(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(十一)曲線運(yùn)動 運(yùn)動的合成與分解(含解析)

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1、(新課改省份專用)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(十一)曲線運(yùn)動 運(yùn)動的合成與分解(含解析) 1.(2019·新鄉(xiāng)五校聯(lián)考)在足球場上罰任意球時,運(yùn)動員踢出的足球,在行進(jìn)中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門,守門員“望球莫及”,軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向,下列說法中正確的是(  ) A.合外力的方向與速度方向在一條直線上 B.合外力的方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè) C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向 D.合外力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向 解析:選C 足球做曲線運(yùn)動,則其速度方向為軌跡的切線方向,根據(jù)物體做

2、曲線運(yùn)動的條件可知,合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè),故C正確。 2.兩個互成角度的勻加速直線運(yùn)動,初速度分別為v1和v2,加速度分別為a1和a2。關(guān)于它們的合運(yùn)動的軌跡,下列說法正確的是(  ) A.如果v1=v2=0,那么軌跡可能是曲線 B.如果v1=v2≠0,那么軌跡一定是曲線 C.如果a1=a2,那么軌跡一定是直線 D.如果a1∶a2=v1∶v2,那么軌跡一定是直線 解析:選D 當(dāng)v1=v2=0,將沿著合加速度方向,做勻加速直線運(yùn)動,那么軌跡一定是直線,故A錯誤;如果v1≠0,v2≠0,當(dāng)合初速度方向與合加速度方向共線時,做直線運(yùn)動,若兩者不共線,那么軌跡一定是曲線,故B錯誤

3、;如果a1=a2,只有當(dāng)合初速度與合加速度共線時,才能做直線運(yùn)動,因此軌跡不一定是直線,故C錯誤;當(dāng)a1∶a2=v1∶v2時,即合初速度的方向與合加速度的方向在同一條直線上時,運(yùn)動軌跡一定為直線,故D正確。 3.(2018·日照模擬)在一個光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,質(zhì)量為1 kg 的物體原來靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0),t=0時受到如圖所示隨時間變化的外力作用。圖甲中Fx表示沿x軸方向的外力,圖乙中Fy表示沿y軸方向的外力。下列描述正確的是(  ) A.0~4 s內(nèi)物體的運(yùn)動軌跡是一條直線 B.0~4 s內(nèi)物體的運(yùn)動軌跡是一條拋物線 C.前2 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動,后

4、2 s內(nèi)物體做勻加速曲線運(yùn)動 D.前2 s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動,后2 s內(nèi)物體做勻速圓周運(yùn)動 解析:選C 0~2 s內(nèi)物體沿x軸方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,2 s時受沿y軸方向的恒力作用,與速度方向垂直,故2~4 s內(nèi)物體做類平拋運(yùn)動,C項正確。 4.河水由西向東流,河寬為800 m,河中各點(diǎn)的水流速度大小為v水,各點(diǎn)到較近河岸的距離為x,v水與x的關(guān)系為v水=x(m/s)。讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河,小船劃水速度大小恒為v船=4 m/s。下列說法中正確的是(  ) A.小船渡河的軌跡為直線 B.小船在河水中的最大速度是5 m/s C.小船在距離南岸200 m處的速

5、度小于距北岸200 m處的速度 D.小船渡河的時間是160 s 解析:選B 因水流速度大小與離河岸的距離大小有關(guān),故小船的速度與河水速度的合速度大小和方向是變化的,小船渡河的軌跡為曲線,A錯誤;河水速度最大為v水max=×400 m/s=3 m/s,故小船在水中的最大速度為vmax= m/s=5 m/s,B正確;小船距岸200 m處,水流速度均為1.5 m/s,故小船的速度大小相等,C錯誤;小船渡河時間與水流速度大小無關(guān),tmin==200 s,D錯誤。 5.在雜技表演中,猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動,同時人頂著直桿以速度v0水平勻速移動。經(jīng)過時間t,猴子沿桿向上

6、移動的高度為h,人頂桿沿水平地面移動的距離為s,如圖所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動情況,下列說法中正確的是(  ) A.相對地面的運(yùn)動軌跡為直線 B.相對地面做變加速曲線運(yùn)動 C.t時刻猴子對地速度的大小為v0+at D.t時間內(nèi)猴子對地的位移大小為 解析:選D 猴子豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,水平向右做勻速直線運(yùn)動,其合運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,A、B錯誤;t時刻猴子對地速度的大小為v=,C錯誤;t時間內(nèi)猴子對地的位移是指合位移,其大小為,D正確。 6.如圖所示,開始時A、B間的細(xì)繩呈水平狀態(tài),現(xiàn)由計算機(jī)控制物體A的運(yùn)動,使其恰好以速度v沿豎直桿勻速下滑,經(jīng)細(xì)繩通過定滑輪拉動物體B在

7、水平面上運(yùn)動。下列v -t圖像中,最接近物體B的運(yùn)動情況的是(  ) 解析:選A 將與物體A相連的繩端速度v分解為沿繩伸長方向的速度v1和垂直于繩方向的速度v2,則物體B的速度vB=v1=vsin θ,在t=0時刻θ=0°, vB=0,C項錯誤;之后隨θ增大,sin θ增大,B的速度增大,但開始時θ變化快,速度增加得快,圖線的斜率大,隨θ增大,速度增加得慢,若繩和桿足夠長,則物體B的速度趨近于A的速度,只有A項正確。 [B級——保分題目練通抓牢] 7.如圖所示,一條河岸筆直的河流水速恒定,甲、乙兩小船同時從河岸的A點(diǎn)沿與河岸的夾角均為θ的兩個不同方向渡河。已知兩小船在靜水中航

8、行的速度大小相等。下列說法正確的是(  ) A.甲先到達(dá)對岸 B.乙先到達(dá)對岸 C.渡河過程中,甲的位移小于乙的位移 D.渡河過程中,甲的位移大于乙的位移 解析:選C 兩小船在靜水中航行的速度大小相等,且渡河方向與河岸的夾角均為θ,所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等;根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性,船在平行于河岸方向上的分速度不影響渡河時間,所以甲、乙兩小船同時到達(dá)對岸,A、B錯誤。甲船在平行于河岸方向上的速度為v甲′=v水 -v甲cos θ,乙船在平行于河岸方向上的速度為v乙′=v水+v乙cos θ,兩船在平行于河岸方向上的位移分別為x甲=v甲′t,x乙=v乙′t,則x甲

9、于河岸方向上的位移相同,故在渡河過程中,甲的位移小于乙的位移,C正確,D錯誤。 8.(2019·麗江調(diào)研)一人騎自行車向東行駛,當(dāng)車速為4 m/s時,他感到風(fēng)從正南方向吹來,當(dāng)車速增加到7 m/s時,他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45°)吹來。假設(shè)風(fēng)速的方向和大小恒定,則風(fēng)對地的速度大小為(  ) A.7 m/s          B.6 m/s C.5 m/s D.4 m/s 解析:選C 當(dāng)車速為4 m/s時,人感到風(fēng)從正南方向吹來,畫出矢量圖如圖(a )所示,故風(fēng)對地的速度大小沿行駛方向的分速度為4 m/s,當(dāng)車速增加到7 m/s時,他感到風(fēng)從東南方向(東偏南45°)吹來,畫出矢量

10、圖如圖(b)所示,可知,風(fēng)對地的速度大小沿著垂直行駛方向的分速度大小為3 m/s,因此風(fēng)對地的速度大小為5 m/s,故C正確。 9.在一光滑的水平面上建立xOy平面坐標(biāo)系,一質(zhì)點(diǎn)在水平面上從坐標(biāo)原點(diǎn)開始運(yùn)動,沿x方向和y方向的x-t圖像和vy-t圖像分別如圖甲、乙所示,求: (1)運(yùn)動后4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的最大速度; (2)4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離。 解析:(1)由題圖可知,質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動,速度大小為vx==2 m/s,在運(yùn)動后4 s內(nèi),沿y軸方向運(yùn)動的最大速度為4 m/s,則運(yùn)動后4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的最大速度為vm==2 m/s。 (2)0~2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)沿y軸正

11、方向做勻加速直線運(yùn)動,2~4 s內(nèi)先沿y軸正方向做勻減速直線運(yùn)動,再沿y軸負(fù)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動, 此時加速度大小為a== m/s2=3 m/s2 則質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向做勻減速運(yùn)動的時間t2== s 則運(yùn)動后的4 s內(nèi)沿y軸方向的位移 y=×2×m-×4× m=0 因此4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離等于沿x軸方向的位移 由題圖甲可知,4 s末質(zhì)點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離s=x=8 m。 答案:(1)2 m/s (2)8 m 10.(2019·杭州六校聯(lián)考)河寬60 m,水流速度v1=6 m/s,小船在靜水中的速度v2=3 m/s,求: (1)小船渡河的最短時間; (2)小船

12、渡河的最短航程。 解析:(1)當(dāng)小船垂直河岸航行時,渡河時間最短, tmin== s=20 s。 (2)因為船速小于水速,所以小船一定向下游漂移。如圖所示,以v1矢量末端為圓心,以v2矢量的大小為半徑畫弧,從v1矢量的始端向圓弧作切線,則合速度沿此切線方向時航程最短。 由圖可知,最短航程為x短==d=×60 m=120 m。 答案:(1)20 s (2)120 m [C級——難度題目適情選做] 11.如圖所示,甲、乙兩船在同一條水流勻速的河流中同時開始渡河,M、N分別是甲、乙兩船的出發(fā)點(diǎn),兩船頭與河岸均成α角,甲船船頭恰好對準(zhǔn)N點(diǎn)的正對岸P點(diǎn),經(jīng)過一段時間乙船恰好到達(dá)P點(diǎn)。

13、如果劃船速度大小相同,且兩船相遇不影響各自的航行。下列判斷正確的是(  ) A.甲船也能到達(dá)M點(diǎn)正對岸 B.甲船渡河時間一定短 C.兩船相遇在NP直線上的某點(diǎn)(非P點(diǎn)) D.渡河過程中兩船不會相遇 解析:選C 乙船垂直河岸到達(dá)正對岸,說明水流方向向右;甲船參與了兩個分運(yùn)動,沿著船頭指向的勻速運(yùn)動,隨著水流方向的勻速運(yùn)動,故不可能到達(dá)M點(diǎn)正對岸,故A錯誤;小船過河的速度為船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsin α,小船過河的時間t==,故甲、乙兩船到達(dá)對岸的時間相同,故B錯誤;以流動的水為參考系,兩船相遇點(diǎn)在速度方向延長線的交點(diǎn)上,又由于乙船實(shí)際上沿著NP方向運(yùn)動,故相遇點(diǎn)在N

14、P直線上的某點(diǎn)(非P點(diǎn)),故C正確,D錯誤。 12.(2019·東營模擬)如圖所示,水平面上固定一個與水平面夾角為θ的斜桿A,另一豎直桿B以速度v水平向左做勻速直線運(yùn)動,則從兩桿開始相交到最后分離的過程中,兩桿交點(diǎn)P的速度方向和大小分別為(  ) A.水平向左,大小為v B.豎直向上,大小為vtan θ C.沿桿A斜向上,大小為 D.沿桿A斜向上,大小為vcos θ 解析:選C 兩桿的交點(diǎn)P參與了兩個分運(yùn)動,如圖所示,即水平向左的速度大小為v的勻速直線運(yùn)動和沿桿B豎直向上的勻速運(yùn)動,交點(diǎn)P的實(shí)際運(yùn)動方向沿桿A斜向上,交點(diǎn)P的速度大小為vP=,選項C正確。 13.如圖所示,在豎直平

15、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v0=4 m/s,不計空氣阻力,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)動軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時的位置N; (3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小。 解析:(1)設(shè)正方形的邊長為s0。 小球豎直方向做豎直上拋運(yùn)動,v0=gt1,2s0=t1 水平方向做勻加速直線運(yùn)動,3s0=t1 解得v1=6 m/s。 (2)由豎直方向運(yùn)動的對稱性可知,小球再經(jīng)過t1到達(dá)x軸,水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以回到x軸時落到x=12處,位置N的坐標(biāo)為(12,0),運(yùn)動軌跡及N如圖。 (3)到N點(diǎn)時豎直分速度大小為v0=4 m/s, 水平分速度vx=a水平tN=2v1=12 m/s, 故v2==4 m/s。 答案:(1)6 m/s (2)見解析圖 (3)4 m/s

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