高中物理必修二新人教版课时素养评价5-1曲线运动

课时素养评价一曲线运动(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于曲线运动,下列说法正确的是 ()A.曲线运动一定是匀变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.做曲线运动的物体可能没有加速度D.做曲线运动的物体可能受到恒力作用【解析】选D。曲线运动不一定是匀变速运动,选项A错误;变速运动不一定是曲线运动,例如匀变速直线运动,选项B错误;做曲线运动的物体速度一定发生变化,则一定有加速度,选项C错误;做曲线运动的物体可能受到恒力作用,选项D正确。【加固训练】下列关于曲线运动的说法中,正确的是()A.速度方向总是沿着位移的方向B.各种曲线运动都是变速运动C.加速度的方向与速度的方向总是在一条直线上D.做曲线运动的物体,其加速度可能为零【解析】选B。做曲线运动的物体的速度方向时刻改变,且沿曲线的切线方向,即速度是变化的,故A错误,B正确;物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,故C错误;做曲线运动的物体,速度方向一定变化,一定具有加速度,故D错误。2.(多选)跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,如图是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点,且这四个点处轨迹的切线均沿竖直方向。关于运动员头部经过这四个点时的速度和加速度,下列说法中正确的是 ()A.经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下B.经过a、c两个点的速度方向均一定竖直向下C.经过b、d两个点的加速度方向均一定竖直向上D.经过a、c两点的加速度方向均一定竖直向下【解析】选B、D。曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,所以b、d速度方向不是竖直向下,故A错误;a、c两点的切线方向竖直向下,故经过a、c两个点的速度方向均一定竖直向下,故B正确;整个过程中,只受重力作用,所以加速度均竖直向下,故C错误、D正确。3.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时,突然使它所受力反向,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【解析】选A。物体从A运动到B,因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中,所以物体所受恒力方向应是向下的。到达B点后,力的大小不变方向相反,变成向上。因为物体在B点的速度方向为切线方向,即直线Bb,而力与速度方向不同,所以物体不可能做直线运动;由于力的方向发生了改变,曲线Bc不在力与速度的夹角内;很明显,物体不可能由B返回A;而Ba在力与速度的夹角内,物体有可能沿Ba运动,故A错误,B、C、D正确。4.关于合运动与分运动的关系,下列说法正确的是()A.合运动速度一定大于分运动速度B.合运动加速度不可能与分运动加速度相同C.合运动的速度与分运动的速度没有关系,但合运动与分运动的时间相等D.合位移可能等于两分位移的代数和【解析】选D。根据平行四边形定则,作出以两个互成角度的分速度为邻边的平行四边形,过两邻边夹角的对角线表示合速度,对角线的长度可能等于邻边长度,也可能小于邻边长度,也可能大于邻边长度,选项A错误;合运动的加速度可能大于、等于或小于分运动的加速度,选项B错误;合运动与分运动具有等效性、同体性、等时性等关系,选项C错误;如果两个分运动在同一直线上,且方向相同,其合位移就等于两分位移的代数和,选项D正确。5.降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞 ()A.下落的时间越长 B.下落的时间越短C.落地时速度越小 D.落地时速度越大【解析】选D。降落伞参与了竖直方向的分运动和水平方向的分运动,水平方向的分运动对竖直方向的分运动无影响,故风速变大时,下落的时间不变,故A、B错误;根据v=QUOTE,若风速越大,水平风速vx越大,则降落伞落地时速度越大,故C错误,D正确。6.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其vt图象如图乙所示。人顶杆沿水平地面运动的xt图象如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法中正确的是 ()A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在2s内做匀变速曲线运动C.t=1s时猴子的速度大小为4m/sD.t=2s时猴子的加速度大小为0m/s2【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动。(2)通过运动的合成,判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。(3)求出t=2s时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度,根据平行四边形定则,求出猴子相对于地面的加速度。【解析】选B。由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下。由丙图知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,所以猴子在2s内做匀变速曲线运动,故A错误,B正确;xt图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为:vx=4m/s,t=0时猴子竖直方向分速度:vy=8m/s,则t=1s时猴子竖直分速度为vy′=4m/s,因此t=1s时猴子的速度大小为:v=QUOTEm/s=4QUOTEm/s,故C错误;vt图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度大小为:a=QUOTE=QUOTEm/s2=4m/s2,故D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)如图为玻璃自动切割生产线示意图,宽L=0.9m的玻璃以恒定的速度v=0.4m/s向右运动,两侧的滑轨与玻璃的运动方向平行,滑杆与滑轨垂直,且可沿滑轨左右移动,割刀通过沿滑杆滑动和随滑杆左右移动实现对移动玻璃的切割。为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,求:(1)滑杆的速度大小和方向。(2)若切割一次的时间t=3s,则割刀对地的速度多大?【解析】(1)为了使割下的玻璃板都成规定尺寸的矩形,滑杆的速度应该等于玻璃运动的速度,所以v杆=v=0.4m/s,方向向右。(2)割刀对地的速度应该为滑杆的速度与刀沿杆运动的速度的合成;刀沿杆的速度大小为v′=QUOTE=QUOTEm/s=0.3m/s,所以割刀对地的速度为v刀=QUOTE=0.5m/s。答案:(1)0.4m/s方向向右(2)0.5m/s【加固训练】在自行车赛中,若某一路段车手正在骑自行车以4m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报告当时是正北风,风速也是4m/s,则车手感觉到的风速多大?方向如何?【解析】以人为参考系,气流水平方向上有向西的v1=4m/s的速度,向南有v2=4m/s的速度,所以合速度为v=QUOTE=4QUOTEm/s,方向为西南方向,如图所示。由图可知骑车的人感觉到风速方向为东北风。答案:4QUOTE8.(12分)如图所示,甲图表示某物体在x轴方向上的分速度的vt图象,乙图表示该物体在y轴方向上的分速度的vt图象。求:(1)物体在t=0时的速度大小。(2)t=8s时物体的速度大小。(3)t=4s时物体的位移大小。【解析】根据图象可以知道,物体在x轴方向上以3m/s的速度做匀速直线运动,在y轴方向上做初速度为0、加速度为0.5m/s2的匀加速直线运动,合运动是曲线运动。(1)在t=0时,物体的速度v=QUOTE=3m/s(2)在t=8s时,物体沿x轴方向的速度为3m/s,物体沿y轴方向的速度为4m/s,所以物体的速度为v=QUOTE=5m/s(3)在4s的时间内物体在x轴方向发生的位移为x=12m,物体在y轴方向发生的位移为y=QUOTEat2=4m,所以4s时物体发生的位移为s=QUOTE=4QUOTEm答案:(1)3m/s(2)5m/s(3)4(15分钟·40分)9.(6分)关于运动的合成与分解,下列说法中正确的是 ()A.两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动B.两个直线运动的合运动一定是直线运动C.合运动是加速运动时,其分运动中至少有一个是加速运动D.合运动是匀变速直线运动时其分运动中至少有一个是匀变速直线运动【解析】选A。两个速度大小不等的匀速直线运动的合运动的速度是恒定的,故仍然是匀速直线运动,故A说法正确;两个直线运动的合运动不一定是直线运动,如平抛运动,故B说法错误;分运动可以一个是匀减速运动,另一个是反方向初速度较大的匀速直线运动,其合运动也是加速运动,故C说法错误;合运动是匀变速直线运动,将初速度和加速度都分解可以得到两个分运动,加速度与速度不共线时物体做曲线运动,故两个分运动可能都是曲线运动,故D说法错误。所以选A。【加固训练】(多选)在民族运动会上,运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2。跑道离固定目标的最近距离为d。下列说法中正确的是 ()A.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离为QUOTEB.只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动合速度的大小一定是v=QUOTEC.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离为QUOTED.箭射到靶的最短时间为QUOTE【解析】选C、D。当箭垂直于马奔驰方向射出时,箭在空中飞行时间最短,最短时间t=QUOTE,此时箭在沿马奔驰方向上的位移x=v1t=QUOTE,这种情况运动员放箭处距离目标的距离s=QUOTE=QUOTE,故A错误,C、D正确。只有当箭垂直于马奔驰方向射出时,箭在空中运动合速度的大小是v=QUOTE,故B错误。10.(6分)在珠海国际航展上,歼20隐身战斗机是此次航展最大的“明星”。歼20战机在降落过程中的水平方向初速度为60m/s,竖直方向初速度为6m/s,已知歼20战机在水平方向做加速度大小等于2m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2m/s2的匀减速直线运动,则歼20战机在降落过程中 ()A.歼20战机的运动轨迹为曲线B.经20s歼20战机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C.在前20s内,歼20战机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D.歼20战机在前20s内,水平方向的平均速度为40m/s【解析】选D。战机的合速度方向与水平方向夹角为θ,则tanθ=QUOTE=QUOTE,战机的合加速度方向与水平方向的夹角为β,则tanβ=QUOTE=QUOTE,可以知道战机的速度的方向与加速度的方向是相同的,战机做匀变速直线运动,故A错误;经20s歼20战机水平方向的分速度v1=(602×20)m/s=20m/s,竖直方向上的分速度为v2=(60.2×20)m/s=2m/s,故B错误;在前20s内,歼20战机在水平方向的分位移s1=QUOTE×20m=800m,在竖直方向的分位移h=QUOTE×20m=80m,故C错误;歼20战机在前20s内,水平方向的平均速度为QUOTE=QUOTEm/s=40m/s,故D正确。11.(6分)如图所示,竖直放置且两端封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个用红蜡做成的圆柱体,玻璃管倒置时圆柱体能匀速运动。已知圆柱体实际运动的速度是5cm/s,θ=30°,则玻璃管水平运动的速度是()A.5cm/s B.4.33cm/sC.2.5cm/s D.无法确定【解析】选B。将实际速度v分解如图所示,则玻璃管的水平速度vx=vcosθ=5×cos30°cm/s=5×QUOTEcm/s=4.33cm/s,所以B正确。【加固训练】(多选)在某条宽度为300m的河道中,河水的流速与离河岸的距离的关系如图甲所示,若船在静水中速度与时间的关系如图乙所示,渡河时保持船头始终与河岸垂直,则()A.船在河水中航行的轨迹是一条直线B.船渡河所用时间为100sC.船在前半程和后半程做匀变速运动D.船在行驶过程中,速度大小先增大后减小【解析】选B、C、D。由于水流的速度随离河岸的距离变化而变化,因此船在渡河时合速度方向在不断变化,其轨迹为曲线,故A错误;船渡河的时间由垂直于河岸方向的速度决定,又因船在渡河时,船头始终与河岸垂直,所以渡河时间由船在静水中的速度决定,因此:t=QUOTEs=100s,故B正确;由图甲中图线斜率可知,船在前半程和后半程的加速度大小分别不变,因此船在前半程和后半程做匀变速运动,故C正确;船在渡河过程中的速度大小先增大后减小,故D正确。12.(22分)一物体在光滑