下列说法正确的是（   ）

A.速度大小一定改变　　B.加速度大小一定改变

C.速度方向一定改变　　D.加速度方向一定改变

【解析】选C.做曲线运动的物体的速度方向时刻在改变，但速度大小不一定变化，A错，C对.曲线运动的加速度可能恒定不变.即大小、方向均不变，也可能是变化的，即加速度的大小、方向都有可能变化，B错、D错.

2.如图5-1-3所示为质点的初速度方向与合外力方向，请你判断该质点的运动轨迹是选项中的（   ）

【解析】选B.本题考查了做曲线运动的物体运动轨迹与受力方向的大致关系及曲线运动速度的方向，即合外力指向曲线的弯曲方向，某点的速度方向与曲线上该点的切线方向一致,B正确.

3.“神舟”七号飞船正载着我国三名航天员在太空遨游，飞船的速度大小不变，运动轨迹近似是以地心为圆心的圆，以下说法正确的是（   ）

A.飞船做匀速运动

B.飞船做变速运动

C.飞船不受力的作用

D.飞船的加速度不为零

【解析】选B、D.飞船的运动轨迹是圆，即飞船做曲线运动，在性质上是变速运动，A错，B对.由物体做曲线运动的条件知道，飞船肯定受外力作用，且合力不为零，飞船的加速度一定不为零，C错，D对.

4.劈形物体M，各个表面光滑，上表面水平，将其置于固定的斜面上，在M上表面再放置一小球m，如图5-1-4所示.物体M从静止开始释放，试判断小球在碰到斜面前的轨迹（   ）

A.沿斜面向下的直线　　B.竖直向下的直线

C.无规则直线　　　　　D.抛物线

【解析】选B.小球在物体M上受重力和支持力，此二力均在竖直方向上，物体在水平方向上不受外力，因此在水平方向上运动状态不发生变化，所以小球做竖直向下的直线运动，故B正确.

5.如图5-1-5 所示，一物体在O点以初速度v开始做曲线运动，已知物体只受到沿x轴方向的恒力作用，则物体速度大小（   ）

A.先减小后增大       B.先增大后减小

C.不断增大           D.不断减小

【解析】选A.开始时物体所受合力方向与速度方向的夹角大于90°，物体速度减小，经过一段时间后，物体的速度方向与其合力方向的夹角小于90°，物体又做加速运动，故A项正确.

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）

1.一个向南运动的物体，受到一个持续不断的向东的恒力，物体将（   ）

A.折向东南做直线运动　　　　B.向南偏东做变速直线运动

C.向正东方向做匀加速运动　　D.向南偏东做匀变速曲线运动

【解析】选D.物体受到的恒力与初速度方向垂直.所以物体做曲线运动，A、B、C错.恒力产生恒定的加速度，故物体向南偏东做匀变速曲线运动，D对.

2.物体做曲线运动时，其加速度（   ）

A.一定不等于零         B.可能不变　　　C.一定改变           D.一定不变

【解析】选A、B.物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上，故合力肯定不为零，其加速度必定不为零，A对.合力可能是恒力，也可能是变力，B对，C、D错.

3.电动自行车绕图1所示的400 m 标准跑道运动，车上的车速表指针一直指在36 km/h处不动.则下列说法中正确的是（   ）

A.电动车的速度一直保持不变　　B.电动车沿弯道BCD运动过程中，车一直具有加速度

C.电动车绕跑道一周需40 s，此40 s内电动车的平均速度等于10 m/s

D.跑完一圈过程中，由于电动车的速度没有发生改变，故电动车所受合力为零

【解析】选B.电动车做曲线运动，速度是变化的，A错.电动车经BCD的运动为曲线运动，合力不等于零，车的加速度不为零，B对，D错.电动车跑完一周的位移为零，其平均速度为零，C错.　

4.一个物体在力F1、F2、F3等几个力的共同作用下，做匀速直线运动.若突然撤去力F1后，则物体（   ）

A.可能做曲线运动

B.可能继续做直线运动

C.必然沿F1的方向做直线运动

D.必然沿F1的反方向做匀加速直线运动

【解析】选A、B.物体做匀速直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确，可能是相同、相反或不在同一条直线上.因此，撤去F1后物体所受合外力的方向与速度v的方向关系不确定，所以选项A、B是正确的.

5.关于曲线运动的性质，以下说法正确的是（   ）

A.曲线运动一定是变速运动

B.变速运动一定是曲线运动

C.曲线运动一定是变加速运动

D.变加速运动一定是曲线运动　

【解析】选A.曲线运动中物体的速度方向时刻在改变，故曲线运动一定是变速运动，A对.变速运动中的匀变速直线运动不是曲线运动，B错.当物体的合力恒定，且合力方向与其速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，C错.变加速运动是指加速度变化的运动，它可能是直线运动，也可能是曲线运动，D错.

二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）

6.（思维拓展题）（10分）如图2所示，物体做圆周运动，在A点物体所受的合外力F既不与速度的方向垂直也不与速度的方向在一条直线上，此时我们可以将F进行正交分解，使一个分力F1与速度v的方向垂直，另一个分力F2与速度方向平行，其中分力F1只改变速度的______，分力F2只改变速度的______.F与v的夹角为α，当α=0°时，F1=0，物体做_____运动，α=90°时，F2=0，物体的速率_____.α为锐角时，物体运动的速率______.

【解析】曲线运动中，物体的合外力可以分解为垂直物体速度的法向分力和与速度共线的切向分力，法向分力只改变速度的方向，切向分力只改变速度的大小，切向分力与速度同向，物体做加速运动，反向则物体做减速运动.

答案：方向  大小  加速直线  不变  增加　

7.（10分）如图3所示，为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动.开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平移.

（1）单独分别开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？

（2）单独开动P2和P4，探测器的运动有什么不同.

【解析】（1）单独开动P1时，力沿-x方向，故探测器做匀减速直线运动；单独开动P3时，探测器做匀加速直线运动；单独开动P2或P4时，探测器做匀变速曲线运动.

（2）单独开动P2时，探测器在坐标系中第Ⅰ象限内做曲线运动，轨迹向上弯曲；单独开动P4时，探测器在坐标系第Ⅳ象限内做曲线运动，运动轨迹向下弯曲.

答案：见解析

［探究·创新］

8.（10分）一些极速运动比赛项目中，如摩托车比赛、冰上速滑比赛（如图4所示）.运动员在转弯时，身体都要倾斜，注意观察一下运动员身体向哪侧倾斜？他们为何这样做？

【解析】运动员的身体向弯道弯曲的方向倾斜，这是由于运动员在水平面内做曲线运动，运动员必定受到一个水平方向且指向弯道内侧的外力.当运动员向弯道内侧倾斜时，就有一个向外侧滑动的趋势，所以运动员就受到一个地面的静摩擦力，方向指向弯道的内侧，在这个力的作用下，运动方向不断发生变化.