高考物理 能力提升知识点优化 4.1曲线运动 运动的合成与分解.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：4.1曲线运动 运动的合成与分解一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.一个物体在相互垂直的恒力f1和f2作用下，由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去f2，则物体的运动情况将是()a.物体做匀变速曲线运动b.物体做变加速曲线运动c.物体做匀速直线运动d.物体沿f1的方向做匀加速直线运动2.(创新题)如图所示，起重机将货物沿竖直方向匀加速吊起，同时又沿横梁水平匀速向右运动.此时，站在地面上观察，货物运动的轨迹可能是选项中的()3.(2011江苏高考)如图所示，甲、乙两同学从河中o点出发，分别沿直线游到a点和b点后，立即沿原路线返回到o点，oa、ob分别与水流方向平行和垂直，且oaob.若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为()a.t甲t乙 d.无法确定4.(易错题)质量m4 kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点o，先用沿x轴方向的力f18 n作用了2 s，然后撤去f1；再用沿y轴方向的力f224 n作用了1 s，则质点在这3 s内的轨迹为()二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(2012焦作模拟)一小船在河中xoy平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是()a.若小船在x方向始终匀速，则在y方向先加速后减速b.若小船在x方向始终匀速，则在y方向先减速后加速c.若小船在y方向始终匀速，则在x方向先减速后加速d.若小船在y方向始终匀速，则在x方向先加速后减速6.如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车a，小车下装有吊着物体b的吊钩，在小车a与物体b以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体b向上吊起，a、b之间的距离以dh2t2(si)(si表示国际单位制，式中h为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做()a.速度大小不变的曲线运动b.速度大小增加的曲线运动c.加速度大小、方向均不变的曲线运动 d.加速度大小、方向均变化的曲线运动7.河水的流速与离河岸的关系如图甲所示，船在静水中速度与时间的关系如图乙所示.若要使船以最短时间渡河，则()a.船渡河的最短时间是60 sb.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直c.船在河水中航行的轨迹是一条直线d.船在河水中的最大速度是5 m/s8.(2012湛江模拟)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xoy，质量为1 kg的物体原来静止在坐标原点o(0,0)，从t0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用，fy表示沿y轴方向的外力，fx表示沿x轴方向的外力，下列说法中正确的是()a.前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动b.后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向c.4 s末物体坐标为(4 m，4 m)d.4 s末物体坐标为(12 m,4 m)9.(2012潮州模拟)如图所示，套在竖直细杆上的环a由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物b相连，由于b的质量较大，故在释放b后，a将沿杆上升，当a环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，其上升速度v10，若这时b的速度为v2，则()a.v2v1 b.v2v1 c.v20 d.v20三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(预测题)(16分) 一物体在光滑水平面上运动，它在x方向和y方向上的两个分运动的速度时间图象如图所示.(1)判断物体的运动性质；(2)计算物体的初速度大小；(3)计算物体在前3 s内和前6 s内的位移大小.11.(易错题)(20分)如图所示，质量m2.0 kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为，g10 m/s2.根据以上条件，求：(1)t10 s时刻物体的位置坐标；(2)t10 s时刻物体的速度和加速度的大小与方向.答案解析1.【解析】选a.物体在相互垂直的恒力f1和f2的作用下，由静止开始做匀加速直线运动.其速度方向与f合的方向一致，经过一段时间后，撤去f2，f1与v不在同一直线上，故物体必做曲线运动；由于f1恒定，由a，知a也恒定，故应为匀变速曲线运动，选项a正确.2.【解析】选c.由题意，货物参与了竖直方向的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动.实际运动轨迹应为两个分运动的合运动，由于货物在任一点的合速度方向均斜向右上方，而合加速度方向竖直向上，二者不共线，故货物运动的轨迹为曲线，a、b错；又因合加速度总指向轨迹的凹侧，故c对，d错.【变式备选】(2012南京模拟)甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为h，河水流速为v0，划船速度均为v，出发时两船相距h，甲、乙两船船头均与河岸成60角，如图所示.已知乙船恰好能垂直到达对岸a点，则下列判断正确的是()a.甲、乙两船到达对岸的时间不同b.v2v0c.两船可能在未到达对岸前相遇d.甲船也在a点靠岸【解析】选b、d.渡河时间均为，乙能垂直于河岸渡河，对乙船，由vcos60v0，可得v2v0，甲船在该时间内沿水流方向的位移为(vcos60v0)h，刚好到达a点，综上所述，a、c错误，b、d正确.3.【解析】选c.设oaobl，人在静水中的速度和水流速度分别是v1、v2，则甲往复的时间为t甲即t甲，乙往复的时间为t乙，比较两者大小可知t甲t乙，所以c对.4.【解析】选d.质点在f1的作用下由静止开始从坐标系的原点o沿x轴方向加速运动，加速度a12 m/s2，速度为v1a1t14 m/s，对应位移x1a1t4 m，到2 s末撤去f1再受到沿y轴方向的力f2的作用，质点在x轴方向匀速运动，x2v1t24 m，在y轴方向加速运动，y轴方向的加速度a26 m/s2，对应的位移ya2t3 m，物体做曲线运动，且合外力指向运动轨迹凹侧，a、b、c项错误，d项正确.5.【解析】选b、d.做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧，若小船在x方向匀速，则合外力一定在竖直方向上，由曲线运动的规律和小船运动轨迹可知，小船所受的合外力先沿y轴负方向，再沿y轴正方向，在y轴方向先减速后加速，故a错，b对，同理c错，d对.6.【解析】选b、c. b物体参与了两个运动，一个是水平方向的匀速运动，另一个是在竖直方向上的运动，由d h2t2可知，a、b之间距离匀加速减小，且加速度a4 m/s2，因此b在竖直方向上做匀加速运动，两个运动的合成为匀加速曲线运动，b、c正确，a、d错误.7.【解析】选b、d.当船头指向垂直于河岸时，船的渡河时间最短，b正确；从图甲中可以看出，河宽为d300 m，从图乙中可看出，垂直河岸的速度即为船速3 m/s，所以渡河的最短时间t100 s，a错误；因河水流速不均匀，所以船在河水中的航线是一条曲线，当船行驶至河中央时，船速最大，最大速度v m/s5 m/s，c错误，d正确.8.【解析】选a、d.前2 s内物体只受x轴方向的作用力，故沿x轴做匀加速直线运动，a正确；其加速度为ax2 m/s2，位移为x1axt24 m.后2 s内物体沿x轴方向做匀速直线运动，位移为x28 m，沿y轴方向做匀加速直线运动，加速度为ay2 m/s2，位移为yayt24 m，故4 s末物体坐标为(12 m，4 m)，d正确.9. 【解析】选a、d.环上升过程其速度v1可分解为两个分速度v和v，如图所示，其中v为沿绳方向的速度，其大小等于重物b的速度v2；v为绕定滑轮转动的线速度.关系式为v2v1cos，为v1与v间的夹角.当a上升至与定滑轮的连线水平的位置时，90，cos0，即此时v20，且v2v1，故a、d正确.【总结提升】绳端物体速度的分解方法及规律1.分解方法：在进行绳拉船模型绳末端速度的分解时，应从以下两个方面考虑：(1)速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解.物体的实际运动方向就是合速度的方向，然后分析由这个合速度所产生的实际效果，以确定两个分速度的方向.(2)跨过定滑轮绳拉物体运动的速度分解：物体速度v沿绳方向的分速度就是绳子拉长或缩短的速度.物体速度v垂直于绳子的分速度是以滑轮支点为圆心的圆周运动末端的线速度.2.分解规律：由于绳长不变，所以绳两端所连接的两个物体沿绳方向速度相等.10.【解析】(1)由题图可知，物体在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀变速运动，先减速再反向加速，所以物体做匀变速曲线运动. (3分)(2)vx030 m/s，vy040 m/sv050 m/s (2分)(3)x3vxt90 m (2分)|y3|t60 m (2分)则s130 m (2分)x6vxt180 m (2分)y6 t6 m0 (2分)则s2x6180 m. (1分)答案：(1)匀变速曲线运动(2)50 m/s(3)30 m180 m11.【解题指南】解答此题要关注以下三点：(1)分析x方向、y方向两运动方程确定运动的性质和特点.(2)根据运动性质和特点确定t10 s时的位置坐标.(3)应用运动的合成方法确定t10 s时的速度和加速度大小及方向.【解析】(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为，代入时间t10 s，可得：x3.0t m3.010 m30 m (3分)y0.2t2 m0.2102 m20 m (3分)即t10 s时刻物体的位置坐标为(30,20). (2分)(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系式，比较物体在两个方