（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 第1講 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解精練（含解析）

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1、第1講　曲線運(yùn)動(dòng)　運(yùn)動(dòng)的合成與分解 A組　基礎(chǔ)鞏固 1.(2017海淀期中)在2016年的夏季奧運(yùn)會(huì)上,我國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員獲得多枚獎(jiǎng)牌,為祖國(guó)贏得榮譽(yù)。高臺(tái)跳水比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中做出各種動(dòng)作,最后沿豎直方向進(jìn)入水中。若此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員頭部連續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖中虛線所示,a、b、c、d為運(yùn)動(dòng)軌跡上的四個(gè)點(diǎn)。關(guān)于運(yùn)動(dòng)員頭部經(jīng)過(guò)這四個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度方向,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.經(jīng)過(guò)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)的速度方向均可能豎直向下 B.只有經(jīng)過(guò)a、c兩個(gè)點(diǎn)的速度方向可能豎直向下 C.只有經(jīng)過(guò)b、d兩個(gè)點(diǎn)的速度方向可能豎直向下 D.只有經(jīng)過(guò)c點(diǎn)的速度方向可能豎直向下 答案　B　頭

2、部的速度方向沿a、b、c、d各點(diǎn)的切線方向,故只有經(jīng)過(guò)a、c兩點(diǎn)時(shí)速度有可能豎直向下,B正確。 2.一輛汽車在水平公路上沿曲線由M向N行駛,速度逐漸減小。圖中分別畫(huà)出了汽車轉(zhuǎn)彎所受合力F的四種方向,其中可能正確的是(　　) 答案　C　汽車沿曲線由M向N行駛,需有指向曲線內(nèi)側(cè)的向心力;速度逐漸減小,說(shuō)明合力F分解到軌跡切線方向上的分量與速度方向反向,因此選C。 3.在長(zhǎng)約1.0 m的一端封閉的玻璃管中注滿清水,水中放一個(gè)適當(dāng)?shù)膱A柱形的紅蠟塊,將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊,并迅速豎直倒置,紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底。將此玻璃管倒置安裝在小車上,并將小車置于水平導(dǎo)軌上。若小車一端連

3、接細(xì)線繞過(guò)定滑輪懸掛小物體,小車從A位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),同時(shí)紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,小車運(yùn)動(dòng)到虛線表示的B位置,如圖所示。按照?qǐng)D建立坐標(biāo)系,在這一過(guò)程中紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是下圖中的(　　) 答案　C　蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),水平方向上隨小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故合運(yùn)動(dòng)軌跡為類平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,又知其所受合外力方向水平向右,則C正確。 4.在一個(gè)光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為1 kg的物體原來(lái)靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0) ,從t=0時(shí)刻起受到如圖所示隨時(shí)間變化的外力作用,Fy表示沿y軸方向的外力,Fx表示沿x軸方向的外力,下列說(shuō)法中正確的是(　　)

4、 A.前2 s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.后2 s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),但加速度沿y軸方向 C.4 s末物體坐標(biāo)為(4 m,4 m) D.4 s末物體坐標(biāo)為(4 m,12 m) 答案　A　前2 s內(nèi)物體只受沿x軸方向的作用力,故沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其加速度為ax=2 m/s2,位移為x1=12axt12=4 m。后2 s內(nèi)物體沿x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移為 x2=axt1·t2=8 m,沿y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為ay=2 m/s2,位移為y=12ayt22=4 m,故4 s末物體坐標(biāo)為(12 m,4 m),后2 s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),A正確,B、C

5、、D錯(cuò)誤。 5.船在靜水中的速度為3.0 m/s,它要渡過(guò)寬度為30 m的河,河水的流速為2.0 m/s,則下列說(shuō)法中正確的是　(　　) A.船不能渡過(guò)河 B.船渡河的速度一定為5.0 m/s C.船不能垂直到達(dá)對(duì)岸 D.船到達(dá)對(duì)岸所需的最短時(shí)間為10 s 答案　D　設(shè)船在靜水中的速度為v1,河寬為d,河水的流速為v2,船頭垂直河岸渡河時(shí)間最短,最短時(shí)間為t=dv1=303.0 s=10 s,D正確,A錯(cuò)誤;船頭方向不同,船渡河的速度不同,船渡河的實(shí)際速度v的取值范圍為0

6、均為m,且分別與輕繩連接跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪,B放在水平面上。用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,繩對(duì)A的拉力的大小(　　) A.大于mg B.總等于mg C.一定小于mg D.以上三項(xiàng)都不正確 答案　A　將物體B向左的速度vB根據(jù)其效果分解為如圖所示的兩個(gè)分速度v1和v2,其中v2=vA,又因v2=vB cos θ,當(dāng)物體B向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),vB大小不變,θ變小,cos θ增大,所以v2增大,vA增大,則物體A向上做加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得FT-mg=ma,可知FT=mg+ma>mg,故A正確。 B組　綜合提能 1.在無(wú)風(fēng)的情況下,跳傘運(yùn)動(dòng)員從水平飛行的飛機(jī)上跳傘,下落過(guò)程

7、中受到空氣阻力。下列描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時(shí)間t的圖像,可能正確的是(　　) 答案　B　跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力,其大小不變且方向豎直向下,還受到空氣阻力,其方向始終與速度方向相反,大小隨速度的增大而增大,反之則減小。在水平方向上,運(yùn)動(dòng)員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力,故可知運(yùn)動(dòng)員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)。在豎直方向上,運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)。由以上分析結(jié)合v-t圖像的性質(zhì)可知只有B選項(xiàng)正確。 2.(多選)(2018民大附中月考)如圖所示,在一次救災(zāi)工作中,一架靜止在空中的直升機(jī)A用懸索

8、(重力不計(jì))救起了傷員B。直升機(jī)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向上傷員與直升機(jī)的高度差h與時(shí)間t的關(guān)系為h=H-bt2(式中H表示開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)傷員與直升機(jī)的高度差,b是一常數(shù),t表示傷員上升的時(shí)間)。不計(jì)傷員和懸索受到的空氣阻力,這段時(shí)間內(nèi)從地面上觀察,下面判斷正確的是(　　) A.懸索始終保持豎直 B.傷員做直線運(yùn)動(dòng) C.傷員做曲線運(yùn)動(dòng) D.傷員的加速度大小、方向均不變 答案　ACD　傷員水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A正確;F合與v不共線,做類平拋運(yùn)動(dòng),軌跡為曲線,B錯(cuò)誤、C正確;由h=H-bt2可知傷員豎直方向上的運(yùn)動(dòng)位移x=12at2=bt2,豎直方向上的加

9、速度a=2b,恒定,方向豎直向上,傷員受懸索拉力和重力的合力豎直向上,因此懸索保持豎直,傷員無(wú)水平方向加速度,D正確。 3.如圖所示,一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿OA,O端用鉸鏈固定,另一端固定著一個(gè)小球A,輕桿靠在一個(gè)質(zhì)量為M、高為h的物塊上。若物塊與地面間的摩擦不計(jì),則當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(此時(shí)桿與水平方向夾角為θ),小球A的線速度大小為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.vLsin2θh B.vLsin2θh C.vLcos2θh D.vcosθh 答案　A　物塊與桿接觸點(diǎn)B處的速度v可分解為垂直于桿方向的速度v⊥和平行于桿方向的

10、速度,v⊥=v·sin θ,B點(diǎn)繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小等于v⊥,桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=v⊥OB=v·sinθhsinθ=v·sin2θh,小球A的線速度大小為 vA=ω·OA=vLsin2θh,故選A。 4.(多選)河水的流速與河岸距離的變化關(guān)系如圖甲所示,船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,若要使船以最短時(shí)間渡河,則(　　) A.船渡河的最短時(shí)間是60 s B.船在行駛過(guò)程中,船頭始終與河岸垂直 C.船在河水中航行的軌跡是一條直線 D.船在河水中的最大速度是5 m/s 答案　BD　在運(yùn)動(dòng)的合成與分解中合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,當(dāng)船頭始終與河岸垂直渡河時(shí)時(shí)間最短,則船渡河的最短時(shí)間為tmin=3003 s=100 s。由于合運(yùn)動(dòng)的方向在不斷變化,所以船在河水中航行的軌跡為曲線,由圖像可知船在河水中的最大速度是vmax=42+32 m/s= 5 m/s。 6