第1节 曲线运动

一、刷基础

1.如图为某次足球比赛过程中运动员踢出“香蕉球”的情境示意图.考虑空气阻力,足球在空中运动过程中,下列说法正确的是(      )

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A.合外力方向沿运动轨迹切线方向

B.足球的加速度方向与速度方向在同一直线上

C.加速度方向指向运动轨迹的凹侧

D.位移大小一定大于路程

答案:C
解析:

根据曲线运动的特点可知,速度方向沿运动轨迹切线方向,合外力方向指向运动轨迹的凹侧,则加速度方向指向运动轨迹的凹侧,与速度方向不在同一直线上,故 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 错误, $ \mathrm{C} $ 正确;曲线运动的位移大小一定小于路程, $ \mathrm{D} $ 错误.


2.近年来,中国在高超音速滑翔飞行器 $ (\mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V}) $ 技术领域取得突破性进展.某型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 的弹道轨迹如图所示.下列说法错误的是(      )

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A.该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 的速度方向沿弹道轨迹的切线方向

B.该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ a $ 点所受合力的方向指向地球

C.该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ b $ 点加速度的方向夹在速度方向和运动轨迹之间

D.该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ a $ 点加速度方向与速度方向不相同

答案:C
解析:

该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 做曲线运动,速度方向一定沿着轨迹切线方向, $ \mathrm{A} $ 正确;该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ a $ 点附近处于大气层外,没有空气阻力,只受重力,所以该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ a $ 点所受合力的方向指向地球, $ \mathrm{B} $ 正确;该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 在 $ b $ 点受到的合力方向指向运动轨迹凹侧,则加速度指向运动轨迹凹侧,速度方向沿轨迹切线方向,则运动轨迹夹在速度方向和加速度方向之间, $ \mathrm{C} $ 错误;该型 $ \mathrm{H}\mathrm{G}\mathrm{V} $ 做曲线运动,在 $ a $ 点速度方向沿轨迹切线方向,合力方向指向地球,则加速度方向指向地球,故加速度方向与速度方向不同, $ \mathrm{D} $ 正确.本题选错误的,故选 $ \mathrm{C} $ .


3.如图所示,“福建舰”正在海面上进行转弯作业,下列选项分别画出了“福建舰”沿曲线由 $ M $ 向 $ N $ 转弯(俯视图)时所受合力 $ F $ 的方向,其中可能正确的是(      )

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答案:A
解析:

“福建舰”做的是曲线运动,受到的合力指向运动轨迹的凹侧,故 $ \mathrm{A} $ 正确.


4.“细雨斜风作晓寒,淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观.有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后,进入如图所示的斜风区域并下落一段时间,然后又进入无风区继续运动直至落地,若雨滴受到的阻力可忽略不计,则下列图中最接近雨滴真实运动轨迹的是(      )

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答案:D
解析:

雨滴在斜风区受风力与重力,两个力的合力与速度方向不共线,所以雨滴在此区域内做曲线运动,且风力与重力合力的方向指向运动轨迹的凹侧, $ \mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{C} $ 错误;在无风区重力方向与速度方向也不共线,雨滴运动轨迹也是曲线,且向下弯曲, $ \mathrm{A} $ 错误, $ \mathrm{D} $ 正确.


5.物体在 $ {F}_{1} $ 、 $ {F}_{2} $ 、 $ {F}_{3} $ 三个恒力共同作用下做匀速直线运动,突然撤去 $ {F}_{2} $ 这个力,则(      )

A.物体立即沿 $ {F}_{2} $ 的反方向返回

B.物体一定改做加速度不变的曲线运动

C.物体有可能沿 $ {F}_{2} $ 原方向做匀减速运动

D.物体有可能沿 $ {F}_{2} $ 反方向做匀减速运动

答案:C
解析:

物体在 $ {F}_{1} $ 、 $ {F}_{2} $ 、 $ {F}_{3} $ 三个恒力共同作用下做匀速直线运动,即三个力的合力为零.当突然撤去 $ {F}_{2} $ 时,另外两个力的合力与 $ {F}_{2} $ 大小相等、方向相反.若物体原来速度的方向与 $ {F}_{2} $ 的方向相同,则物体沿 $ {F}_{2} $ 原方向做匀减速运动,不能立即反方向返回,此时不做曲线运动,故 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 错误, $ \mathrm{C} $ 正确;因 $ {F}_{1} $ 和 $ {F}_{3} $ 的合力沿 $ {F}_{2} $ 反方向,不论物体原来速度方向如何,均不可能沿 $ {F}_{2} $ 反方向做匀减速运动,故 $ \mathrm{D} $ 错误.