(江蘇專版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十一)曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解(含解析)

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1、曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件與軌跡分析1關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的速度一定發(fā)生變化B物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,說明物體一定在做曲線運(yùn)動(dòng)C物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),合外力方向不可能與速度方向垂直D一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的軌跡不可能是直線解析:選A物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向時(shí)刻變化,速度一定發(fā)生變化,故A正確;物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,速度發(fā)生變化,可能速度的大小變化,速度方向不變,可能做直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合外力方向與速度方向垂直,故C錯(cuò)誤;一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)在一條直線上

2、,合運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線,故D錯(cuò)誤。2.多選一質(zhì)點(diǎn)在恒力F的作用下,由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的軌跡如圖所示,在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行,則恒力F的方向可能沿圖示中的()AF1的方向BF2的方向CF3的方向 DF4的方向解析:選CD根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡應(yīng)夾在合力F和速度v之間,并且向合力F的方向彎曲,故該過程中的恒力不可能是F1;又因?yàn)樵谇€運(yùn)動(dòng)中,合力F和速度v不能共線,故F2也不可能;只有F3和F4滿足題意。3.(2018蘇州模擬)現(xiàn)在很多教室都安裝可以沿水平方向滑動(dòng)的黑板,如圖所示。在黑板以某一速度向左勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),一位教師用粉筆在黑板上畫線,粉筆相對(duì)于墻壁從靜止開始先勻加速向下畫,

3、接著勻減速向下畫直到停止,則粉筆在黑板上畫出的軌跡可能為()解析:選D粉筆相對(duì)黑板以某一速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)從靜止開始先勻加速向下運(yùn)動(dòng),再勻減速向下運(yùn)動(dòng)至停止,根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力一定指向曲線凹側(cè),則粉筆在水平方向始終勻速,在豎直方向先向下加速時(shí),曲線向下彎曲;后向下減速,則曲線向上彎曲,故D正確;A、B、C錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用4(2018蘇南七校聯(lián)考)帆船船頭指向正東以速度v(靜水中速度)航行,海面正刮著南風(fēng),風(fēng)速為v,以海岸為參考系,不計(jì)阻力。關(guān)于帆船的實(shí)際航行方向和速度大小,下列說法正確的是()A帆船沿北偏東30方向航行,速度大小為2vB帆船沿東偏北60

4、方向航行,速度大小為vC帆船沿東偏北30方向航行,速度大小為2vD帆船沿東偏南60方向航行,速度大小為v解析:選A由于帆船的船頭指向正東,并以相對(duì)靜水中的速度v航行,南風(fēng)以v的風(fēng)速吹來,當(dāng)以海岸為參考系時(shí),實(shí)際速度v實(shí) 2v,cos ,30,即帆船沿北偏東30方向航行,選項(xiàng)A正確。5多選如圖1所示,在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體R。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,R從坐標(biāo)原點(diǎn)以v03 cm/s勻速上浮的同時(shí),玻璃管沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),玻璃管的vt圖像如圖2所示,則()AR做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B2 s內(nèi)R路程為 cmC2 s末R速度為5 cm/sD2

5、 s末R坐標(biāo)為(4 cm,6 cm)解析:選CDR在y軸方向做勻速運(yùn)動(dòng),而在x軸方向上為勻加速直線運(yùn)動(dòng),故合運(yùn)動(dòng)一定為勻變速曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;由題圖知小圓柱體R在x軸豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng),有:vxat,解得:a cm/s22 cm/s2,在x軸方向做初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),有:sxat2,2 s末沿x軸方向的位移:sx222 cm4 cm沿y軸方向的位移:syv0t32 cm6 cm所以2 s末R的坐標(biāo)為(4 cm,6 cm)2 s內(nèi)的位移:s cm cm由于R做曲線運(yùn)動(dòng),可知R的路程大于位移大小,所以R的路程大于 cm,故B錯(cuò)誤,D正確;2 s末R沿x軸方向的分速度:vxat22 cm/

6、s4 cm/s所以2 s末R的速度:v cm/s5 cm/s,故C正確。6如圖所示,在豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系中,Oy豎直向上,Ox水平。設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力。一小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為v04 m/s,不計(jì)空氣阻力,到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示,(坐標(biāo)格為正方形,g取10 m/s2)求:(1)小球在M點(diǎn)的速度v1;(2)在圖中定性畫出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N;(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小。解析:(1)設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為s0。小球豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),v0gt1,2s0t1水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),3s0t1解得v16 m/s。(2)

7、由豎直方向運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,小球再經(jīng)過t1到x軸,水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以回到x軸時(shí)落到x12處,位置N的坐標(biāo)為(12,0),運(yùn)動(dòng)軌跡及N如圖。(3)到N點(diǎn)時(shí)豎直分速度大小為v04 m/s,水平分速度vxa水平tN2v112 m/s,故v24 m/s。答案:(1)6 m/s(2)見解析圖(3)4 m/s對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:小船渡河問題7.如圖所示,電動(dòng)小船從A碼頭出發(fā)渡河,渡河過程中小船相對(duì)水的速度大小一定。已知河寬為d,河水流速恒定,則下列判斷正確的是()A若船頭垂直河岸方向渡河,則渡河時(shí)間最短B若船頭垂直河岸方向渡河,則渡河位移最短C無論船頭指向何方,則船不可能到達(dá)正對(duì)岸的B點(diǎn)D無

8、論船頭指向何方,渡河的最短位移都不可能為d解析:選A若船頭垂直河岸方向渡河,則渡河時(shí)間最短,故A正確,B錯(cuò)誤;如果小船相對(duì)水的速度大于水流的速度,船頭指向上游某一方向,可能垂直河岸渡河,渡河的最短位移為d,故C、D錯(cuò)誤。8.某物理興趣小組的同學(xué)在研究運(yùn)動(dòng)的合成和分解時(shí),駕駛一艘快艇進(jìn)行了實(shí)地演練。如圖所示,在寬度一定的河中的O點(diǎn)固定一目標(biāo)靶,經(jīng)測(cè)量該目標(biāo)靶距離兩岸的最近距離分別為MO15 m、NO12 m,水流的速度方向平行河岸向右,且速度大小為v18 m/s,快艇在靜水中的速度大小為v210 m/s。現(xiàn)要求快艇從圖示中的下方河岸出發(fā)完成以下兩個(gè)過程:第一個(gè)過程以最短的時(shí)間運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)靶;第二個(gè)

9、過程由目標(biāo)靶以最小的位移運(yùn)動(dòng)到圖示中的上方河岸。下列說法正確的是()A快艇的出發(fā)點(diǎn)位于M點(diǎn)左側(cè)8 m處B第一個(gè)過程所用的時(shí)間約為1.17 sC第二個(gè)過程快艇的船頭方向應(yīng)垂直河岸D第二個(gè)過程所用的時(shí)間為2 s解析:選D第一個(gè)過程以最短的時(shí)間運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)靶,當(dāng)船頭的方向始終與河岸垂直時(shí),船到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間最短,最短時(shí)間為:t1 s1.5 s,該過程中,船隨水流向下游方向的位移:xv1t181.5 m12 m,可知船開始時(shí)要位于M點(diǎn)左側(cè)12 m處,故A、B均錯(cuò)誤;第二個(gè)過程由目標(biāo)靶以最小的位移運(yùn)動(dòng)到圖示中的上方河岸,則船頭的方向要指向河的上游與河岸有一定的角度,此時(shí):v2cos v1,得cos 0.8,

10、第二個(gè)過程所用的時(shí)間為:t2 s2 s,故C錯(cuò)誤,D正確。9多選如圖所示,有5個(gè)箭頭代表船的劃動(dòng)方向(船頭指向),其中C與河對(duì)岸垂直。每?jī)蓚€(gè)箭頭之間的夾角為30。已知水流速度v水1 m/s,船在靜水中的速度為v船2 m/s。下列說法正確的是()A若船頭指向?yàn)锳,則船能到達(dá)出發(fā)點(diǎn)的正對(duì)岸B若船頭指向?yàn)锽,則船能到達(dá)出發(fā)點(diǎn)的正對(duì)岸C若船頭指向?yàn)镃,則船過河的時(shí)間最短D若船頭指向?yàn)镈,則船過河的實(shí)際位移最大解析:選BC設(shè)船在靜水中的速度方向偏向上游與河岸成角時(shí),船能夠到達(dá)出發(fā)點(diǎn)的正對(duì)岸,根據(jù)平行四邊形定則,v水v船cos ,得:60 ,故A錯(cuò)誤,B正確;若船頭指向?yàn)镃,則船過河的時(shí)間最短,故C正確;

11、船頭指向下游與河岸之間的夾角越小,則船沿水流的方向的位移越大,船過河的實(shí)際位移越大,故船頭指向?yàn)镋時(shí),船過河的實(shí)際位移最大,故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:繩(桿)端速度分解問題10.多選(2018昆山月考)如圖所示,一輛貨車?yán)每邕^光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物,已知貨箱的質(zhì)量為M,貨物的質(zhì)量為m,貨車以速度v向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則下列說法正確的是()A到達(dá)圖示位置時(shí),貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度大于B到達(dá)圖示位置時(shí),貨箱向上運(yùn)動(dòng)的速度等于vcos C運(yùn)動(dòng)過程中,M受到繩的拉力等于MgD運(yùn)動(dòng)過程中,M受到繩的拉力大于Mg解析:選BD將貨車的速度進(jìn)行正交分解,如圖所示。由于繩子不可伸長(zhǎng),貨箱和貨物

12、整體向上運(yùn)動(dòng)的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等,故:v1vcos 由于不斷減小,故貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng),加速度向上,故A錯(cuò)誤,B正確;貨箱和貨物整體向上做加速運(yùn)動(dòng),故拉力大于(Mm)g,自然大于Mg,故C錯(cuò)誤,D正確。11.如圖所示,水平光滑長(zhǎng)桿上套有一物塊Q,跨過懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q,另一端懸掛一物塊P。設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為,初始時(shí)很小?,F(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放,關(guān)于P、Q以后的運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是()A當(dāng)60時(shí),P、Q的速度之比是2B當(dāng)90時(shí),Q的速度最大C當(dāng)90時(shí),Q的速度為零D當(dāng)向90增大的過程中Q的合力一直增大解析:選BP、Q用同一根繩連

13、接,則Q沿繩子方向的速度與P的速度相等,則當(dāng)60時(shí),Q的速度vQcos 60vP,解得:,故A錯(cuò)誤;P的機(jī)械能最小時(shí),即為Q到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí),此時(shí)Q的速度最大,即當(dāng)90時(shí),Q的速度最大,故B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)向90增大的過程中Q的合力逐漸減小,當(dāng)90時(shí),Q的速度最大,加速度最小,合力最小,故D錯(cuò)誤??键c(diǎn)綜合訓(xùn)練12.(2018雨花臺(tái)模擬)如圖所示,物體A、B經(jīng)無摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起,A物體受水平向右的力F的作用,此時(shí)B勻速下降,A水平向左運(yùn)動(dòng),可知()A物體A做勻速運(yùn)動(dòng)B物體A做加速運(yùn)動(dòng)C物體A所受摩擦力逐漸增大D物體A所受摩擦力不變解析:選B設(shè)系在A上的細(xì)線與水平方向夾角為,物體B的速度

14、為vB,大小不變,細(xì)線的拉力為FT,則物體A的速度vA,F(xiàn)fA(mgFTsin ), 因物體B下降,增大,故vA增大,物體A做加速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤,B正確;物體B勻速下降,F(xiàn)T不變,故隨增大,F(xiàn)fA減小,C、D均錯(cuò)誤。13.如圖所示,在光滑水平面上有坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)開始靜止在xOy平面上的原點(diǎn)O,某一時(shí)刻受到沿x軸正方向的恒力F1的作用,F(xiàn)1的大小為2 N,若力F1作用一段時(shí)間t0后撤去,撤去力F1后5 s末質(zhì)點(diǎn)恰好通過該平面上的A點(diǎn),A點(diǎn)的坐標(biāo)為x11 m,y15 m。(1)為使質(zhì)點(diǎn)按題設(shè)條件通過A點(diǎn),在撤去力F1的同時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)施加一個(gè)沿y軸正方向的恒力F2,力F2應(yīng)為多大?(2)力F1作用時(shí)間t0為多長(zhǎng)?(3)在圖中畫出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,在坐標(biāo)系中標(biāo)出必要的坐標(biāo)。解析:(1)沿y軸方向有:ya2t2,其中:a2可得:F2 N1.2 N。(2)剛開始:a12 m/s2,沿x軸方向的位移:x1a1t02撤去力F1后5 s位移:x2vta1t0t由題意:x1x211 m聯(lián)立解得:t01 s。(3)由(2)問知x11 m,之后質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示。答案:(1)1.2 N(2)1 s(3)見解析圖7

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