（2021新人教版）高中物理必修第二册5.1曲线运动复习学案（解析版+原卷）.zip

2019-2020 学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修 2） 专题专题 5.1.1 曲线运动曲线运动 【学习目标学习目标】 1.知道曲线运动的速度方向，理解曲线运动是一种变速运动. 2.理解物体做曲线运动的条件，并能用于分析曲线运动的一些实例 【知识要点知识要点】 1、速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向 2、运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运 动 3、曲线运动的条件： 4、合力方向与轨迹的关系 无力不拐弯，拐弯必有力曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向 合力的方向弯曲，或者说合力的方向总是指向曲线的“凹”侧 5、合力方向与速率变化的关系 (1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大 (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小 (3)当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变 【题型分类题型分类】 题型一、对曲线运动的理解题型一、对曲线运动的理解 【例 1】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过山车受到的合外力等于零 D过山车经过 A、C 两点时的速度方向相同 【同类练习同类练习】 1下列关于曲线运动的说法正确的是() A物体所受合外力一定不为零，其大小方向都在不断变化 B速度的大小和方向都在不断变化 C物体的加速度可能变化，也可能不变化 D一定是变速运动 题型二、对曲线运动条件的理解题型二、对曲线运动条件的理解 【例 2】一个做匀速直线运动的物体突然受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力作 用时，则物体() A继续做直线运动 B一定做曲线运动 C可能做直线运动，也可能做曲线运动 D运动的形式不能确定 【同类练习同类练习】 1.质点在三个恒力 F1、F2、F3 的共同作用下处于平衡状态，若突然撤去 F1，则质点() A一定做匀变速运动 B可能做直线运动 C一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动 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中的速度、 加速度和受到的合外力，下列图像可能正确的是() 3如图所示，物体在恒力 F 的作用下沿曲线从 A 运动到 B.这时突然使恒力反向，大小不 变，即由 F 变为F.在此力作用下，关于物体以后的运动情况，下列说法错误的是() A物体不可能沿曲线 Ba 运动 B物体不可能沿直线 Bb 运动 C物体不可能沿曲线 Bc 运动 D物体不可能沿原曲线由 B 返回 A 题型三、合外力对曲线运动的影响题型三、合外力对曲线运动的影响 【例 3】在光滑水平面上有一质量为 2 kg 的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动现 突然将与速度方向相反的 2 N 的力水平旋转 90，则关于物体运动情况的叙述正确的是() A物体做速度大小不变的曲线运动 B物体做加速度为 m/s2 的匀变速曲线运动 2 C物体做速度越来越大的曲线运动 D物体做非匀变速曲线运动，其速度越来越大 【同类练习同类练习】 1质点沿如图所示的轨迹从 A 点运动到 B 点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质 点在 C 点处受力的是() 【成果巩固训练成果巩固训练】 1关于曲线运动的速度描述正确的是（ ） A速度的大小与方向都在不断的变化 B速度的大小不断变化，速度的方向不一定变化 C速度的方向不断变化，速度的大小不一定变化 D速度的方向总是垂直于曲线在该点的切线 2如图所示，物体沿曲线点运动至点。关于物体在段的运动，下列说法正确的是 abab （ ） A物体的速度可能不变 B物体的速度可能均匀变化 C点的速度方向由指向 D物体的加速度一定变化 aab C a 点速度的方向沿曲线的切线的方向，不是 a 指向 b。故 C 错误； 3关于曲线运动，下列说法中正确的是 （ ） A做曲线运动的物体所受合力一定不断变化 B做曲线运动的物体的加速度一定不断变化 C做曲线运动的物体的速度一定不断变化 D做曲线运动的物体的动能一定不断变化 4下列说法正确的是（） A如果物体做曲线运动，则一定是变速运动 B如果物体做变速运动，则一定是曲线运动 C如果物体受到的力是变力，则一定做曲线运动 D如果物体的速度大小和加速度大小都不变，则一定做直线运动 5在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门， 守门员“望球莫及”，其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向， 下列说法正确的是() A合外力的方向与速度方向在一条直线上 B合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 6一物体由静止开始下落一小段时间后，突然受一恒定水平风力的影响，但着地前一小段 时间风突然停止，则其运动轨迹的情况可能是（ ） A B C D 7一个物体在光滑水平面上沿曲线 MN 运动，如图所示，其中 A 点是曲线上的一点，虚 线 1、2 分别是过 A 点的切线和法线，已知该过程中物体所受到的合外力是恒力，则当物 体运动到 A 点时，合外力的方向可能是（ ） A沿 F1或 F5的方向 B沿 F2或 F4的方向 C沿 F2的方向 D不在 MN 曲线所确定的水平面内 8某质点在水平面上的直角坐标系 xOy 坐标平面内运动的轨迹如右图所示，下面判断正 确的是（ ） A若质点在 x 方向始终做匀速运动，则在 y 方向也始终做匀速运动 B若质点在 x 方向始终做匀速运动，则在 y 方向先加速后减速 C若质点在 y 方向始终做匀速运动，则在 x 方向也始终做匀速运动 D若质点在 y 方向始终做匀速运动，则在 x 方向先加速后减速 9已知物体运动初速度 v0 方向及它受到恒定合外力 F 的方向，下图表示物体运动的轨迹， 其中正确的是 ABCD 10一个质点在恒力 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( ) A沿x 方向B沿x 方向C沿y 方向D沿y 方向 11 （多选）一质点在 xOy 平面内从 O 点开始运动的轨迹如图所示，有关该质点的运动， 下列说法正确的是（） A若 x 方向始终匀速，则 y 方向先加速后匀速 B若 x 方向始终匀速，则 y 方向先减速后匀速 C若 y 方向始终匀速，则 x 方向先减速后匀速 D若 y 方向始终匀速，则 x 方向先加速后匀速 12 （多选）关于曲线运动的叙述，正确的是() A做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动 B物体在恒力作用下，不可能做曲线运动 C所有曲线运动都一定是变速运动 D做曲线运动的物体受到的合力一定不为零 2019-2020 学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修 2） 专题专题 5.1.1 曲线运动曲线运动 【学习目标学习目标】 1.知道曲线运动的速度方向，理解曲线运动是一种变速运动. 2.理解物体做曲线运动的条件，并能用于分析曲线运动的一些实例 【知识要点知识要点】 1、速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向 2、运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运 动 3、曲线运动的条件： 4、合力方向与轨迹的关系 无力不拐弯，拐弯必有力曲线运动轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向 合力的方向弯曲，或者说合力的方向总是指向曲线的“凹”侧 5、合力方向与速率变化的关系 (1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大 (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小 (3)当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变 【题型分类题型分类】 题型一、对曲线运动的理解题型一、对曲线运动的理解 【例 1】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过山车受到的合外力等于零 D过山车经过 A、C 两点时的速度方向相同 解析过山车做曲线运动，其速度方向时刻变化，速度是矢量，故过山车的速度也是时刻 变化的，即过山车做变速运动，A 错，B 对；做变速运动的物体具有加速度，由牛顿第二 定律可知物体所受合外力一定不为零，C 错；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，D 错 答案B 【同类练习同类练习】 1下列关于曲线运动的说法正确的是() A物体所受合外力一定不为零，其大小方向都在不断变化 B速度的大小和方向都在不断变化 C物体的加速度可能变化，也可能不变化 D一定是变速运动 答案CD 解析物体做曲线运动的条件是所受合外力 F 合的方向与速度方向不在同一直线上，物体 速度方向时刻改变，D 项正确当 F 合为恒力时，加速度恒定，物体做匀变速曲线运动； 当 F 合为变力时，加速度不断改变，物体做非匀变速曲线运动，A 项错，C 项正确当 F 合方向始终与速度方向垂直时，物体的速度方向时刻变化，但速度大小不变，B 项错 题型二、对曲线运动条件的理解题型二、对曲线运动条件的理解 【例 2】一个做匀速直线运动的物体突然受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力作 用时，则物体() A继续做直线运动 B一定做曲线运动 C可能做直线运动，也可能做曲线运动 D运动的形式不能确定 解析当合外力方向与速度方向不在同一条直线上时，物体的运动一定是曲线运动 答案B 【同类练习同类练习】 1.质点在三个恒力 F1、F2、F3 的共同作用下处于平衡状态，若突然撤去 F1，则质点() A一定做匀变速运动 B可能做直线运动 C一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动 答案AB 解析由题意可知，当突然撤去 F1 时，质点受到的合外力大小等于 F1，方向与 F1 相反， 质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动，故 A 正确， C 错误在撤去 F1 之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去 F1 后，它一定做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去 F1 后，质点 可能做直线运动(条件是 F1 的方向和速度方向在同一条直线上)，也可能做曲线运动(条件 是 F1 的方向和速度方向不在同一条直线上)，故 B 正确，D 错误 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中的速度、 加速度和受到的合外力，下列图像可能正确的是() 答案D 解析做曲线运动的物体，其速度方向就是曲线上那一点的切线方向，曲线运动的轨迹向 合外力的方向弯曲，而合外力的方向就是加速度的方向，故只有 D 项正确 3如图所示，物体在恒力 F 的作用下沿曲线从 A 运动到 B.这时突然使恒力反向，大小不 变，即由 F 变为F.在此力作用下，关于物体以后的运动情况，下列说法错误的是() A物体不可能沿曲线 Ba 运动 B物体不可能沿直线 Bb 运动 C物体不可能沿曲线 Bc 运动 D物体不可能沿原曲线由 B 返回 A 答案C 题型三、合外力对曲线运动的影响题型三、合外力对曲线运动的影响 【例 3】在光滑水平面上有一质量为 2 kg 的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动现 突然将与速度方向相反的 2 N 的力水平旋转 90，则关于物体运动情况的叙述正确的是() A物体做速度大小不变的曲线运动 B物体做加速度为 m/s2 的匀变速曲线运动 2 C物体做速度越来越大的曲线运动 D物体做非匀变速曲线运动，其速度越来越大 解析物体原来所受合外力为零，当将与速度方向相反的 2 N 的力水平旋转 90后其受力 相当于如图所示，其中 F 是 Fx、Fy 的合力，即 F2 N，且大小、方向都不变，是恒力， 2 那么物体的加速度为 a m/s2 m/s2 恒定又因为 F 与 v 的夹角 90，所以物 F m 2 2 22 体做速度越来越大、加速度恒为 m/s2 的匀变速曲线运动故正确答案是 B、C. 2 答案BC 【同类练习同类练习 1质点沿如图所示的轨迹从 A 点运动到 B 点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质 点在 C 点处受力的是() 答案C 解析把力 F 分解为一个与速度方向在同一直线上的分力 F1、一个与速度方向垂直的分力 F2，根据曲线运动中力 F 应指向轨迹的“凹侧”，可排除 A、D；在 B 项中，F1 的方向与 v 的方向同向，使质点从 A 到 B 加速运动，故 B 错；在 C 项中，F1 的方向与 v 的方向相反， 使质点从 A 到 B 减速运动，故 C 正确 【成果巩固训练成果巩固训练】 1关于曲线运动的速度描述正确的是（ ） A速度的大小与方向都在不断的变化 B速度的大小不断变化，速度的方向不一定变化 C速度的方向不断变化，速度的大小不一定变化 D速度的方向总是垂直于曲线在该点的切线 【答案】C 【解析】 曲线运动的速度方向一定改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故 AB 错误， C 正确；曲线的某点的切线方向即为质点在该点的速度方向，故 D 错误。所以 C 正确， ABD 错误。 2如图所示，物体沿曲线点运动至点。关于物体在段的运动，下列说法正确的是 abab （ ） A物体的速度可能不变 B物体的速度可能均匀变化 C点的速度方向由指向 D物体的加速度一定变化 aab 【答案】B 【解析】 A物体做曲线运动，速度的方向发生了变化，所以速度一定是变化的。故 A 错误； BD 物体做曲线运动，加速度的大小和方向可能保持不变，即速度可能是均匀变化的， 如类平抛运动，故 B 正确 D 错误； C a 点速度的方向沿曲线的切线的方向，不是 a 指向 b。故 C 错误； 3关于曲线运动，下列说法中正确的是 （ ） A做曲线运动的物体所受合力一定不断变化 B做曲线运动的物体的加速度一定不断变化 C做曲线运动的物体的速度一定不断变化 D做曲线运动的物体的动能一定不断变化 【答案】C 【解析】 【详解】 曲线运动的合力与加速度不一定变化，比如平抛运动；但是曲线运动的速度一定变化，因 为曲线运动的速度方向一直在变；动能不一定变化，如匀速圆周运动，ABD 错误 C 正确。 4下列说法正确的是（） A如果物体做曲线运动，则一定是变速运动 B如果物体做变速运动，则一定是曲线运动 C如果物体受到的力是变力，则一定做曲线运动 D如果物体的速度大小和加速度大小都不变，则一定做直线运动 【答案】A 【解析】 A、如果物体做曲线运动，则物体的速度方向时刻在变，因此一定是变速运动，故 A 正确； B、如果物体做变速运动，可能只是大小变化，不一定做曲线运动，故 B 错误； C、如果物体受到的力是变力，若方向与运动方向在同一条直线上，可能只是做变速直线 运动，不一定是曲线运动，故 C 错误； D、如果物体的速度大小和加速度大小都不变，但方向有可能会变，不一定做直线运动， 例如匀速圆周运动，故 D 错误。 5在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门， 守门员“望球莫及”，其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向， 下列说法正确的是() A合外力的方向与速度方向在一条直线上 B合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 【答案】C 【解析】 足球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向；根据物体做曲线运动的条件可知，合 外力的方向一定指向轨迹的内侧。 A合外力的方向与速度方向在一条直线上，与结论不相符，选项 A 错误； B合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧，与结论不相符，选项 B 错误； C合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向，与结论相符，选项 C 正确； D合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向，与结论不相符，选项 D 错误； 6一物体由静止开始下落一小段时间后，突然受一恒定水平风力的影响，但着地前一小段 时间风突然停止，则其运动轨迹的情况可能是（ ） A B C D 【答案】C 【解析】 物体由静止开始下落先做直线运动，当受到水平方向的水平风力时，合力的方向与速度的 方向不在同一条直线上，做曲线运动，风停止后，物体所受的合力方向竖直向下，与速度 不在同一条直线上，仍做曲线运动，且曲线运动的轨迹夹在速度方向和合力方向之间，合 力方向大致指向轨迹凹的一向。故 C 正确，ABD 错误。 故选 C。 7一个物体在光滑水平面上沿曲线 MN 运动，如图所示，其中 A 点是曲线上的一点，虚 线 1、2 分别是过 A 点的切线和法线，已知该过程中物体所受到的合外力是恒力，则当物 体运动到 A 点时，合外力的方向可能是（ ） A沿 F1或 F5的方向 B沿 F2或 F4的方向 C沿 F2的方向 D不在 MN 曲线所确定的水平面内 【答案】C 【解析】 A根据图示物体由 M 向 N 做曲线运动，故合外力的方向指向图 F2 水平线下方，故 F5 的 方向错误，故 A 错误； B同理，F4 的方向错误，故 B 错误； C根据图示物体由 M 向 N 做曲线运动，且轨迹关于 A 点对称，则为圆弧运动，故向心力 与速度方向垂直，故合外力的方向沿 F2 的方向，故 C 正确； D同理，D 错误. 故选 C。 8某质点在水平面上的直角坐标系 xOy 坐标平面内运动的轨迹如右图所示，下面判断正 确的是（ ） A若质点在 x 方向始终做匀速运动，则在 y 方向也始终做匀速运动 B若质点在 x 方向始终做匀速运动，则在 y 方向先加速后减速 C若质点在 y 方向始终做匀速运动，则在 x 方向也始终做匀速运动 D若质点在 y 方向始终做匀速运动，则在 x 方向先加速后减速 【答案】D 【解析】 AB若 x 方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，则 y 方向的高度先增加的越来越 慢，说明竖直速度在减小，后来 y 方向的高度后增加的越来越快，说明竖直速度增大，所 以物体速度先减小后增大，即 y 方向先减速后加速；故 A 错误，B 错误； CD若 y 方向始终匀速，经过相同的时间竖直间距相同，则 x 方向的水平距离先增加的越 来越快，说明水平速度在增大，后来 x 方向的水平间距后增加的越来越慢，说明水平速度 减小，所以物体速度先增大后减小，即 x 方向先加速后减速；故 C 错误，D 正确. 9已知物体运动初速度 v0 方向及它受到恒定合外力 F 的方向，下图表示物体运动的轨迹， 其中正确的是 ABCD 【答案】D 【解析】 曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断 AB 错误；曲线 运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，由此可以判断 C 错误，D 正确； 10一个质点在恒力 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( ) A沿x 方向B沿x 方向C沿y 方向D沿y 方向 【答案】D 【解析】 由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该 斜向右下方，可能沿-y 方向，故 D 正确 11 （多选）一质点在 xOy 平面内从 O 点开始运动的轨迹如图所示，有关该质点的运动， 下列说法正确的是（） A若 x 方向始终匀速，则 y 方向先加速后匀速 B若 x 方向始终匀速，则 y 方向先减速后匀速 C若 y 方向始终匀速，则 x 方向先减速后匀速 D若 y 方向始终匀速，则 x 方向先加速后匀速 【答案】BD 【解析】 AB若方向始终匀速，经过相同的时间水平间距相同，则方向的高度先增加的越来越 x y 慢，说明竖直速度在减小，后来方向的高度均匀增加，说明竖直速度保持不变，所以物 y 体在 y 方向的速度先减小后不变，故 A 错误，B 正确； CD若方向始终匀速，则经过相同的时间竖直间距相同，则方向的水平距离先增加的 y x 越来越快，说明水平速度在增大，后来方向的水平间距均匀增加，说明水平速度不变， x 所以物体在 x 方向上的速度先增大后不变，故 C 错误，D 正确。 故选 BD。 12 （多选）关于曲线运动的叙述，正确的是() A做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动 B物体在恒力作用下，不可能做曲线运动 C所有曲线运动都一定是变速运动 D做曲线运动的物体受到的合力一定不为零 【答案】CD 【解析】平抛运动是曲线运动，过程中只受重力做功，为匀变速曲线运动，AB 错误；只 要是曲线运动，速度方向一定时刻在变化着，一定是变速运动，即一定存在加速度，合力 一定不为零，CD 正确；