2019届高考物理一轮复习课时检测(十一) 曲线运动 运动的合成与分解 含解析
高三物理一轮复习课时作业11:曲线运动 运动的合成与分解
基础课1 曲线运动运动的合成与分解(时间:20分钟)A级:保分练1.下列几种说法正确的是()A.物体受到变力作用,一定做曲线运动B.物体受到恒力作用,一定做直线运动C.物体所受的合力方向与速度方向有夹角时,一定做曲线运动D.如果合力方向与速度方向在同一直线上,则物体的速度方向不改变,只是速率发生变化解析物体受到变力作用时,若合力方向与速度方向共线,则物体做直线运动,选项A错误;物体受到恒力作用时,若合力方向与速度方向有夹角,则物体做曲线运动,选项B错误,C正确;如果合力方向与速度方向相反,则物体的速度减为零后反向加速运动,选项D错误。
答案 C2.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福,如图1甲所示,孔明灯在竖直Oy 方向做匀加速运动,在水平Ox方向做匀速运动,孔明灯的运动轨迹可能为图乙中的()图1A.直线OAB.曲线OBC.曲线OCD.曲线OD解析孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动,则合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做匀速运动,此方向上合力为零,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,故孔明灯做曲线运动,结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为曲线OD,故选项D正确。
答案 D3.(2017·南通二模)如图2所示,河水以相同的速度向右流动,落水者甲随水漂流,至b点时,救生员乙从O点出发对甲实施救助,则救生员乙相对水的运动方向应为图中的()图2A.Oa方向B.Ob方向C.Oc方向D.Od方向解析落水者和救生员都随着水流运动,水流的速度对他们之间的距离无影响。
他们之间的距离始终沿Ob方向,救生员只需相对于水流沿Ob直线运动,就能实施救助,选项B正确。
答案 B4.人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图3所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是()图3A.v0sin θB.v0 sin θC.v0cos θD.v0 cos θ解析由运动的合成与分解可知,物体A参与两个分运动:一个是沿着与它相连接的绳子的运动,另一个是垂直于绳子斜向右上方的运动,而物体A 的实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的,这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动,它们之间的关系如图所示。
曲线运动、运动的合成与分解测试题及解析
曲线运动、运动的合成与分解测试题及解析1.[多选](2019·黄冈质检)初速度不为零的小球只受到一个大小不变的力的作用,下列说法正确的是()A.小球可能做曲线运动B.小球的位置可能保持不变C.小球的速度大小可能保持不变D.小球的加速度一定保持不变解析:选AC当小球的速度方向与力F不共线时,小球做曲线运动,选项A正确;小球所受合外力不为零,一定会运动,所以小球的位置不可能保持不变,选项B错误;若力F与速度垂直,力F的大小不变,方向不断变化,则小球能做匀速圆周运动,速度的大小保持不变,选项C正确;小球所受的合外力大小不变,方向不确定,所以加速度不一定保持不变,选项D错误。
2.在光滑的水平面上有一冰球以速度v0沿直线匀速从a点运动到b点,忽略空气阻力,如图所示为俯视图。
当冰球运动到b点时受到垂直于速度方向的力的快速撞击,撞击之后冰球可能的运动轨迹是()解析:选C由题意可知,两分速度的合速度的方向,即为冰球运动的方向,由于冰球受到的是瞬间撞击,获得速度后不再受力,因此冰球不可能做曲线运动,故B、D错误;冰球受到力的垂直撞击但初速度方向不变,撞击后的合速度是两个垂直方向速度的合成,故A错误,C正确。
3.(2020·淮安第一次调研)如图所示,一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动,某同学用画笔在白板上画线,画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速,后匀减速直到停止。
取水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,则画笔在白板上画出的轨迹可能为()解析:选D由题可知,画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动,水平方向先向右做匀加速运动,根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动,由于合力向右,则曲线向右弯曲,然后水平方向向右减速运动,同理可知轨迹仍为曲线运动,由于合力向左,则曲线向左弯曲,故选项D正确,A、B、C错误。
4.如图所示,河水的流速保持不变,船在静水中的速度大小也一定,当船头的指向分别沿着图中4个箭头的方向,下列说法正确的是( )A .沿①方向时,小船一定向上游前进B .沿②方向时,小船一定沿图中虚线前进C .沿②方向和④方向时,小船不可能到达对岸的同一地点D .沿③方向时,小船过河时间一定最短解析:选D 若河水的流速大于船在静水中的速度,则船头指向①方向时,小船向下游运动,A 项错误;若河水的流速大于船在静水中的速度,则无论船头指向哪个方向,都无法沿题图中虚线过河,B 项错误;若船头指向②方向和④方向,对应实际运动的合速度方向相同,如图所示,则在这两种情况下,小船能到达对岸的同一地点,C 项错误;当船头指向垂直于河岸时,渡河时间最短,D 项正确。
2019年高考物理(人教版)一轮复习知识点同步练习卷运动的合成与分解
运动的合成与分解一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求;9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.关于曲线运动,下列说法正确的是:()A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动一定是匀变速运动C.曲线运动一定是变加速运动D.加速度大小及速度大小都不变的运动一定不是曲线运动【答案】A2.如图所示,一条小河,河宽d=60m,水速v1=3m/s。
甲乙两船在静水中的速度均为v2=5m/s。
两船同时从A点出发,且同时到达对岸,其中甲船恰好垂直到达正对岸的B点,乙船到达对岸的C点,则:()=A.αβB.两船过河时间为12sC.两船航行的合速度大小相同D.BC距离为72m【答案】A3.在2014年的某省抗洪战斗中,一摩托艇要到正对岸抢救物质,关于该摩托艇能否到达正对岸的说法中正确的是:()A. 只要摩托艇向正对岸行驶就能到达正对岸B. 只有摩托艇的速度大于水流速度,摩托艇才能到达正对岸C. 虽然水流有较大的速度,但只要摩托艇向上游某一方向行驶,一定能到达正对岸D. 不论摩托艇怎么行驶,都可能到达正对岸【答案】B4.一只小船渡河,运动轨迹如图所示.水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于岸边;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于岸边,且船在渡河过程中船头方向始终不变.由此可以确定:()A.船沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀加速直线运动B.船沿三条不同路径渡河的时间相同C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大【答案】D5.质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。
当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图),下列判断正确的是:()A.P的速率为v B.P的速率为vcosθ2C.绳的拉力等于mgsinθl D.绳的拉力小于mgsinθ1【答案】B6.一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m,流速为4m/s的河流中渡河,则下列说法错误的是:()A. 小船不可能到达正对岸B. 小船渡河时间不少于50 sC. 小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为200 mD. 小船以最短位移渡河时,位移大小为150 m【答案】D7.质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点,已知其速度逐渐减小,图中能正确表示质点在C点处受力的是:()【答案】C8.如图所示,中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上,通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动,则关于拉力F以及拉力作用点的移动速度v的下列说法正确的是:()A.F不变,v不变B.F增大,v减小C.F增大,v增大D.F增大,v不变【答案】B9.在一光滑水平面内建立平面直角坐标系,一物体从t=0时刻起,由坐标原点O(0,0)开始运动,其沿x轴和y轴方向运动的速度—时间图像如图甲、乙所示,下列说法中正确的是:()A.前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B.后2 s内物体继续做匀加速直线运动,但加速度沿y轴方向C.4 s末物体坐标为(4 m,4 m)D.4 s末物体坐标为(6 m,2 m)【答案】AD10.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力大小恒为f,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则:()A .人拉绳行走的速度为vcosθB .人拉绳行走的速度为v cos θC .船的加速度为F f m -D .船的加速度为cos F f m θ- 【答案】AD11.如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v -t 图象如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的x -t 图象如图丙所示。
高三一轮复习 曲线运动 第一讲 曲线运动 运动的合成与分解(含解析)
第一讲曲线运动运动的合成与分解1、曲线运动(1)曲线运动中在某点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的切线方向.(2)由于曲线运动的速度方向不断变化,所以曲线运动一定是变速运动,一定存在加速度.(3)物体做曲线运动的条件:物体所受合外力(或加速度)的方向与它的速度方向不在同一直线上.①如果这个合外力的大小和方向都是恒定的,即所受的合外力为恒力,物体就做匀变速曲线运动,如平抛运动.②如果这个合外力大小恒定,方向始终与速度方向垂直,物体就做匀速圆周运动.③做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,即合外力总是指向曲线的内侧.根据曲线运动的轨迹,可以判断出物体所受合外力的大致方向.说明:当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率将增大,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将减小.2、运动的合成与分解(1)合运动与分运动①合运动是指在具体问题中,物体实际所做的运动②分运动是指沿某一方向具有某一效果的运动.(2)合运动与分运动的特征①等时性:合运动和分运动是同时发生的,所用时间相等.②等效性:合运动跟几个分运动共同叠加的效果相同.③独立性:一个物体同时参与几个分运动,各个分运动独立进行,互不影响.(3)运动的合成与分解的运算法则运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,包括位移、速度和加速度的合成与分解,遵循平行四边形定则.重点难点:一、如何确定物体的运动轨迹1、同一直线上的两个分运动(不含速率相等,方向相反的情形)的合成,其合运动一定是直线运动.2、不在同一直线上的两分运动的合成.(1)若两分运动为匀速运动,其合运动一定是匀速运动.(2)若两分运动为初速度为零的匀变速直线运动,其合运动一定是初速度为零的匀变速直线运动.(3)若两分运动中,一个做匀速运动,另一个做匀变速直线运动,其合运动一定是匀变速曲线运动(如平抛运动).(4)若两分运动均为初速度不为零的匀加(减)速直线运动,其合运动不一定是匀加(减)速直线运动,如图甲、图乙所示.图甲情形为匀变速曲线运动;图乙情形为匀变速直线运动(匀减速情形图未画出),此时有2121a a v v =.二、小船渡河问题1、处理方法:船在有一定流速的河中过河时,实际上参与了两个方向的运动,即随水流的运动(水冲船的运动)和船相对水的运动(即在静水中船的运动),船的实际运动是这两种运动的合运动.2、对船过河的分析与讨论.设河宽为d ,船在静水中速度为v 船,水的流速为v 水. (1)船过河的最短时间 小船过河时间为t =θsin 1船v dv d =; 当θ=90°时,即船头与河岸垂直时,过河时间最短t min =船v d;到达对岸时船沿水流方向的位移x =v 水t min =船水v v d . (2)船过河的最短位移 ①v 船>v 水如上图所示,设船头斜指向上游,与河岸夹角为θ.当船的合速度垂直于河岸时,此情形下过河位移最短,且最短位移为河宽d .此时有v 船cos θ=v 水,即θ=arccos船水v v . ②v 船<v 水如图所示,无论船向哪一个方向开,船不可能垂直于河岸过河.设船头与河岸成θ角,合速度v 合与河岸成α角.可以看出:α角越大,船漂下的距离x 越短,那么,在什么条件下α角最大呢?以v 水的矢尖为圆心,v 船为半径画圆,当v 合与圆相切时,α角最大,根据cos θ=水船v v ,船头与河岸的夹角应为θ=arccos 水船v v,船沿河漂下的最短距离为x min =(船水v v -cos θ)θsin 船v d.此情形下船过河的最短位移x =d v v d 船水=θ cos .三、如何分解用绳(或杆)连接物体的速度1、速度分解的一个基本原则就是按实际效果进行分解. (1)先虚拟合运动(即实际运动)的一个位移,(2)看看这个位移产生了什么效果,从中找到两个分速度的方向,(3)最后利用平行四边形画出合速度和分速度的关系图,由几何关系得出它们的关系. 2、杆和绳的速度分解原则(1)把物体的实际速度分解为垂直于绳(或杆)和平行于绳(或杆)的两个分量 (2)根据沿绳(杆)方向的分速度大小相同求解.【例1】如图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 .D 点的速率比C 点的速率大B .A 点的加速度与速度的夹角小于90°C .A 点的加速度比D 点的加速度大D .从A 到D 加速度与速度的夹角先增大后减小解析:质点做匀变速曲线运动,合力的大小方向均不变,加速度不变,故C 错误;由B 点速度与加速度相互垂直可知,合力方向与B 点切线垂直且向下,故质点由C 到D 过程,合力做正功,速率增大,A 正确.A 点的加速度方向与过A 的切线也即速度方向夹角大于90°,B 错误,从A 到D 加速度与速度的夹角一直变小,D 错误.答案:A【练习1】如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A 点运动到E 点的过程中,下列说法正确的是( )A .质点经过C 点的速率比D 点的大B .质点经过A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C .质点经过D 点时的加速度比B 点的大D .质点从B 到E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析:质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变,C 项错误;由于在D 点速度方向与加速度方向垂直,则在A 、B 、C 点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,所以质点由A 到B 到C 到D 速率减小,所以C 点速率比D 点的大,A 项正确,B 项错误;质点由A 到E的过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直减小,D 项错误。
2019高中全程复习方略物理一轮课时作业 11曲线运动 运
课时作业11[双基过关练]1.(2018·四川资阳一诊)下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的B.两个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C.做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心D.做平抛运动的物体在相同的时间内速度的变化不同解析:做曲线运动的物体所受的合力不一定是变化的,例如平抛运动,选项A错误;两个匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动,选项B错误;做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定,方向始终指向圆心,选项C正确;做平抛运动的物体在相同的时间内速度的变化相同,均等于gt,选项D错误.答案:C2.(2018·枣庄模拟)如图所示,质点沿曲线从A向B做减速运动,则质点在运动路线上C点时合外力的方向可能正确的是() A.F1B.F2C.F3D.F4解析:当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,曲线运动轨迹特点是轨迹夹在合力与速度方向之间,合力大致指向轨迹的凹侧,根据该特点知,只有方向F1、F2可能,又由于质点做减速运动,所以合外力与速度之间的夹角是钝角,所以合外力的方向正确的是F1,故A正确.答案:A3.(2018·四川南充一诊)(多选)如图所示,在光滑水平面上有两条互相平行的直线l1、l2相距距离为确定值,AB是两条直线的垂线,其中A点在直线l1上,B、C两点在直线l2上且相距距离为确定值.一个物体沿直线l1以确定的速度匀速向右运动,如果物体要从A点运动到C点,图中1、2、3为可能的路径,则可以在物体通过A点时()A.获得由A指向B的任意瞬时速度;物体的路径是2如图所示,光滑平面上一运动质点以速度轴正方向成α角,与此同时对质点加上沿轴正方向的恒力F y,则,质点一定做曲线运动.小船渡河的轨迹为直线.小船在河水中的最大速度是5 m/s200 m处的速度小于在距北岸山东省寿光现代中学月考)一只小船渡河,运动轨迹如图所示,水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于岸边,小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速A .分位移y 与x 成正比B .分位移y 的平方与x 成正比C .合速度v 的大小与时间t 成正比D .tan α与时间t 成正比 解析:设运动的时间为t ,由运动学公式可得y =v 0t ,x =12at 2,联立可得x =ay 22v 20,选项A 错误,选项B 正确;将蜡块的速度进行分解如图所示,由图中几何关系,可得:v =at sin α,α在变化,选项C错误;at =v 0tan α,a 和v 0为定值,选项D 正确.答案:BD8.如图所示,甲、乙两船在同一河岸边A 、B 两处,两船船头方向与河岸均成θ角,旦恰好对准对岸边C 点.若两船同时开始渡河,经过一段时间t ,同时到达对岸,乙船恰好到达正对岸的D 点.若河宽d 、河水流速均恒定,两船在静水中的划行速率恒定,不影响各自的航行,下列判断正确的是( )A .两船在静水中的划行速率不同B .甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小C .两船同时到达D 点D .河水流速为d tanθt。
2019年高考物理一轮复习课时分层集训10曲线运动运动的合成与分解新人教版
课时分层集训(十) 曲线运动 运动的合成与分解(限时:40分钟)[基础对点练]曲线运动的条件与轨迹性质的分析1.(多选)下列哪个选项能正确描述质点运动到P 点时的速度v 和加速度a 的方向关系( )A B C DAC [做曲线运动的物体其速度的方向在某点切线方向上,而加速度的方向即所受合外力的方向指向曲线的凹侧,故B 、D 选项错误、A 、C 选项正确.]2.(多选)质量为m 的物体,在F 1、F 2、F 3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F 1、F 2不变,仅将F 3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做 ( )【导学号:84370153】A .加速度大小为F 3m 的匀变速直线运动B .加速度大小为2F 3m 的匀变速直线运动C .加速度大小为2F 3m 的匀变速曲线运动D .匀速直线运动BC [物体在F 1、F 2、F 3三个共点力作用下做匀速直线运动,必有F 3与F 1、F 2的合力等大反向,当F 3大小不变,方向改变90°时,F 1、F 2的合力大小仍为F 3,方向与改变方向后的F 3夹角为90°,故F 合=2F 3,加速度a =F 合m =2F 3m ,若初速度方向与F 合方向共线,则物体做匀变速直线运动,若初速度方向与F 合方向不共线,则物体做匀变速曲线运动,故B 、C 正确.]3.(2018·合肥一模)如图4110所示,在长约1.0 m 的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个大小适当的圆柱形的红蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,并迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底.将此玻璃管倒置安装在小车上,并将小车置于水平导轨上.若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体,小车从A 位置由静止开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升.经过一段时间后,小车运动到虚线表示的B 位置.按照装置图建立坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是( )图4110A B C DC[红蜡块在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,在竖直方向上做匀速直线运动,其合力方向水平向右,指向轨迹的凹侧,故选项C正确,A、B、D均错误.]运动合成与分解的应用4.如图4111所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行.以帆板为参照物( )图4111A.帆船朝正东方向航行,速度大小为vB.帆船朝正西方向航行,速度大小为vC.帆船朝南偏东45°方向航行,速度大小为2vD.帆船朝北偏东45°方向航行,速度大小为2vD[以帆板为参照物时,帆船相对于帆板同时具有向正北的速度v与向正东的速度v,故由平行四边形定则可知,帆船相对于帆板的速度大小为2v,方向为北偏东45°,D正确.]5.某人骑自行车以4 m/s的速度向正东方向行驶,天气预报报告当时是正北风,风速为4 m/s,那么,骑车人感觉到的风向和风速为( )【导学号:84370154】A.西北风风速为4 m/sB.西北风风速为4 2 m/sC.东北风风速为4 m/sD.东北风风速为4 2 m/sD[以骑车人为参考系,人向正东方向骑行,感觉风向正西,风速大小为v1=4 m/s,当时有正北风,人感觉到的风向为正南,风速为v2=4 m/s,如图所示,可求得人感觉到的风向为东北风,风速为v=4 2 m/s,D正确.]6.(2018·淄博二模)质量为2 kg的质点在xy平面上运动,x方向的速度-时间图象和y 方向的位移-时间图象分别如图4112所示,则质点( )图4112A.初速度为4 m/sB.所受合外力为4 NC.做匀变速直线运动D.初速度的方向与合外力的方向垂直B[x轴方向初速度为v x=4 m/s,y轴方向初速度v y=3 m/s,质点的初速度v0=v2x+v2y =5 m/s,故A错误;x轴方向的加速度a=2 m/s2,y轴方向做匀速直线运动,质点所受合力F合=ma=4 N,故B正确;x轴方向的合力恒定不变,y轴方向做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,故C错误;合力沿x轴方向,而初速度方向既不沿x轴方向,也不沿y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,故D错误.]小船渡河7.一艘小船在静水中的速度是3 m/s,一条河宽60 m,河水流速为4 m/s,下列说法正确的是( )【导学号:84370155】A.小船在这条河中运动的最大速度是5 m/sB.小船在这条河中运动的最小速度是3 m/sC.小船渡过这条河的最短时间是20 sD.小船渡过这条河的最小位移是60 mC[当船的静水速度与水流速度同向,小船速度最大,为7 m/s,当船的静水速度与水流速度反向时,小船速度最小,为1 m/s,故A、B错误.当船的静水速度与河岸垂直时,渡河时间最短,t=dv静=603 s=20 s,故C正确.因为船的静水速度小于水流速度,可知合速度的方向不可能垂直于河岸,则小船不能垂直到对岸,最小位移不会等于60 m,故D错误.]8 (2017·长沙模拟)如图4113所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船从A点开出的最小速度为( )图4113A.2 m/sB.2.4 m/sC.3 m/s D.3.5 m/sB[如图所示,当v船⊥v合时,v船最小,v船=v水sin 37°=2.4 m/s.]9.(2018·西安模拟)如图4114所示,小船以大小为v1、方向与上游河岸成θ的速度(在静水中的速度)从A处过河,经过t时间正好到达正对岸的B处.现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸B处,在水流速度不变的情况下,可采取下列方法中的哪一种( )【导学号:84370156】图4114A.只要增大v1大小,不必改变θ角B.只要增大θ角,不必改变v1大小C.在增大v1的同时,也必须适当增大θ角D.在增大v1的同时,也必须适当减小θ角C[若只增大v1大小,不必改变θ角,则船在水流方向的分速度增大,因此船不可能垂直达到对岸,故A错误;若只增大θ角,不改变v1大小,同理可知,水流方向的分速度在减小,而垂直河岸的分速度在增大,船不可能垂直到达对岸,故B错误;若在增大v1的同时,适当增大θ角,这样才能保证水流方向的分速度不变,而垂直河岸的分速度在增大,则船还能垂直达到对岸,且时间更短,故C正确;若增大v1的同时,减小θ角,则在水流方向的分速度增大,不能垂直到达对岸,故D 错误.故选C.]有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )A .kvk 2-1B .v 1-k 2C .kv1-k 2 D .v k 2-1B [设河宽为d ,去程时船头垂直河岸如图所示,由合运动与分运动具有等时性,则去程时间t 1=d v 1;回程时行驶路线垂直河岸,故回程时间t 2=d v 21-v 2,由题意有t 1t 2=k ,则k =v 21-v2v 1,得v 1=v 21-k 2=v 1-k 2,选项B 正确.]绳(杆)端关联速度分解问题10.(2018·石家庄实验中学检测)一轻杆两端分别固定质量为m A 和m B 的两个小球A 和B (可视为质点).将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑,如图4115所示,当轻杆到达位置2时球A 与球形容器球心等高,其速度大小为v 1,已知此时轻杆与水平方向成θ=30°角,B 球的速度大小为v 2,则( )【导学号:84370157】图4115A .v 2=12v 1B .v 2=2v 1C .v 2=v 1D .v 2=3v 1C [球A 与球形容器球心等高,速度v 1方向竖直向下,速度分解如图所示, 有v 11=v 1sin 30°=12v 1,球B 此时速度方向与杆成α=60°角,因此v 21=v 2cos 60°=12v 2,沿杆方向两球速度相等,即v 21=v 11,解得v 2=v 1,C 项正确.]11.(2018·福州“八校”联考) (多选)如图4116所示,物体P、Q经无摩擦的定滑轮用细绳连在一起,此时Q竖直匀速上升,P物体在水平力F作用下沿水平粗糙地面向右运动,则下列说法正确的是( )图4116A.P做减速运动B.细绳对P的作用力逐渐增大C.P所受摩擦力逐渐增大D.细绳对滑轮的作用力大小不变AC[设细绳与水平方向的夹角为θ,则v P cos θ=v Q,因为Q竖直匀速上升,则随着θ角的减小,v P逐渐减小,即P做减速运动,选项A正确;由于物体Q做匀速运动,故细绳的拉力不变,即细绳对P的作用力不变,选项B错误;P所受摩擦力f=μ(m P g -T sin θ),则随着θ角的减小,P所受摩擦力逐渐增大,选项C正确;两边细绳对滑轮的拉力大小不变,但是两绳的夹角逐渐变大,故由力的合成知识可知,细绳对滑轮的作用力逐渐减小,选项D错误.]12.(2018·太原一中检测)如图4117所示,开始时A、B间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体A的运动,使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动,则下列vt图象中,最接近物体B的运动情况的是( )【导学号:84370158】图4117A[与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度v1和垂直于绳方向的速度v2,则物体B的速度v B=v1=v sin θ,在t=0时刻θ=0°,v B=0,C项错误;之后随θ增大,sin θ增大,B 的速度增大,但开始时θ变化快,速度增加得快,图线的斜率大,若绳和杆足够长,则物体B 的速度趋近于A 的速度,A 项正确.]如图所示,长为L 的直棒一端可绕固定轴O 转动,另一端搁在升降平台上,平台以速度v 匀速上升,当棒与竖直方向的夹角为α时,棒的角速度为( )A .v sin αLB .v L sin αC .v cos αLD .v L cos αB [棒与平台接触点的实际运动即合运动的速度方向是垂直于棒指向左上方,合速度沿竖直向上方向上的速度分量等于v ,即ωL sin α=v ,所以ω=vL sin α.][考点综合练]13.质量为m =4 kg 的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O 处,先用沿+x 轴方向的力F 1=8 N 作用了2 s ,然后撤去F 1;再用沿+y 轴方向的力F 2=24 N 作用了1 s ,则质点在这3 s 内的轨迹为 ( )D [由F 1=ma x 得a x =2 m/s 2,质点沿x 轴匀加速直线运动了2 s ,x 1=12a x t 21=4 m ,v x 1 =a x t 1=4 m/s ;之后质点受F 2作用而做类平抛运动,a y =F 2m =6 m/s 2,质点再经过1s ,沿x 轴再运动的位移x 2=v x 1t 2=4 m ,沿+y 方向运动位移y 2=12a y t 22=3 m ,对应图线可知D 项正确.]14.(2018·清远模拟)在某次救援中,假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图4118甲所示),竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示,则( )【导学号:84370159】甲乙丙图4118A.绳索中拉力可能倾斜向上B.伤员一直处于失重状态C.在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线D.绳索中拉力先大于重力,后小于重力D[由竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象可知,伤员在水平方向做匀速运动,在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动,绳索中拉力一定竖直向上,绳索中拉力先大于重力,后小于重力,伤员先处于超重状态后处于失重状态,在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条曲线,选项D正确.]15.(2015·全国Ⅱ卷)由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道.当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行.已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103m/s,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103 m/s,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为30°,如图4119所示.发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为( )图4119A.西偏北方向,1.9×103 m/sB.东偏南方向,1.9×103 m/sC.西偏北方向,2.7×103 m/sD.东偏南方向,2.7×103 m/sB[设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同的某点时,速度为v1,发动机给卫星的附加速度为v2,该点在同步轨道上运行时的速度为v.三者关系如图,由图知附加速度方向为东偏南,由余弦定理知v22=v21+v2-2v1v cos 30°,代入数据解得v2≈1.9×103m/s.选项B正确.]16.如图4120所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为( )【导学号:84370160】图4120A.t甲<t乙B.t甲=t乙C.t甲>t乙D.无法确定C [设水速为v0,人在静水中的速度为v,OA=OB=x.对甲,O→A阶段人对地的速度为(v+v0),所用时间t1=xv+v0;A→O阶段人对地的速度为(v-v0),所用时间t2=xv-v0.所以甲所用时间t甲=t1+t2=xv+v0+xv-v0=2vxv2-v20.对乙,O→B阶段和B→O阶段的实际速度v′为v和v0的合成,如图所示.由几何关系得,实际速度v′=v2-v20,故乙所用时间t乙=2xv2-v20.t甲t乙=vv2-v20>1,即t甲>t乙,故C正确.选C.]。
2019届高三物理一轮复习课时规范练10曲线运动 运动的合成与分解
课时规范练10 曲线运动 运动的合成与分解基础巩固组1.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)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.D点的速率比C点的速率大B.A点的加速度与速度的夹角小于90°C.A点的加速度比D点的加速度大点到D点加速度与速度的夹角先增大后减小,质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合外力也向下,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力做正功,由动能定理可得,D点的速率比C点的速率大,故A正确;质点在A点受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A点的加速度与速度的夹角大于90°,故B 错误;质点做匀变速曲线运动,加速度不变,合外力也不变,故C错误;质点由B点到E点过程中,受力的方向向下,速度的方向从水平向右变为斜向下,加速度与速度的夹角逐渐减小,故D 错误。
2.(物体做曲线运动的条件及轨迹分析)(2017·江西赣中南五校联考)若已知物体的速度方向和它所受合力的方向,如图所示,可能的运动轨迹是( ),轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一侧,但速度方向只能无限接近合力方向,而不可能与合力方向平行或相交,故只有选项C正确。
3.(多选)(对合运动和分运动的理解)(2018·苏州市期中调研)一物体在xOy平面内从坐标原点开始运动,沿x轴和y轴方向运动的速度v随时间t变化的图象分别如图甲、乙所示,则物体在0~t0时间内( )A.做匀变速运动B.做非匀变速运动C.运动的轨迹可能如图丙所示x轴方向做匀速直线运动,加速度为零,合力为零;在y轴方向做匀减速直线运动,加速度恒定,合力恒定,所以物体所受的合力恒定,一定做匀变速运动,故A正确,B错误;曲线运动中合外力方向与速度方向不在同一直线上,而且指向轨迹弯曲的凹侧.由上分析可知,物体的合力沿-y轴方向,而与初速度不在同一直线上,则物体做曲线运动,根据合力指向轨迹的凹侧可知,丙图是可能的,故C正确,D错误。
2019版高考物理金榜一轮课时分层作业: 十 4.1曲线运动 运动的合成与分解 含解析
课时分层作业十曲线运动运动的合成与分解(45分钟100分)【基础达标题组】一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
1~6题为单选题,7~10题为多选题)1.(2018·常德模拟)对质点的运动来讲,以下说法中正确的是( )A.加速度恒定的运动可能是曲线运动B.运动轨迹对任何观察者来说都是不变的C.当质点的加速度逐渐减小时,其速度也一定逐渐减小D.作用在质点上的所有力消失后,质点运动的速度将不断减小【解析】选A。
加速度恒定的运动可能是曲线运动,如平抛运动,A正确;运动轨迹对不同的观察者来说可能不同,如从匀速水平飞行的飞机上落下的物体,相对地面做平抛运动,相对飞机上的观察者做自由落体运动,B错误;当质点的速度方向与加速度方向同向时,即使加速度减小,速度仍增加,C错误;作用于质点上的所有力消失后,质点的速度将不变,D错误。
2.如图所示,在冰球比赛中,冰球以速度v1在水平冰面上向右运动。
运动员沿冰面垂直v1的方向上快速击打冰球,冰球立即获得沿击打方向的分速度v2,不计冰面摩擦和空气阻力,下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是( )【解析】选B。
不计冰面摩擦和空气阻力,冰球所受合力为零,冰球沿初始的合速度方向做匀速直线运动,选项B正确。
【加固训练】各种大型的货运站中少不了悬臂式起重机,如图所示,该起重机的悬臂保持不动,可沿悬臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿悬臂水平方向运动。
现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又使货物沿竖直方向做匀减速运动。
此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是图中的 ( )【解析】选D。
由于货物在水平方向做匀速运动,在竖直方向做匀减速运动,故货物所受的合外力竖直向下,由曲线运动的特点:所受的合外力要指向圆弧内侧可知,对应的运动轨迹可能为D。
3.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是( )A.质点经过C点的速率比D点的大B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小【解析】选A。
高考物理江苏专版一轮复习课时检测(十一)曲线运动运动的合成与分解解析含答案
课时跟踪检测(十一)曲线运动运动的合成与分解对点训练:物体做曲线运动的条件与轨迹分析1.(2018·重庆月考)关于两个运动的合成,下列说法正确的是( )A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动B.方向不共线的两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动C.小船渡河的运动中,小船的对地速度一定大于水流速度D.小船渡河的运动中,水流速度越大,小船渡河所需时间越短解析:选 B 两个直线运动可以合成为直线运动(匀速直线+匀速直线),也可以合成为曲线运动(匀变速直线+匀速直线),故选项A错误;两个分运动为匀速直线运动,没有分加速度,合运动就没有加速度,则合运动一定是匀速直线运动,则选项B正确;小船对地的速度是合速度,其大小可以大于水速(分速度),等于水速,或小于水速,故选项C错误;渡河时间由小船垂直河岸方向的速度决定,由运动的独立性知与水速的大小无关,选项D错误。
2.(2018·南京模拟)在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90°,如图所示,则此过程中,物体受到的恒力可能是( )A.F1B.F2C.F3 D.F4解析:选C 由题图可知,物体从M向N运动的过程中,沿初速度的方向做减速运动,所以具有与初速度方向相反的分力;同时物体向右做加速运动,所以物体还受到向右的作用力。
所以物体受到的合力的方向沿F3的方向。
故C正确,A、B、D错误。
3.(2018·苏州模拟)现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板,如图所示。
在黑板以某一速度向左匀速运动的同时,一位教师用粉笔在黑板上画线,粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画,接着匀减速向下画直到停止,则粉笔在黑板上画出的轨迹可能为( )解析:选D 粉笔相对黑板以某一速度水平向右匀速运动,同时从静止开始先匀加速向下运动,再匀减速向下运动至停止,根据做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧,则粉笔在水平方向始终匀速,在竖直方向先向下加速时,曲线向下弯曲;后向下减速,则曲线向上弯曲,故D正确;A、B、C错误。
2019版一轮物理复习(人教版)练习:曲线运动运动的合成与分解含解析
[课时作业] 单独成册 方便使用一、单项选择题1.如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹、质点从M 点出发经P 点到达N 点,已知弧长MP 大于弧长PN ,质点由M 点运动到P 点与从P 点运动到N 点的时间相等、下列说法中正确的是( )A 、质点从M 到N 过程中速度大小保持不变B 、质点在这两段时间内的速度变化量大小相等,方向相同C 、质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等,但方向相同D 、质点在MN 间的运动是变加速运动解析:由题中可知弧长MP 大于弧长PN ,t MP =t PN ,A 错误、质点始终受恒力作用,由牛顿第二定律得a =F m ,加速度恒定,则质点在这两段时间内的速度变化量大小相等,方向相同,且质点做匀变速曲线运动,B 正确,C 、D 错误、答案:B2.(2018·山东东营一中质检)如图所示,长为L 的直棒一端可绕固定轴O 转动,另一端放在升降平台上,平台以速度v匀速上升、当棒与竖直方向的夹角为α时,棒的角速度为( )A.v sin αLB.v L sin αC.v cos αLD.v L cos α解析:棒与平台接触点的实际运动即合运动,其方向垂直棒指向左上,如图所示,合速度v 实=ωL ,沿竖直方向的速度分量等于v ,即ωL sin α=v ,所以ω=v L sin α,B 正确、答案:B3.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向左运动时,物体M 的受力和运动情况是( )A 、绳的拉力等于M 的重力B 、绳的拉力大于M 的重力C 、物体M 向上做匀速运动D 、物体M 向上做匀加速运动解析:当小车匀速向左运动时,沿绳子方向的速度v cos θ增大,物体M 向上做变加速运动,绳的拉力大于M 的重力,选项B 正确、答案:B二、多项选择题4.(2018·山东潍坊统考)如图所示,河水由西向东流,河宽为800 m,河中各点的水流速度大小v 水与各点到较近河岸的距离x 的关系为v 水=3400x (m/s)(x 的单位为m),让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船划水速度大小恒为v 船=4 m/s,则下列说法正确的是( )A 、小船渡河的轨迹为直线B 、小船在河水中的最大速度是5 m/sC 、小船在距南岸200 m 处的速度小于在距北岸200 m 处的速度D 、小船渡河的时间是200 s解析:小船在南北方向上为匀速直线运动,在东西方向上先加速,到达河中间后再减速,小船的合运动是曲线运动,A 错误、当小船运动到河中间时,东西方向上的分速度最大,此时小船的合速度最大,最大值v m =5 m/s,B 正确、小船在距南岸200 m 处的速度等于在距北岸200 m 处的速度,C 错误、小船的渡河时间t =200 s,D 正确、答案:BD5.(2018·天津实验中学模拟)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d .现将小环从与定滑轮等高的A 处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d 时(图中B 处),下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A 、小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB 、小环到达B 处时,重物上升的高度为(2-1)dC 、小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于22D 、小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于 2解析:小环释放后,v 增加,而v1=v cos θ,v 1增大,由此可知小环刚释放时重物具有向上的加速度,故绳中张力一定大于2mg ,A 项正确;小环到达B 处时,绳与直杆间的夹角为45°,重物上升的高度h =(2-1)d ,B 项正确;如图所示,将小环速度v 进行正交分解,其分速度v 1与重物上升的速度大小相等,v 1=v cos 45°=22v ,所以,小环在B 处的速度与重物上升的速度大小之比等于2,C 项错误,D 项正确、答案:ABD6.(2018·江苏南通模拟)如图所示,A 、B 两球分别套在两光滑的水平直杆上,两球通过一轻绳绕过一定滑轮相连、现在使A 球以速度v 向左匀速移动,某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角为α、β,下列说法正确的是( )A 、此时B 球的速度为v cos αcos βB 、此时B 球的速度为v sin αsin βC 、在β增大到90°的过程中,B 球做匀速运动D 、在β增大到90°的过程中,B 球做加速运动解析:由于绳连接体沿绳方向的速度大小相等,因此v cos α=v B cos β,故v B=v cos αcos β,A 正确,B 错误、在β增大到90°的过程中,α在减小,因此B 球的速度在增大,B 球做加速运动,C 错误,D 正确、答案:AD三、非选择题7、小船匀速横渡一条河流,当船头垂直对岸方向时,在出发后10 min 到达对岸下游120 m 处、若船头保持与河岸成θ角向上游航行,在出发后12.5 min 到达正对岸(已知sin 37°=0.6,sin 53°=0.8),求:(1)水流速度大小v 1;(2)河的宽度d 及船头与河岸的夹角θ.解析:设船在静水中速度大小为v 2.(1)当船头垂直对岸方向航行时,如图甲所示,水流速度大小v 1=BC t 1=12010×60 m/s =0.2 m/s.(2)若船头保持与河岸成θ角向上游航行,如图乙所示,由题意得t2=dv2sin θv2cos θ=v1v2=dt1解得d=200 m,θ=53°.答案:(1)0.2 m/s(2)200 m53°。
高考物理一轮复习课时规范练10 曲线运动 运动的合成与分解(含答案)
课时规范练10曲线运动运动的合成与分解基础对点练1.(曲线运动)(2022福建厦门期末)长传足球的轨迹如图所示,足球在P点所受的合外力和速度方向的关系可能正确的是()2.(运动性质的判定)如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。
若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下列关于小球运动的说法正确的是()A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动C.磁铁放在B处时,小铁球做匀速圆周运动D.磁铁放在B处时,小铁球做变加速曲线运动3.(合运动的性质判断)各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机,如图所示,该起重机的旋臂保持不动,可沿旋臂“行走”的天车有两个功能,一是吊着货物沿竖直方向运动,二是吊着货物沿旋臂水平运动。
现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶,同时又启动天车上的起吊电动机,使货物沿竖直方向做匀减速运动。
此时,我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()4.(运动的合成和图像的应用)在光滑的水平面上建立xOy平面直角坐标系,一质点在水平面上从坐标原点开始运动,沿x方向和y方向的x-t图像和v y-t图像分别如图所示,则()A.0~4 s内质点的运动轨迹为直线B.0~4 s内质点的加速度恒为1 m/s2C.4 s末质点的速度为6 m/sD.4 s末质点离坐标原点的距离为16 m5.(关联速度问题)(2022吉林长春实验中学月考)如图所示,一根长为l的轻杆,O端用铰链固定,另一端固定着一个小球A,轻杆靠在一个高为h的物块上。
不计摩擦,则当物块以速度v向右运动至轻杆与水平面的夹角为θ时,物块与轻杆的接触点为B,下列说法正确的是()A.小球A的线速度大小为vlℎB.轻杆转动的角速度为vsinθℎC.小球A的线速度大小为vlsin 2θℎD.轻杆转动的角速度为vlsin 2θℎ6.(小船过河问题)(2022春四川成都期末)如图所示,抢险队员驾驶救援船(可视为质点)以大小为v1=12 m/s、船头与上游河岸成θ=60°角的速度(在静水中的速度)从A点出发,恰好能到达正对岸B点,河宽为d=96 m。
高考物理一轮复习 课后练习10 曲线运动、运动的合成与分解(含解析)
学习资料曲线运动、运动的合成与分解建议用时:45分钟1.下列说法正确的是( )A.两匀速直线运动合运动的轨迹必是直线B.两匀变速直线运动合运动的轨迹必是直线C.一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹一定是曲线D.几个初速度为零的匀变速直线运动的合运动的轨迹一定是曲线A[物体做曲线运动的条件是所受的合力方向与初速度方向不在一条直线上。
物体做匀速直线运动时,合外力为零,两个匀速直线运动合成时合外力仍为零,物体仍做匀速直线运动。
物体做匀变速直线运动时,受到的是恒力,两个匀变速直线运动合成时合外力也是恒力,这个恒力与初速度方向不在一条直线上时,运动的轨迹就是曲线;当两个分运动合成后的合力与合初速度在一条直线上,合运动的轨迹仍是一条直线。
几个初速度为零的匀变速直线运动合成时,合外力是恒力,由于初速度为零,所以一定沿合力方向运动,其轨迹一定是一条直线。
故选项A正确.]2.(2019·江苏盐城中学高三月考)如图所示,一小船横渡一条两岸平行的河流,v s表示水流速度,与河岸平行,v c表示小船在静水中的速度,速度方向与上游成θ角,小船恰好能够沿直线到达正对岸的A点。
若v s变小,要保证小船仍到达正对岸且时间不变,则下列方法可行的是()A.θ变小,v c变小B.θ变大,v c变小C.θ变大,v c变大D.θ变小,v c变大B[要保证小船仍到达正对岸且时间不变,则v c沿垂直河岸方向的速度不变,因v s变小,则v c沿河岸方向的分速度减小,可知θ变大,v c变小,故选B。
]3.一艘船过河时,船头始终与船实际运动的方向垂直,水速恒为v1,船相对于水的速度大小恒为v2,船过河的时间为t,则()A.v1有可能等于v2B.船的实际速度大小为错误!C.船头方向与河岸上游的夹角θ大小满足sin θ=错误!D.河宽为错误!tD[由于船相对于水的速度始终与船实际运动的方向垂直,即船相对于水的速度始终与船实际速度v垂直,由几何关系可知,v 1大于v2,A项错误;船的实际速度大小为错误!,B项错误;cos θ=错误!,C项错误;河宽为v2t sin θ=错误!t,D项正确。
2019版高考物理一轮复习:曲线运动第1讲曲线运动运动的合成与分解 含答案
第1讲曲线运动运动的合成与分解基础巩固1.(2017北京海淀期中,2,3分)在2016年的夏季奥运会上,我国跳水运动员获得多枚奖牌,为祖国赢得荣誉。
高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中。
若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。
关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,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.只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下C.只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下D.只有经过c点的速度方向可能竖直向下2.(2016北京朝阳期中,4)一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。
图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向,其中可能正确的是( )3.(2016北京海淀期中,3)在长约1.0 m的一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个适当的圆柱形的红蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,并迅速竖直倒置,红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。
将此玻璃管倒置安装在小车上,并将小车置于水平导轨上。
若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体,小车从A位置由静止开始运动,同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。
经过一段时间后,小车运动到虚线表示的B位置,如图所示。
按照图建立坐标系,在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是下图中的( )4.在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy,质量为1 kg的物体原来静止在坐标原点O(0,0) ,从t=0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用,F y表示沿y轴方向的外力,F x表示沿x轴方向的外力,下列说法中正确的是( )A.前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B.后2 s内物体继续做匀加速直线运动,但加速度沿y轴方向C.4 s末物体坐标为(4 m,4 m)D.4 s末物体坐标为(4 m,12 m)5.船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2。
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课时跟踪检测(十一)曲线运动运动的合成与分解对点训练:物体做曲线运动的条件与轨迹分析1.(2018·重庆月考)关于两个运动的合成,下列说法正确的是()A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动B.方向不共线的两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动C.小船渡河的运动中,小船的对地速度一定大于水流速度D.小船渡河的运动中,水流速度越大,小船渡河所需时间越短解析:选B两个直线运动可以合成为直线运动(匀速直线+匀速直线),也可以合成为曲线运动(匀变速直线+匀速直线),故选项A错误;两个分运动为匀速直线运动,没有分加速度,合运动就没有加速度,则合运动一定是匀速直线运动,则选项B正确;小船对地的速度是合速度,其大小可以大于水速(分速度),等于水速,或小于水速,故选项C错误;渡河时间由小船垂直河岸方向的速度决定,由运动的独立性知与水速的大小无关,选项D错误。
2.(2018·南京模拟)在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90°,如图所示,则此过程中,物体受到的恒力可能是()A.F1B.F2C.F3D.F4解析:选C由题图可知,物体从M向N运动的过程中,沿初速度的方向做减速运动,所以具有与初速度方向相反的分力;同时物体向右做加速运动,所以物体还受到向右的作用力。
所以物体受到的合力的方向沿F3的方向。
故C正确,A、B、D错误。
3.(2018·苏州模拟)现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板,如图所示。
在黑板以某一速度向左匀速运动的同时,一位教师用粉笔在黑板上画线,粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画,接着匀减速向下画直到停止,则粉笔在黑板上画出的轨迹可能为()解析:选D粉笔相对黑板以某一速度水平向右匀速运动,同时从静止开始先匀加速向下运动,再匀减速向下运动至停止,根据做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧,则粉笔在水平方向始终匀速,在竖直方向先向下加速时,曲线向下弯曲;后向下减速,则曲线向上弯曲,故D正确;A、B、C错误。
对点训练:运动的合成与分解的应用4.(2018·苏南七校联考)帆船船头指向正东以速度v(静水中速度)航行,海面正刮着南风,风速为3v,以海岸为参考系,不计阻力。
关于帆船的实际航行方向和速度大小,下列说法正确的是()A.帆船沿北偏东30°方向航行,速度大小为2vB.帆船沿东偏北60°方向航行,速度大小为2vC.帆船沿东偏北30°方向航行,速度大小为2vD.帆船沿东偏南60°方向航行,速度大小为2v解析:选A由于帆船的船头指向正东,并以相对静水中的速度v航行,南风以3v的风速吹来,当以海岸为参考系时,实际速度v实=v2+(3v)2=2v,cos α=v2v=12,α=30°,即帆船沿北偏东30°方向航行,选项A正确。
5.[多选]如图1所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。
将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,R从坐标原点以v0=3 cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向运动,玻璃管的v-t图像如图2所示,则()A.R做匀加速直线运动B.2 s内R路程为52 cmC.2 s末R速度为5 cm/sD.2 s末R坐标为(4 cm,6 cm)解析:选CD R在y轴方向做匀速运动,而在x轴方向上为匀加速直线运动,故合运动一定为匀变速曲线运动,故A错误;由题图知小圆柱体R在x轴竖直方向做匀加速运动,有:v x=at,解得:a=v xt=42cm/s2=2 cm/s2,在x轴方向做初速为0的匀加速直线运动,有:s x=12at2,2 s末沿x轴方向的位移:s x=12×2×22 cm=4 cm沿y轴方向的位移:s y=v0t=3×2 cm=6 cm 所以2 s末R的坐标为(4 cm,6 cm)2 s内的位移:s=s y2+s x2=62+42cm=52 cm由于R做曲线运动,可知R的路程大于位移大小,所以R的路程大于52 cm,故B 错误,D正确;2 s末R沿x轴方向的分速度:v x=at=2×2 cm/s=4 cm/s 所以2 s末R的速度:v=v02+v x2=32+42cm/s=5 cm/s,故C正确。
6.如图所示,在竖直平面内的xOy坐标系中,Oy竖直向上,Ox水平。
设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。
一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出,初速度为v0=4 m/s,不计空气阻力,到达最高点的位置如图中M点所示,(坐标格为正方形,g取10 m/s2)求:(1)小球在M点的速度v1;(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N;(3)小球到达N点的速度v2的大小。
解析:(1)设正方形的边长为s0。
小球竖直方向做竖直上抛运动,v0=gt1,2s0=v0 2t1水平方向做匀加速直线运动,3s0=v1 2t1解得v1=6 m/s。
(2)由竖直方向运动的对称性可知,小球再经过t1到x轴,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,所以回到x轴时落到x=12处,位置N的坐标为(12,0),运动轨迹及N如图。
(3)到N点时竖直分速度大小为v0=4 m/s,水平分速度v x=a水平t N=2v1=12 m/s,故v2=v02+v x2=410 m/s。
答案:(1)6 m/s(2)见解析图(3)410 m/s对点训练:小船渡河问题7.[多选](2018·遂宁模拟)一快艇要从岸边某一不确定位置A处到达河中离岸边25 m远的一浮标B处,已知快艇在静水中的速度v x图像和向右水流的速度v y图像如图甲、乙所示,则下列说法中正确的是()A .快艇的运动轨迹为直线B .快艇的运动轨迹为曲线C .快艇最快到达浮标处的时间为10 sD .快艇最快到达浮标处经过的位移大小为30 m解析:选BC 两分运动一个做匀加速直线运动,一个做匀速直线运动,知合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上,合运动为曲线运动,故A 错误、B 正确;快艇在河中的静水速度垂直于河岸时,时间最短,在垂直于河岸方向上的加速度a =0.5 m/s 2,由d =12at 2得,t =10 s ,故C 正确;在沿河岸方向上的位移x =v 2t =3×10 m =30 m ,所以最终位移s =x 2+d 2=561 m ,故D 错误。
8.(2018·淮安月考)如图所示,小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对于静水的速度为v ,其航线恰好垂直于河岸。
现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是( )A .减小α角,增大船速vB .增大α角,增大船速vC .减小α角,保持船速v 不变D .增大α角,保持船速v 不变解析:选B 因为合速度方向指向河岸且大小不变,由运动的合成知识可得:v cos β=v 水,α+β=180°,而v sin β不变,则当水流速度稍有增大时,可减小β角(即增大α角),同时增大船速v ,选项B 正确;减小α角,增大船速v ,合速度方向将变化,A 错误;保持船速v 不变,减小或增大α角,合速度都将变化,C 、D 错误。
9.(2018·合肥检测)有一条两岸平直、河水均匀流动,流速恒为v 的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,小船在静水中的速度大小为2v 3,回程与去程所用时间之比为( ) A .3∶2 B .2∶1C .3∶1D .23∶1解析:选B 设河宽为d ,则去程所用的时间t 1=d 2v 3=3d 2v;返程时的合速度:v ′= ⎝ ⎛⎭⎪⎫2v 32-v 2=v 3,回程的时间为:t 2=d v 3=3d v ;故回程与去程所用时间之比为t 2∶t 1=2∶1,选项B 正确。
对点训练:绳(杆)端速度分解问题10.[多选](2018·昆山月考)如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M ,货物的质量为m ,货车以速度v 向左做匀速直线运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.到达图示位置时,货箱向上运动的速度大于vcos θB.到达图示位置时,货箱向上运动的速度等于v cos θC.运动过程中,M受到绳的拉力等于MgD.运动过程中,M受到绳的拉力大于Mg解析:选BD将货车的速度进行正交分解,如图所示。
由于绳子不可伸长,货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等,故:v1=v cos θ由于θ不断减小,故货箱和货物整体向上做加速运动,加速度向上,故A错误,B正确;货箱和货物整体向上做加速运动,故拉力大于(M+m)g,自然大于Mg,故C错误,D正确。
11.如图所示,水平光滑长杆上套有一物块Q,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q,另一端悬挂一物块P。
设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ,初始时θ很小。
现将P、Q由静止同时释放,关于P、Q以后的运动下列说法正确的是()A.当θ=60°时,P、Q的速度之比是3∶2B.当θ=90°时,Q的速度最大C.当θ=90°时,Q的速度为零D.当θ向90°增大的过程中Q的合力一直增大解析:选B P、Q用同一根绳连接,则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等,则当θ=60°时,Q的速度v Q cos 60°=v P,解得:v Pv Q=12,故A错误;P的机械能最小时,即为Q到达O点正下方时,此时Q的速度最大,即当θ=90°时,Q的速度最大,故B正确,C错误;当θ向90°增大的过程中Q的合力逐渐减小,当θ=90°时,Q的速度最大,加速度最小,合力最小,故D错误。
考点综合训练12.(2018·雨花台模拟)如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知()A.物体A做匀速运动B.物体A做加速运动C.物体A所受摩擦力逐渐增大D.物体A所受摩擦力不变解析:选B设系在A上的细线与水平方向夹角为θ,物体B的速度为v B,大小不变,细线的拉力为F T,则物体A的速度v A=v Bcos θ,F f A=μ(mg-F T sin θ), 因物体B下降,θ增大,故v A增大,物体A做加速运动,A错误,B正确;物体B匀速下降,F T不变,故随θ增大,F f A减小,C、D均错误。
13.[多选]如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,通过两个滑轮后挂上重物M。