鲁科版选修34 牛顿眼中的世界 第1课时 作业.docx

1.一质点绕半径为r的圆运动了一周，其位移大小为_，路程是_.若质点运动了1周.其位移大小为_，路程是_；运动过程中最大位移是_，最大路程是_.解析：质点绕半径为r的圆运动一周，位置没有变化，位移是零，走过的路程是2r.质点运动1周，设从a点开始逆时针运动，则末位置为c，如图所示，其位移为由a指向c的有向线段，大小为r，路程即轨迹的总长，为1个周长，即r;运动过程中当由a到b点时，取得最大位移2r，最大路程即为r.答案：0 2r r r 2r r2.关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是（ ）a.位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向b.位移的大小不会比路程大c.路程是标量，即位移的大小d.当质点做直线运动时，路程等于位移的大小解析：位移是矢量，其大小等于从初位置指向末位置线段的长短，其方向由初位置指向末位置，而不是质点运动的方向，因而a选项错误.位移的大小是初、末位置间线段的长短，而当物体从初位置运动到末位置时，运动轨迹可能是直线，也可能是曲线.如质点沿曲线abc从a到达c，路程是曲线abc的长度，而位移大小是线段ac的长度，方向由a指向c（如图甲）.同样，质点沿直线从a点经b点到c点，又从c点折回b点，质点通过的路程是线段ac的长度加cb的长度，而质点的位移大小是线段ab的长度，方向由a指向b（如图乙）.只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程.答案：b3.如图6-1-1所示，物体在恒力f作用下沿曲线从a运动到b，这时突然使它所受的力方向反向而大小不变（即由f变为-f）.在此力作用下，对物体以后的运动情况，下列说法正确的是（ ）图6-1-1a.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：物体从a点向b点做曲线运动，所受合外力可能的方向如图所示的几种.由于物体所受的力是恒力，所以任何一种可能的情况也不能和过b点的切线bb平行，当力f突然反向时物体受的力也不可能与bb直线平行，所以物体不可能沿过b点的切线bb做直线运动，b选项正确.由于合力方向的改变，必然导致曲线弯曲的方向与原来相反.因此，物体在受力变向后沿曲线bc运动是可能的，c不正确，a、d正确.答案：abd4.关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ）a.物体做曲线运动时，它所受的合力一定不为0b.做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态c.做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变d.做曲线运动的物体，受到的合外力的方向有可能与速度方向在一条直线上解析：做曲线运动的物体，合力不为0，且合力与速度不在同一直线上，其速度方向时刻改变.由牛顿第一定律可知，物体所受合外力为0，则它将保持匀速直线运动或静止状态，不可能做曲线运动，故a正确.物体受合外力不为0，则加速度不为0，是非平衡状态，故b错.做曲线运动的物体，在曲线上某位置的速度方向就是该位置曲线的切线方向，曲线上各个点的切线方向均不相同，故c正确.由做曲线运动的条件可知d不正确.答案：ac5.下列说法正确的是（ ）a.物体在恒力作用下不可能做曲线运动b.物体在变力作用下不可能做直线运动c.物体在变力作用下有可能做曲线运动d.物体所受合力的方向与它的速度方向不在一条直线上，有可能做直线运动解析：物体做直线运动还是曲线运动，不取决于物体受到的合力是恒力还是变力，而取决于物体所受到的合力的方向与运动方向是在一条直线上还是成一夹角，故c选项正确.答案：c综合应用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是图6-1-2中的（ ）图6-1-2解析：起风前，物体向下运动，当受一恒定水平风力时，合力与速度不在一条直线上，物体做曲线运动.当风停止时，物体仍做曲线运动.风起时，合外力方向向右下方，速度竖直向下，轨迹应在两者夹角之间且与v相切，轨迹应为平滑的曲线.风停时，速度向右下倾斜，而合外力向下，轨迹应与v相切，且在合外力和速度方向夹角之间，仍为平滑曲线，因具有水平分速度，最终速度方向应与竖直方向有一定夹角.故选c.答案：c7.如图6-1-3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的连线与空间坐标系的x轴平行，p2、p4的连线与空间坐标系的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方向平动.图6-1-3（1）单独分别开动p1、p2、p3、p4，试分析探测器的受力情况.（2）同时开动p2和p3，探测器将做什么运动？（3）若四个发动机能产生相同的推力，同时开动的探测器做什么运动？解答：（1）单独开动p1，探测器受到-x方向的推力，单独开动p2，受+y方向的推力，单独开动p3，受+x方向的推力，单独开动p4，受-y方向的推力.（2）同时开动p2和p3，探测器同时受两个力作用，所受合力与速度不在同一直线上，故探测器做曲线运动.（3）4个发动机同时开动，且推力大小相同，探测器受的合力为0，因此仍以v0做匀速直线运动.8.北风速度为4 m/s，大河中的水流正以3 m/s的速度向东流动，船上的乘客看见轮船烟囱冒出的烟柱是竖直的，求轮船相对于水的航行速度多大？方向如何？解析：由“烟柱竖直”，说明烟（人）感觉不到风，那么轮船应该与风同速前进.即轮船的实际航向为正南，大小为4