高中物理1 曲线运动练习

1　曲线运动

选择题(第1~5题为单选题，第6~7题为多选题)

1.下图为某一物体的速度—时间图像，则由此可知物体是做(　　)

A.曲线运动  B.匀速直线运动

C.匀变速直线运动 D.变加速直线运动

答案：D

解析：v-t图像中的曲线不是物体运动的轨迹。据题图可知，物体运动的速度方向一直为正方向，其大小逐渐减小，斜率逐渐增大，即物体做加速度逐渐增大的减速直线运动。

2.从高处水平抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图所示(不考虑空气阻力)，其中正确的是(　　)

答案：C

解析：物体在飞行过程中只受重力，方向竖直向下，所以加速度的方向竖直向下，选项B、D错误；在曲线运动中，速度的方向时刻改变，而A项中速度的方向保持不变，选项A错误；C项中速度和加速度的方向都正确，选项C正确。

3.一质点在光滑水平面上以速度v0做匀速直线运动，当运动到P点时突然受到一个与v0在同一水平面内的恒力F的作用，图中a、b、c、d表示质点此后的一小段运动轨迹，其中正确的是(　　)

答案：C

解析：质点做匀速运动时，受力平衡，突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力F的作用时，合外力方向与速度方向不在同一直线上，所以质点一定做曲线运动，且合外力的方向指向弯曲的方向。题图A中在某时刻F方向与运动方向可能会相同，这是不可能的，故选项A错误；题图B、D中力F的方向指向轨迹的外侧，故选项B、D错误，C正确。

4.关于物体的受力和运动，下列说法正确的是(　　)

A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变

B.物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向

C.物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变

D.做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用

答案：D

解析：物体的速度方向与所受合力方向不垂直，则速度大小一定改变，故选项A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，故选项B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，故选项C错误；物体做曲线运动的条件是一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，故选项D正确。

5.双人滑冰运动员在光滑的水平冰面上做表演，甲运动员给乙运动员一个水平恒力F，乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN。vM与vN正好成90°角，则此过程中，乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的(　　)

A.F1 B.F2 

C.F3 D.F4

答案：C

解析：根据题图可知乙运动员由M向N做曲线运动，乙运动员向前的速度减小，同时向右的速度增大，故合外力的方向指向水平线下方，故F3的方向可能是乙运动员受到的恒力方向，选项C正确，A、B、D错误。

6.物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去外力F1，则物体的运动情况是(　　)

A.必沿着F1的方向做匀加速直线运动

B.必沿着F1的方向做匀减速直线运动

C.不可能做匀速直线运动

D.可能做直线运动，也可能做曲线运动

答案：CD

解析：撤去外力F1后物体所受合力大小及方向恒定，故撤去外力F1后物体不可能做匀速直线运动，选项C正确。若合力与物体的运动方向在一条直线上，则物体做匀变速直线运动，若合力与物体的运动方向不在一条直线上，则物体做匀变速曲线运动，故选项A、B错误，D正确。

7.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目。如图所示，翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过M点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过A、B、C三点。下列说法正确的是(　　)

A.过山车做匀速运动

B.过山车做变速运动

C.过山车受到的合力不等于零

D.过山车经过A、C两点时的速度方向相同

答案：BC

解析：过山车做曲线运动，其速度方向时刻变化，速度是矢量，故过山车的速度是变化的，即过山车做变速运动，选项A错误，B正确；做变速运动的过山车具有加速度，由牛顿第二定律可知过山车所受合力一定不为零，选项C正确；过山车经过A点时，速度方向竖直向上，经过C点时，速度方向竖直向下，选项D错误。

挑战创新

在光滑平面上的一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴成α角，与此同时，质点上加有沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，试着分析Fx与Fy的大小关系对质点运动轨迹的影响。

解答：质点所受合外力方向与速度方向不在同一直线上时，质点做曲线运动。(1)若Fy=Fxtan α，则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上，此时质点做直线运动；(2)若Fy<Fxtan α，即tan α>，则Fx、Fy的合力F与x轴的夹角β<α，则质点偏向x轴一侧做曲线运动；(3)若Fy>Fxtan α，即tan α<，则Fx、Fy的合力F与x轴的夹角β>α，则质点偏向y轴一侧做曲线运动。