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1、7 曲線運動條件、運動合成與分解
一、單選題
1.【四川外國語大學附屬外國語學校2019高考模擬】關(guān)于物體的受力和運動,下列說法中正確的是( )
A.物體在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不變
B.物體做曲線運動時,某點的加速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向
C.物體受到變化的合力作用時,它的速度大小一定改變
D.受到恒力作用而做曲線運動的物體,速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小
2.【2019全國區(qū)級聯(lián)考】如圖,某個做勻變速曲線運動的質(zhì)點的軌跡示意圖.己知B點的速度方向與加速度方向相互垂直.則下列說法中正確的是( )
2、A.D點的速率比C點的速率大
B.A點的加速度與速度的夾角小于90°
C.A點的加速度比D點的加速度大
D.相等時間內(nèi),速度變化量越來越大
3.【2019全國百強校高考模擬】如圖所示,跨過同一高度處的光滑定滑輪的細線連接著質(zhì)量相同的物體A和B,A套在光滑水平桿上,B被托在緊挨滑輪處,細線與水平桿的夾角,定滑輪離水平桿的高度,。當B由靜止釋放后,A所能獲得的最大速度為 ( )
A. B. C. D.
4.【遼寧省大連市2019高考模擬】如圖所示,做勻速直線運動的小車A通過一根繞過定滑輪的長繩吊起一重物B,設重物和小車速度的大小分別為vB、vA,則(
3、 )
A.vA>vB
B.vA
4、細繩跨過容器口及豎直固定的輕質(zhì)光滑定滑輪,細繩兩端分別系有可視為質(zhì)點的小球m1和物塊m2,且m1=2kg,m2=1kg.開始時m1恰在A點,m2在斜面上且距離頂端足夠遠,此時連接m1、m2的細繩與斜面平行且恰好伸直,C點是圓心O的正下方.當m1由靜止釋放開始運動,取g=10m/s2,則下列說法中正確的是( )
A.m1運動到C點時速率最大
B.m1不可能沿碗面上升到B點
C.當m1運動到C點時,m2的速率為2m/s
D.當m1運動到C點時,m1的向心力為16N
7.【重慶市2019高考模擬】某人劃船橫渡一條河,河的兩岸平行,河水流速處處相同,大小為,,船速大小恒為 ,且 >
5、 。設人以最短時間過河時,渡河位移為式 ;以最短位移過河時,所用時間為,則以下關(guān)系正確的是( )
A. B.?
C. D.
8.【湖南師范大學附屬中學2019高考模擬】如圖所示,小車A通過一根繞過定滑輪的輕繩吊起一重物B,開始時用力按住A使A不動,現(xiàn)設法使A以速度=4 m/s向左做勻速直線運動,某時刻連接A車右端的輕繩與水平方向成θ=37°角,設此時B的速度大小為 (cos 37°=0.8),不計空氣阻力,忽略繩與滑輪間摩擦,則( )
A.A不動時B對輕繩的拉力就是B的重力
B.當輕繩與水平方向成θ角時重物B的速度=5 m/s
C.當輕繩與水
6、平方向成θ角時重物B的速度=3.2 m/s
D.B上升到滑輪處前的過程中處于超重狀態(tài)
三、解答題
9.【福建省泉州市2019高考模擬】如圖所示,一艘輪船正在以4 m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河,河中各處水流速度都相同,其大小為v1=3 m/s,行駛中,輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機突然熄火,輪船牽引力隨之消失,輪船相對于水的速度逐漸減小,但船頭方向始終未發(fā)生變化。求:
(1)發(fā)動機未熄火時,輪船相對于靜水行駛的速度大?。?
(2)發(fā)動機熄火后,輪船相對于河岸速度的最小值。
10.【福建省2019
7、百校大聯(lián)考】如圖所示,一輕繩跨過光滑的小定滑輪,一端與在傾角為37o的光滑斜面上的小物體m1連接,另一端與套在光滑豎直桿上的小物體m2連接,滑輪到豎直桿的距離為1.2m?,F(xiàn)在讓物體m2從與滑輪等高的A點由靜止釋放,設斜面和桿足夠長,m1不會碰到滑輪,m2不會碰到地面,已知:m2的質(zhì)量為m, g取10m/s2
(1)若m2下滑到距A點1.6m的C點時,其速度剛好為0,求m1增加的重力勢能及物體m1的質(zhì)量;
(2)若m2=0.36m1,當m2下滑到距A點0.9m的B點時,求此過程繩對m2做的功。
8、
答案與解析
一、單選題
1.【解析】A、物體在不垂直于速度方向的合力作用下,由于合力對物體做功,所以速度大小一定變化,故A錯誤; B、物體做曲線運動時,某點的速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向,而不是加速度方向.故B錯誤;
C、物體受到變化的合力作用時,它的速度大小可以不改變,比如勻速圓周運動.故C錯誤;
D、受到恒力作用而做曲線運動的物體,由于恒力的作用,速度的方向應該越來越接近恒力的方向,所以速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小,故D對;綜上所述本題答案是:D。
【答案】D
2.【解析】由題意,質(zhì)點運動到B點時速度
9、方向與加速度方向恰好互相垂直,速度沿B點軌跡的切線方向,則知加速度方向向下,合外力也向下,質(zhì)點做勻變速曲線運動,合外力恒定不變,質(zhì)點由C到D過程中,合外力做正功,由動能定理可得,D點的速度比C點速度大,故A正確;物體在A點受力的方向向下,而速度的方向向右上方,A點的加速度與速度的夾角大于90°.故B錯誤;質(zhì)點做勻變速曲線運動,加速度不變,故C錯誤;加速度不變,則相等時間內(nèi),速度變化量不變,選項D正確;故選A。
【答案】A
3.【解析】將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向,沿繩子方向上的分速度等于B的速度大小,有,A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒,當時,A的速率最大,此時B的速率為零。根據(jù)系
10、統(tǒng)機械能守恒有:,解得,B正確。
【答案】B
4.【解析】小車的運動可分解為沿繩方向和垂直于繩的方向的兩個運動,設斜拉繩子與水平面的夾角為θ,由幾何關(guān)系可得:vB=vAcosθ,所以vA>vB;
因汽車勻速直線運動,而θ逐漸變小,故vB逐漸變大,物體有向上的加速度,繩的拉力大于B的重力,故A正確,BCD錯誤。故選A。
【答案】A
5.【解析】物塊A實際運動的速度為合速度,將A的速度分解成沿繩子方向和垂直于繩子方向,如圖所示:
據(jù)平行四邊形定則可得:,解得:。故D項正確,ABC三項錯誤。
【答案】D
二、多選題
6.【解析】A.圓周運動中物體的速度最大時,其
11、切向加速度一定為零,而在m1過C點時,合外力的切向分力水平向右,切向加速度與速度反方向,故A錯誤;
B.在m1從A點運動到C點的過程中,m1與m2組成的系統(tǒng)只有重力做功,系統(tǒng)的機械能守恒,若m1能沿碗面上升到B點,系統(tǒng)的機械能增加,所以m1不可能沿碗面上升到B點,故B正確;
C.設小球m1到達最低點C時,m1、m2的速度大小分別是v1、v2,由運動的合成分解得:v1cos45°=v2,對A、B組成的系統(tǒng),根據(jù)動能定理可知:m1gR-m2gRcos45°= ,解得v2=2m/s,v1=2m/s,故C正確;
D.根據(jù)向心力F=可知,F(xiàn)=N=16N,故D正確。故選:BCD。
【答案】BCD
12、
7.【解析】河水流速處處相同,大小為v1,船速大小恒為v2,且v2>v1。人以最短時間t1過河時,渡河位移為s1;則有:,且,以最短位移s2過河時,所用時間為t2,則有:,聯(lián)立解得:,;故A,B正確,C,D錯誤;故選AB。
【答案】AB
8.【解析】A.A不動時B對輕繩的拉力大小等于B的重力,與重力不是同一個力,故A錯誤.
B.小車的運動可分解為沿繩方向和垂直繩方向的兩個分運動,當A車右端的輕繩與水平方向成θ=37°角時,由幾何關(guān)系可得:vB=vA=3.2m/s,故B錯誤,C正確.
D.因為汽車向左做勻速直線運動,輕繩與水平方向的夾角θ逐漸變小,就逐漸變大,vB就逐漸變大,物體B有向
13、上的加速度,B處于超重狀態(tài),故D正確.故選:C、D。
【答案】CD
三、解答題
9.【解析】(1)發(fā)動機未熄火時,輪船運動速度v與水流速度方向垂直,如圖所示
故得此時船相對于靜水的速度的大小為:
又設v與的夾角為,則
(2)熄火前,船的牽引力沿的方向,水的阻力與的方向相反,熄火后,牽引力消失,在阻力作用下,逐漸減小,但其方向不變,當減小到與的矢量和與方向垂直時,輪船的合速度最小,則有:
10.【解析】(1)由幾何關(guān)系知:m2下滑到C點,m1上升了 L2=0.8m
此時兩者速度均為0,由系統(tǒng)機械能守恒定律得:
解得:, m1 =m
△EP= m1gh2 =1.6mg
(2)由幾何關(guān)系知:m2下滑到B點,m1上升了 L1=0.3m
此時兩者速度關(guān)系為:
由系統(tǒng)機械能守恒定律得:
解得:v1=1.2m/s,v2=2m/s
mghAB + WF=
解得:wF =-7m