2020版高考物理总复习第四章第1节曲线运动运动的合成与分解练习（含解析）.docx

第1节曲线运动运动的合成与分解1.(2019江苏南京、淮安模拟)在光滑水平面上运动的物体,受到水平恒力F作用后,沿曲线MN运动,速度方向改变了90,如图所示.则此过程中,物体受到的恒力可能是(C)A.F1B.F2C.F3D.F4解析:合外力的方向指向轨迹曲线的内侧,A项错误;若恒力为F2,把速度沿平行于F2和垂直于F2方向分解,垂直于F2方向的分速度不可能为零,B项错误;若恒力为F4,力与速度的方向相反,物体应做匀减速直线运动,D项错误;只有F3可能是物体受到的恒力,C项正确.2.关于物体的受力和运动,下列说法中正确的是(D)A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变B.物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变D.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用解析:如果合力与速度方向不垂直,必然有沿速度方向的分力,速度大小一定改变,故A错误;物体做曲线运动时,某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,而不是加速度方向,故B错误;物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故C错误;物体做曲线运动的条件是一定受到与速度不在同一直线上的外力作用,故D正确.3.(2019山东师大附中模拟)如图所示,人在岸上用轻绳拉船,若人匀速行进,则船将做(C)A.匀速运动 B.匀加速运动C.变加速运动D.减速运动解析:将小船的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,如图所示.根据几何知识可得v1=v2cos ,随着船的前进,增大,所以船的速度在增大,但不是均匀增大,所以船做变加速运动,故C正确.4.(2019江苏联盟大联考)现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板.在黑板以某一速度向左匀速运动的同时,一位教师用粉笔在黑板上画线,粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画,接着匀减速向下画直到停止,则粉笔在黑板画出的轨迹可能为(D)解析:黑板向左运动,粉笔在水平方向相对黑板向右匀速运动;而粉笔同时竖直向下先加速再减速,根据运动的合成可知,粉笔的加速度(或合外力)先竖直向下,再竖直向上,根据力与轨迹的关系,即力指向轨迹弯曲的内侧,故D正确.5.如图(甲)所示,已知红蜡块R可以沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B.若在红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时,将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动如图(乙)所示,直至红蜡块上升到管底B的位置如图(丙)所示.红蜡块与玻璃管间的摩擦可以忽略不计,在这一过程中相对于地面而言(C)A.红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动B.红蜡块做速度大小变化的直线运动C.红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动D.红蜡块做加速度大小变化的曲线运动解析:红蜡块的运动可分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀速直线运动,由于水平方向随玻璃管一起做匀加速直线运动的加速度大小、方向不变,则合运动就是匀变速曲线运动,因此C正确.6.如图所示,水平面上固定一个与水平面夹角为的斜杆A,另一竖直杆B以速度v水平向左做匀速直线运动,则从两杆开始相交到最后分离的过程中,两杆交点P的速度方向和大小分别为(C)A.水平向左,大小为vB.竖直向上,大小为vtan C.沿A杆斜向上,大小为D.沿A杆斜向上,大小为vcos 解析:两杆交点P的速度可分解为水平方向和沿竖直杆向上两个分速度,两杆交点P的速度方向沿A杆斜向上,大小为,选项C正确.7.(2019河北保定一中检测)一物体在直角坐标系xOy所在的平面内由O点处开始运动,其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化的图像如图所示,则对该物体运动过程的描述正确的是(B)A.物体在03 s内做直线运动B.物体在34 s内做直线运动C.物体在34 s内做曲线运动D.物体在03 s内做变加速运动解析:物体在03 s,x方向做匀速直线运动,y方向做初速度为0的匀加速直线运动,其合运动类似于平抛运动的曲线运动,且加速度恒定,则选项A,D错误;物体在34 s内两个方向的分运动都是匀减速运动,在3 s末的合速度与合加速度方向相反,则做匀减速直线运动,故选项B正确,C错误.8.(2019四川泸州模拟)如图所示,MN是流速稳定的河流,河宽一定,小船在静水中的速度大小一定,现小船自A点渡河,第一次船头沿AB方向与河岸上游夹角为,到达对岸;第二次船头沿AC方向与河岸下游夹角为,到达对岸,若两次航行的时间相等,则(A)A.=B.D.无法比较与的大小解析:第一次船头沿AB航行,到达对岸,船头沿AB方向(即为船在静水中的速度方向沿AB方向),第二次船头沿AC方向(即为船在静水中的速度方向沿AC方向)到达对岸,对在这两种情况下的船在静水中的速度进行分解,因两次航行的时间相等,所以在垂直于河岸方向上的速度是相等的.因此两方向与河岸的夹角也相等,即=,故A正确,B,C,D错误.9.如图所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板为参照物(D)A.帆船朝正东方向航行,速度大小为vB.帆船朝正西方向航行,速度大小为vC.帆船朝南偏东45方向航行,速度大小为vD.帆船朝北偏东45方向航行,速度大小为v解析:以帆板为参照物时,帆船相对于帆板同时具有向正北的速度v与向正东的速度v,故由平行四边形定则可知,帆船相对于帆板的速度大小为v,方向为北偏东45,选项D正确.10.如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,那么以下说法正确的是(D)A.物体B正向右做匀减速运动B.物体B正向右做加速运动C.地面对B的摩擦力减小D.斜绳与水平面成30时,vAvB=2解析:将B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向上的分速度等于A的速度,如图;根据平行四边形定则有vBcos =vA,所以vB=,减小,所以B的速度减小,但不是匀减速,故A,B错误.在竖直方向上,对B有:mg=N+Tsin ,T=mAg,减小,则支持力增大,根据f=N,摩擦力增大,故C错误;根据vBcos =vA,斜绳与水平面成30时,vAvB=2,故D正确.11.(多选)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是(重力加速度为g)(ABD)A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mgB.小环到达B处时,重物上升的高度h为(-1)dC.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于解析:释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可以知道绳中张力一定大于重力2mg,所以A正确;小环到达B处时,绳与直杆间的夹角为45,重物上升的高度h=(-1)d,选项B正确;将小环速度v进行正交分解如图,其分速度v1与重物上升的速度大小相等,v1=vcos 45=v,所以,小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于,选项C错误,D正确.12.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37角,水流速度为4 m/s,则船在静水中的最小速度为(B)A.2 m/sB.2.4 m/sC.3 m/sD.3.5 m/s解析:设水流速度为v1,船在静水中的速度为v2,船沿AB方向航行时,运动的分解如图所示,当v2与AB垂直时,v2最小,故v2 min=v1sin 37=40.6 m/s=2.4 m/s,B正确.13.(2019山东潍坊联考)河水由西向东流,河宽为800 m,河中各点的水流速度大小为v水,各点到较近河岸的距离为x,v水与x的关系为v水=x(m/s),让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船划水速度大小恒为v船=4 m/s,则下列说法中正确的是(B)A.小船渡河的轨迹为直线B.小船在河水中的最大速度是5 m/sC.小船在距离南岸200 m处的速度小于距北岸200 m处的速度D.小船渡河的时间是160 s解析:水流的速度与其到较近河岸的距离有关,而做变速运动,小船垂直河岸的速度恒定,小船的合运动为曲线运动,选项A错误;根据v水=x(m/s),小船在河中央时水流速度最大,即为v水=3 m/s,故小船的最大速度vmax=5 m/s,选项B正确;无论小船在距南岸200 m处还是在距北岸200 m处,水速均为v水=1.5 m/s,其小船的合速度大小相等,选项C错误;小船渡河的时间t=200 s,选项D错误.14.(2019山西晋阳模拟)(多选)如图所示,河的宽度为L,河水流速为v水,甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河.出发时两船相距2L,甲、乙船头均与岸边成60角,且乙船恰好能直达正对岸的A点.则下列判断正确的是(BD)A.甲船正好也在A点靠岸B.甲船在A点左侧靠岸C.甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇D.甲、乙两船到达对岸的时间相等解析:渡河时间为t=,乙能垂直于河岸渡河,对乙船则有v水=vcos 60,可得甲船在该时间内沿水流方向的位移为(vcos 60+v水)=L2L,甲船在A点左侧靠岸,甲、乙两船不能相遇.选项A,C错误,B,D正确.15.(2019河北石家庄质检)一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(可视为质点).将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑,如图所示,当轻杆到达