2020屆高三物理練習(xí) 曲線運動運動的合成與分解 新人教版（通用）

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1、 第四章 第1單元 曲線運動 運動的合成與分解 [課時作業(yè)] 命 題 設(shè) 計 難度　 目標　 題號　　　　　　　　　　 較易 中等 稍難 單 一 目 標 運動的合成 1 9 10 運動的分解 3、6 11 曲線運動 2 4 綜合 目標 對曲線運動的綜合理解 5、7 8 12 一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1.如圖1所示，某人游珠江，他以一定速度面部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時間與水速的關(guān)系是 (　　) A．水速大時，路程

2、長，時間長 B．水速大時，路程長，時間短 C．水速大時，路程長，時間不變 圖1 D．路程、時間與水速無關(guān) 解析：游泳者相對于岸的速度為他相對于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度與岸的夾角越小，路程越長，但過河時間t＝，與水速無關(guān)，故A、B、D均錯誤，C正確． 答案：C 2．在地面上觀察下列物體的運動，其中物體一定做曲線運動的是 (　　) A．向東運動的質(zhì)點受到一個向西的力的作用 B．正在豎直上升的氣球突然遭遇一陣北風(fēng) C．河水勻速流動，正在河里勻速駛

3、向?qū)Π兜钠? D．在勻速行駛的列車上，相對列車水平向后拋出的一個小球 解析：A：質(zhì)點仍做直線運動； B：氣球的運動方向與受力方向不共線，做曲線運動； C：兩個勻速直線運動的合運動仍是勻速直線運動； D：若小球相對車向后拋出的速度與車前進的速度大小相同，則小球相對地面的速度為 零，故做自由落體運動，為直線運動． 答案：B 3.A、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1 的速度向右勻速運動，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別是α、β時，如圖2所 示．物體B的運動速度vB為(繩始終有拉力) (　　) 圖2

4、 A．v1sinα/sinβ　　　　　　　B．v1cosα/sinβ C．v1sinα/cosβ D．v1cosα/cosβ 解析：設(shè)物體B的運動速度為vB，此速度為物體B合運動的速度，根據(jù) 它的實際運動效果，兩分運動分別為：沿繩收縮方向的分運動，設(shè)其速度 為v繩B；垂直繩方向的圓周運動，速度分解如圖所示，則有vB=① 物體A的合運動對應(yīng)的速度為v1，它也產(chǎn)生兩個分運動效果，分別是：沿繩伸長方向 的分運動，設(shè)其速度為v繩A；垂直繩方向的圓周運動，它的速度分 解如圖所示，則有v繩A=v1cosα② 由于對應(yīng)同一根繩，其長度不變，故： v繩B＝v繩A③ 根據(jù)

5、三式解得：vB＝v1cosα/cosβ.選項D正確． 答案：D 4.如圖3所示為一個做勻變速曲線運動的質(zhì)點的軌跡示意圖，已知在B點時的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是 (　　) 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° 圖3 C．A點的加速度比D點的加速度大 D．從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 解析：質(zhì)點做勻變速曲線運動，合力的大小方向均不變，加速度不變，故C錯誤；由B點速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點切線垂直且向下，故質(zhì)點由C到D過程

6、，合力做正功，速率增大，A正確；A點的加速度方向與過A的切線也即速度方向夾角大于90°，B錯誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯誤． 答案：A 5．質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動，保持F1、F2 不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)后，物體可能做 (　　) A．加速度大小為的勻變速直線運動 B．加速度大小為的勻變速直線運動 C．加速度大小為的勻變速曲線運動 D．勻速直線運動 解析：物體在F1、F2、F3三個共點力作用下做勻速直線運動，必有F3與F1、F2的合力 等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向改變

7、90°時，F(xiàn)1、F2的合力大小仍為F3，方向與改變 方向后的F3夾角為90°，故F合＝F3，加速度a＝＝，但因不知原速度方向與 F合的方向間的關(guān)系，故C選項正確． 答案：C 6．(2020·江蘇高考)在無風(fēng)的情況下，跳傘運動員從水平飛行的飛機上跳傘，下落過程中受到空氣阻力，如圖4所示的描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時間t的圖象，可能正確的是 (　　) 圖4 解析：跳傘運動員在空中受到重力，其大小不變，方向豎直向下，還受到空氣阻力，其始終與速度反向，大小隨速度的增大而增大，反

8、之則減小．在水平方向上，運動員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力，故可知運動員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運動．在豎直方向上運動員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動．由以上分析結(jié)合v－t圖象的性質(zhì)可知只有B正確． 答案：B 7.如圖5所示，用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M，長 桿的一端放在地上通過鉸鏈聯(lián)結(jié)形成轉(zhuǎn)軸，其端點恰好處于左側(cè)滑輪 正下方O點處，在桿的中點C處拴一細繩，繞過兩個滑輪后掛上重 物M.C點與O點距離為l.現(xiàn)在桿的另一端用力．使其逆時針勻速轉(zhuǎn) 動，由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平位置(轉(zhuǎn)過了90°角)，此過

9、 程中下述說法中正確的是 (　　) A．重物M做勻速直線運動 B．重物M做勻變速直線運動 C．重物M的最大速度是ωl D．重物M的速度先減小后增大 解析：由題知，C點的速度大小為vC＝ωl，設(shè)vC與繩之間的夾角為θ，把vC沿繩和垂直繩方向分解可得，v繩＝vCcosθ，在轉(zhuǎn)動過程中θ先減小到零再反向增大，故v繩先增大后減小，重物M做變加速運動，其最大速度為ωl，C正確． 答案：C 8.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在x－y平面上做曲線運動，在x方向的速度圖象和y 方向的位移圖象如圖6所示，下列說法正確的是

10、 (　　) A．質(zhì)點的初速度為4 m/s B．質(zhì)點所受的合外力為3 N C．質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直 圖6 D．2 s末質(zhì)點速度大小為6 m/s 解析：由x方向的速度圖象可知，在x方向的加速度為1.5 m/s2，受力Fx＝3 N，由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運動，速度為vy＝4 m/s，受力Fy＝0.因此質(zhì)點的初速度為5 m/s，A選項錯誤；受到的合外力為3 N，B選項正確；顯然，質(zhì)點初速度方向與合外力方向不垂直，C選項錯誤；2 s末質(zhì)點速度應(yīng)該為v＝ m/s＝2 m/s，D選項

11、錯誤． 答案：B 9.民族運動會上有一騎射項目如圖7所示，運動員騎在奔跑的馬上，彎 弓放箭射擊側(cè)向的固定目標．假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為v1，運 動員靜止時射出的弓箭速度為v2，跑道離固定目標的最近距離為d. 要想命中目標且射出的箭在空中飛行時間最短，則 (　　) A．運動員放箭處離目標的距離為 B．運動員放箭處離目標的距離為 C．箭射到固定目標的最短時間為 D．箭射到固定目標的最短時間為 解析：要想以箭在空中飛行的時間最短的情況下?lián)糁心繕?，v2必須垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目標，如圖所示，故箭射到目標的最短時間為，C對，D錯；運動員放箭處離目

12、標的距離為，又s＝v1t＝v1·，故＝＝，A、B錯誤． 答案：C 10.如圖8所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊 鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時， 吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2(式中H為吊 臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做 (　　) A．速度大小不變的曲線運動 圖8 B．速度大小增加的直線運動 C．加速度大小、方向均不變的曲線運動 D．加速度大小、方向均變化的曲線運動 解

13、析：物體B參與了兩個方向的運動，一個是水平方向上的勻速直線運動，另一個是在豎直方向上的運動，由豎直方向A、B間的距離d＝H－2t2類比初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律x＝at2可知物體B勻加速上升，加速度a＝4 m/s2，因此物體B在豎直方向做勻加速直線運動，兩個運動的合成為勻變速曲線運動． 答案：C 二、計算題(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11. (14分)一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩子提升一個質(zhì)量為m的重物，開始車在滑輪的 正下方，繩子的端點離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻加速運 動，經(jīng)過時間t繩子與水平方

14、向的夾角為θ，如圖9所示，試求： (1)車向左運動的加速度的大小； (2)重物m在t時刻速度的大?。? 圖9 解析：(1)汽車在時間t內(nèi)向左走的位移：x＝Hcotθ 又汽車勻加速運動x＝at2 所以a＝＝ (2)此時汽車的速度v汽＝at＝ 由運動的分解知識可知，汽車速度v汽沿繩的分速度與重物m的速度相等，即v物＝v汽 cosθ 得v物＝. 答案：(1)　(2) 12．(16分)寬9 m的成形玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進，在切割工序處，金剛割 刀的速度為10 m/s，為了使割下的玻璃板

15、都成規(guī)定尺寸的矩形，則： (1)金剛割刀的軌道應(yīng)如何控制？ (2)切割一次的時間多長？ 解析：(1)由題目條件知，割刀運動的速度是實際的速度，所以為合速度．其分速度 的效果是恰好相對玻璃垂直切割． 設(shè)割刀的速度v2的方向與玻璃板運動速度v1的方向之間的夾角為 θ，如圖所示．要 保證割下均是矩形的玻璃板，則由v2是合速度得v1＝v2cosθ 所以cosθ＝＝， 即θ＝arccos 所以，要割下矩形玻璃板，割刀速度方向與玻璃板運動速度方向成θ＝arccos角． (2)切割一次的時間t＝＝ s≈0.92 s 答案：(1)割刀速度方向與玻璃板運動速度方向成arccos角　(2)0.92 s