《曲线运动中力对速度的改变》曲线运动中力对速度的改变

1多选题

(多选)如图所示，恒力作用下的一个物体做曲线运动，某时刻受力和速度方向如图，此后(　　)

轨迹可能是虚线I

轨迹可能是虚线II

物体速度会一直减小

物体速度会先减小后增大

题目答案

答案解析

分析：

曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定有加速度，合力一定不为零；由于需要向心力，故合力一定指向曲线的内侧．

解答：

解：A、B、曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定有加速度，合力一定不为零；由于需要向心力，故合力一定指向曲线的内侧，故A正确，B错误；

C、D、图示时刻物体受力方向与速度方向的夹角大于90°，合力做负功，故动能减小，当速度与合力夹角小于90 °后，物体会加速，类似斜上抛运动，故C错误，D正确；

故选AD．

点评：

本题关键明确曲线运动的条件，若合力为恒力，速度方向逐渐向合力方向靠拢，但永不平行，不难．

2单选题

“神舟”九号飞船于2012年6月16日发射升空，如图所示，在“神舟”九号靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐增大．在此过程中“神舟”九号所受合力的方向可能是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

“神舟九号”的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出哪个图象是正确的．

解答：

解：“神舟九号”在飞行过程中，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，做曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“神舟九号”飞行过程中加速，所以沿切线方向有与速度相同的力；故向心力和切线力的合力F与速度的方向的夹角要小于90°．故ACD错误，B正确．

故选：B．

点评：

解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析“神舟九号”的受力情况，“神舟九号”受到指向圆心的力的合力使“神舟九号”做曲线运动，在切线方向的分力使“神舟九号”加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了．

3单选题

质点仅在恒力F的作用下，由O点运动到A点的轨迹如图所示，在A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿(　　)

x轴正方向

x轴负方向

y轴正方向

y轴负方向

题目答案

答案解析

分析：

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．

解答：

解：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，所以只有D符合题意．

故选D．

点评：

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了．

4单选题

质点做曲线运动，它的轨迹如图所示，由A向C运动，关于它通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向正确的是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

根据曲线运动中质点的速度方向是轨迹的切线方向、加速度方向指向轨迹的内侧分析选择．

解答：

解：A、速度方向沿轨迹切线方向是正确的，而加速度不可能沿切线方向．故A错误；

B、图中速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，符合实际．故B正确；

C、图中速度方向是正确的，而加速度方向是错误的，按图示加速度方向轨迹应向右弯曲．故CD错误．

故选：B．

点评：

本题对曲线运动速度方向和加速度方向的理解能力．可根据牛顿定律理解加速度的方向．

5单选题

小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示的力的方向作用时，小球可能运动的方向是(　　)

题目答案

答案解析

分析：

物体做曲线运动时需要有合力，而合力总是指向曲线的内侧．

解答：

解：由图可知，在没有受到外力作用时小球在水平桌面上做匀速直线运动，当有外力作用时，并且力的方向向下，应该指向曲线的内侧，故小球的运动方向可能是Od；

故选D．

点评：

本题主要是考查学生对曲线运动的理解，根据合力和物体做曲线运动轨迹的弯曲方向间的关系，来判断物体的运动轨迹．

6单选题

若已知物体运动的初速度v_0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，图a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，合力指向运动轨迹弯曲的内侧．

解答：

解：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AC错误；

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D错误，B正确；

故选B．

点评：

根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点．

7单选题

如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(　　)

A点的加速度与速度的夹角一定小于90°

A点的加速度比D点的加速度大

D点的速率比C点的速率大

从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小

题目答案

答案解析

分析：

物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向．

解答：

解：A、若质点从A运动到D，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有A点速度与加速度方向夹角大于90°，CD点的加速度方向与速度方向夹角小于90°，故A错误；

B、质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过A点时的加速度与D点相同，故B错误；

C、质点做匀变速曲线运动，由动能定理可得，D点的速度比C点速度大，故C正确；

D、若质点从A运动到D，质点从B到D的过程中加速度方向与速度方向的夹角减小，故D错误；

故选：C

点评：

本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了．

8单选题

下列各图中v是物体的速度，F是物体所受的合外力，OA代表物体的运动轨迹，其中正确的是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，合力指向运动轨迹弯曲的内侧．由此可判断各选项的正误．

解答：

解：AC、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AC错误；

BD、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D错误，B正确；

故选：B．

点评：

根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向，合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点．

9单选题

一汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小．如图所示，分别画出汽车转弯时所受到的合外力的四种方向，你认为正确的是（　　）

题目答案

答案解析

分析：

汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力是不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出哪个图象是对的．

解答：

解：汽车从M点运动到N，做曲线运动，必有分力提供向心力，向心力是指向圆心的；

汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的分力；

向心力和切线方向分力的合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ACD错误，选项B正确．

故选B．

点评：

解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了．

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