高一必修2 512运动的实例和曲线运动的条件课时作业精.docx
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高一必修2512运动的实例和曲线运动的条件课时作业精
运动的实例和曲线运动的条件
1.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图1所示,当运动员从直升飞机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
图1
A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力有关
D.运动员着地速度与风力无关
2.如图2所示,一艘炮艇沿长江由西向东快速行驶,在炮艇上发射炮弹射击北岸正北方向的目标。
要击中目标,射击方向应( )
图2
A.对准目标
B.偏向目标的西侧
C.偏向目标的东侧
D.无论对准哪个方向都无法击中目标
3.一个质点在恒力F作用下,在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图3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( )
图3
A.沿+x方向
B.沿-x方向
C.沿+y方向
D.沿-y方向
4.如图4所示,一玻璃筒中注满清水,水中放一软木做成的木塞R(木塞的直径略小于玻璃管的直线,轻重大小适宜,使它在水中能匀速上浮)。
将玻璃管的开口端用胶塞塞紧(图甲)。
现将玻璃管倒置(图乙),在木塞匀速上升的同时,将玻璃管水平向右由静止做匀加速直线运动。
观察木塞的运动,将会看到它斜向右上方运动,经过一段时间,玻璃管移到图丙中虚线所示位置,木塞恰好运动到玻璃管的顶端,则能正确反映木塞运动轨迹的是( )
图4
5.无风时气球匀速竖直上升,速度为3m/s。
现吹水平方向的风,使气球获4m/s的水平速度,气球经一定时间到达某一高度h,则有风后( )
A.气球实际速度的大小为7m/s
B.气球的运动轨迹是曲线
C.若气球获5m/s的水平速度,气球到达高度h的路程变长
D.若气球获5m/s的水平速度,气球到达高度h的时间变短
6.过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。
如图4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,下列说法中正确的是( )
图5
A.过A点时的速度方向沿AB方向
B.过B点时的速度方向沿水平方向
C.过A、C两点时的速度方向相同
D.圆形轨道上与M点速度方向相同的点在AB段上
7.如图6所示,一名92岁的南非妇女从距地面大约2700米的飞机上,与跳伞教练绑在一起跳下,成为南非已知的年龄最大的高空跳伞者.假设没有风的时候,落到地面所用的时间为t,而实际上在下落过程中受到了水平方向的风的影响,则实际下落所用时间( )
图6
A.仍为t B.大于t
C.小于tD.无法确定
8.雨点正在以4m/s的速度竖直下落,忽然一阵风以3m/s的速度水平吹来,雨中撑伞正在行走的人,为使雨点尽量不落在身上,手中伞杆应与竖直方向所成夹角为( )
A.30°B.37°C.45°D.0°
9.如图7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( )
图7
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
D.大小和方向均改变
10.如图8所示,物体在恒力F作用下沿曲线从点A运动到点B,这时突然使它所受的力反向,但大小不变,即由F变为-F.在此力的作用下,物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )
图8
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BA返回
11.(多选)如图9所示,做匀速直线运动的汽车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和汽车速度的大小分别为vB,vA,则( )
图9
A.vA=vB
B.vA C.vA>vB D.重物B的速度逐渐增大 12.(多选)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(如图10所示),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,则( ) 图10 A.因为有Fx,质点一定做曲线运动 B.如果Fy>Fx,质点向y轴一侧做曲线运动 C.如果Fy=Fxtanα,质点做直线运动 D.如果Fy 13.(多选)河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( ) A.船渡河的最短时间是60s B.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直 C.船在河水中航行的轨迹是一条直线 D.船在河水中的最大速度是5m/s 14.如图11所示,质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动,速度方向与力F1、F3的方向恰好在同一直线上,则: 图11 (1)若只撤去F1,物体将做________运动,加速度大小为________,方向为________. (2)若只撤去F2,物体将做________运动,加速度大小为________,方向为________. (3)若只撤去F3,物体将做________运动,加速度大小为________,方向为________. 15.一人一猴在玩杂技,如图12所示,直杆AB长12m,猴子在直杆上由A向B匀速向上爬,同时人顶着直杆水平匀速移动,已知在10s内,猴子由A运动到B,而人也由甲位置运动到了乙位置,已知x=9m,求: 图12 (1)猴子对地的位移; (2)猴子对人的速度和猴子对地的速度; (3)若猴子从静止开始匀加速上爬,其他条件不变,试在图中画出猴子运动的轨迹。 参考答案 1.答案 B 解析 水平风力不会影响竖直方向的运动,所以运动员下落时间与风力无关,A、C错误;运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风力越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,B正确,D错误。 2.答案 B 解析 炮弹的实际速度方向沿目标方向,该速度是船的速度与射击速度的合速度,根据平行四边形定则,知射击的方向偏向目标的西侧。 故B正确,A、C、D错误。 3.答案 D 解析 根据曲线运动的轨迹位于速度方向和合力方向所夹的范围内且向合力方向弯曲,可知B、C错误;若恒力F沿+x方向则速度方向不可能与x轴平行,故A错误,所以正确选项为D. 4.答案 C 解析 曲线向加速度方向弯曲,故C正确。 5.答案 C 解析 有风时,气球实际速度的大小v= m/s=5m/s,A错误;气球沿合速度方向做匀速直线运动,轨迹为直线,B错误;水平速度增大,但气球飞行的时间不变,水平方向的位移增大,竖直方向的位移不变,合位移增大,故气球到达高度h的路程变长,C正确,D错误。 6.答案 B 解析 翻滚过山车经过A、B、C三点的速度方向如图所示。 由图可以判断选项B正确,选项A、C错误;用直尺和三角板作M点速度方向的平行线且与圆相切于N点,则过山车过N点时的速度方向与过M点时的速度方向相同,N点不在AB段上,选项D错误。 7.答案 A 解析 水平风力并不影响跳伞者在竖直方向的运动规律,有风与无风的情况下,下落时间均为t,故A正确. 8.答案 B 解析 雨点同时参与两个方向的分运动,一是竖直向下的匀速直线运动,二是沿水平风方向的匀速直线运动,其合速度方向与竖直方向的夹角为θ,tanθ= = ,所以θ=37°,为使雨点尽量不落在身上,应使伞面与雨点速度方向垂直,伞杆与雨点的速度方向平行,所以,伞杆与竖直方向应成37°夹角,B对. 9.答案 A 解析 橡皮参与了两个分运动,一个是沿水平方向与铅笔速度相同的匀速直线运动,另一个是沿竖直方向与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动,这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动,故选项A正确. 10.答案 ABD 解析 物体沿曲线从点A运动到点B(点B除外)的过程中,其所受恒力F的方向必定指向曲线的内侧.当运动到B点时,因恒力反向,由曲线运动的特点“物体以后运动的曲线轨迹必定向合外力方向弯曲”可知: 物体以后的运动只可能沿Bc运动.故本题正确选项为A、B、D. 11.答案: CD 解析: 如图所示,汽车的实际运动是水平向左的运动,它的速度vA可以产生两个运动效果: 一是使绳子伸长;二是使绳子与竖直方向的夹角增大,所以汽车的速度vA应有沿绳方向的分速度v0和垂直绳的分速度v1,由运动的分解可得v0=vAcosα;又由于vB=v0,所以vA>vB,故选项C正确.因为随着汽车向左行驶,α角逐渐减小,所以vB逐渐增大,故选项D正确. 12.答案 CD 解析 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;若所受合外力始终与速度同方向,则做直线运动.若Fy=Fxtanα,则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上(如图所示),此时质点做直线运动;若Fy ,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. 13.答案: BD 解析: 由题中图甲可知河宽300m,船头始终与河岸垂直时,船渡河的时间最短,则t= = s=100s,A错、B对.由于船沿河向下漂流的速度大小始终在变,故船的实际速度的大小、方向也在时刻发生变化,船在河水中航行的轨迹是曲线,C错.船沿河向下漂流的最大速度为4m/s,所以船在河水中的最大速度v= m/s=5m/s,D对. 14.答案 (1)匀加速直线 F1的反方向 (2)匀变速曲线 F2的反方向 (3)匀减速直线 F3的反方向 解析 若只撤去F1,物体所受的合外力大小为F1,方向与F1相反,与速度方向相同,所以物体做加速度大小为 的匀加速直线运动,加速度方向与F1相反;若只撤去F2,物体所受的合外力大小为F2,方向与F2相反,与速度方向不共线,且夹角为锐角,所以物体做加速度大小为 的匀变速曲线运动,加速度方向与F2相反;若只撤去F3,物体所受的合外力大小为F3,方向与F3相反,与速度方向相反,所以物体做加速度大小为 的匀减速直线运动,加速度方向与F3相反. 15.答案 (1)15m (2)1.2m/s 1.5m/s (3)见解析图 解析 (1)相对于地面,猴子参与沿杆上升和随杆水平移动的两个运动,在爬到杆顶的过程中,满足x猴= = m=15m。 (2)由于猴子和人在水平方向运动情况相同,保持相对静止,因此 猴子对人的速度v1= m/s=1.2m/s, 猴子对地的速度v猴= = =1.5m/s。 (3)由于猴子向上匀加速运动,加速度(或外力)方向向上,因此,运动轨迹向上弯曲,其轨迹如图所示。
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