优化探究高考物理一轮复习 4.1曲线运动 运动的合成与分解知能检测.doc

4.1曲线运动 运动的合成与分解随堂演练1一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风力突然停止，则其运动的轨迹可能是()解析：当有水平向右的风时，会产生水平向右的加速度，风力停止时，合力向下，且轨迹不能急折，再结合“合力的方向指向曲线的凹侧”，故c项正确答案：c2如图所示，一块橡皮用细线悬挂于o点，且铅笔靠着线的左侧向右上方45方向匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()a大小和方向均不变b大小不变，方向改变c大小改变，方向不变d大小和方向均改变解析：橡皮同时参与两个方向的运动：一个是与水平方向成45角斜向右上方的匀速直线运动，另一个是竖直方向的匀速直线运动，由于这两个方向上的分运动都是匀速直线运动，因此这两个运动的合运动也是匀速直线运动，即橡皮的速度大小和方向都保持不变，所以a正确答案：a3(2014年六安模拟)如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为ft，物体所受重力为g，则下列说法正确的是()a物体做匀速运动，且v1v2b物体做加速运动，且v2v1c物体做加速运动，且ftgd物体做匀速运动，且ftg解析：小车在运动的过程中，其速度产生两个效果，故将小车的速度按照沿绳子方向与垂直绳子的方向进行分解，如图所示，则由图可以看出v2v1cos ，则v2g.答案：c4光滑平面上一运动质点以速度v通过原点o，v与x轴正方向成角(如图)，与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力fx和沿y轴正方向的恒力fy，则()a因为有fx，质点一定做曲线运动b如果fyfx，质点向y轴一侧做曲线运动c质点不可能做直线运动d如果fxfycot ，质点向x轴一侧做曲线运动解析：若fyfxtan ，则fx和fy的合力f与v在同一直线上，此时物体做直线运动若fxfycot ，则fx、fy的合力f与x轴正方向的夹角，则物体向x轴一侧做曲线运动，故正确选项为d.答案：d限时检测(时间：45分钟，满分：100分)命题报告教师用书独具知识点题号运动的合成1、2运动的分解5渡河问题3、6、9合运动与分运动的性质4“关联”速度问题7、8、10运动合成与分解的实际应用11、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1(2014年滁州模拟)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方向上始终匀速，则在y方向上先加速后减速b若小船在x方向上始终匀速，则在y方向上始终匀速c若小船在y方向上始终匀速，则在x方向上先减速后加速d若小船在y方向上始终匀速，则在x方向上先加速后减速解析：小船运动轨迹上各点的切线方向为小船的合速度方向，若小船在x方向上始终匀速，由合速度方向的变化可知，小船在y方向上的速度先减小再增加，故a、b错误；若小船在y方向上始终匀速，由合速度方向的变化可知，小船在x方向上的速度先增加后减小，故c错误、d正确答案：d2在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力，已知物体速度越大受到的空气阻力越大下列描绘下落速度的水平分量大小vx、竖直分量大小vy与时间t的图象，可能正确的是()解析：跳伞运动员下落过程中受到的空气阻力并非为恒力，与速度有关，且速度越大受到的阻力越大水平方向只受阻力，速度减小，阻力减小，加速度减小，在vt图象中图线的斜率表示加速度，故a、b错；竖直方向运动员受重力和空气阻力，速度逐渐增大，阻力增大，合力减小，加速度减小，故c错，d对答案：d3一条船要在最短时间内渡过宽为100 m的河，已知河水的流速v1与船离河岸的距离x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是()a船渡河的最短时间是25 sb船运动的轨迹可能是直线c船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2d船在河水中的最大速度是5 m/s解析：船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，即t s20 s，a错误；由于水流速度变化，所以合速度变化，船头始终与河岸垂直时，运动的轨迹不可能是直线，b错误；船在最短时间内渡河t20 s，则船运动到河的中央时所用时间为10 s，水的流速在x0到x50 m之间均匀增加，则a1 m/s20.4 m/s2，同理x50 m到x100 m之间a2 m/s20.4 m/s2，则船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2，c正确；船在河水中的最大速度为v m/s m/s，d错误答案：c4一质量为2 kg的物体在5个共点力作用下做匀速直线运动现同时撤去其中大小分别为10 n和15 n的两个力，其余的力保持不变下列关于此后该物体运动的说法中，正确的是() a可能做匀减速直线运动，加速度大小为10 m/s2b可能做匀速圆周运动，向心加速度大小为5 m/s2c一定做匀变速曲线运动，加速度大小为5 m/s2d一定做匀变速直线运动，加速度大小可能为10 m/s2解析：物体在5个共点力作用下处于平衡状态，合力为零，当撤去10 n和15 n的两个力时，剩余3个力的合力与这两个力的合力等大反向，即撤去力后5 nf合25 n，2.5 m/s2a合12.5 m/s2，由于剩余3个力的合力方向与原速度方向不一定在一条直线上，所以可能做匀变速曲线运动，也可能做匀变速直线运动，故a正确答案：a5(2014年蚌埠模拟)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()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：两杆的交点p参与了两个分运动：与b杆一起以速度v水平向左的匀速直线运动和沿b杆竖直向上的匀速运动，交点p的实际运动方向沿a杆斜向上，如图所示，则交点p的速度大小为vp，故c正确答案：c6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()at甲t乙 d无法确定解析：设水速为v0，人在静水中速度为v，对甲，由oa，所用时间t1，由ao所用时间t2，则甲所用时t甲t1t2x(1)式；对乙；由o b和由bo的实际速度v，故所用时间t乙(2)式；两式相比得1，即t甲t乙，故c正确答案：c7(2014年淮南质检)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，当轻杆到达位置2时球a与球形容器球心等高，其速度大小为v1，已知此时轻杆与水平方向成30角，b球的速度大小为v2，则()av2v1bv22v1cv2v1 dv2v1解析：球a与球形容器球心等高，速度v1方向竖直向下，速度分解如图所示，有v11v1sin 30v1，球b此时速度方向与杆成60角，因此v21v2cos 60v2，沿杆方向两球速度相等，即v21v11，解得v2v1，c项正确答案：c8(2014年宣城模拟)如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物m，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方o点处，在杆的中点c处栓一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物m.c点与o点距离为l.现在对杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度缓缓转至水平位置(转过了90角)，此过程中下列说法正确的是()a重物m做匀速直线运动b重物m做匀变速直线运动c重物m的最大速度是ld重物m的速度先减小后增大解析：由题意知，c点的速度大小为vcl，设vc与绳之间的夹角为，把vc沿绳和垂直绳方向分解可得，v绳vccos ，在转动过程中先减小到零再增大，故v绳先增大后减小，重物m做变加速运动，其最大速度为l，c正确答案：c9有一艘船以v甲的船速用最短的时间横渡过河，另一艘船以v乙的船速从同一地点以最短的航程过河，两船轨迹恰好重合(设河水速度保持不变)，则两船过河所用的时间之比为()av甲v乙 bv乙v甲cvv dvv解析：要使甲船以最短时间过河，则甲船的船头应是垂直河岸，要使乙船以最短的航程过河而又和甲船的轨迹重合，v乙必和轨迹垂直，如图所示从已知条件和图中的几何关系可得到t甲，t乙，而v水cos ，v乙v甲cos ，联立可得到：t甲t乙vv.故c项正确答案：c10有一竖直放置的t型架，表面光滑，两质量相等的滑块a、b分别套在水平杆与竖直杆上，a、b用一不可伸长的轻细绳相连，a、b可看作质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，a、b静止由静止释放b后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60时，滑块b沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接a、b的绳长为()a. b.c. d.解析：当绳子与竖直方向的夹角为60时，设a的速度为v，绳长为l，将这时a、b的速度均沿绳和垂直绳分解，由沿绳方向的分速度相等得：vcos 30vcos 60，解出vv.由机械能守恒定律：mv2mv2mglcos 60，解出绳长l.故选项d对，其余选项均错答案：d二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)某“运12”飞机在航空测量时，它的航线要严格地从东到西，如果飞机的速度是80 km/h，风从南面吹来，风的速度为40 km/h，那么：(1)飞机应朝哪个方向飞行？(2)如果所测地区长达80 km，所需时间为多少？解析：飞机的实际运动为合运动，随风的运动为飞机的一个分运动(1)设飞机的速度为v1，风速为v2，实际飞行速度为v，由合速度与分速度的关系可得飞机飞行速度方向与正西方向夹角的正弦值为sin 得30，飞机应朝西偏南30角方向飞行(2)飞机的合速度vv1cos 3040 km/h.根据xvt得t h2 h.答案：(1)飞机应朝西偏南30角方向飞行(2)2 h12(15分)(2014年池州模拟)如图所示，货车正在以a10.1 m/s2的加速度启动，同时，一只壁虎以v20.2 m/s的速度在货车壁上向上匀速爬行试求：(1)经过2 s时，地面上的人看到壁虎的速度大小和方向；(2)经过2 s时壁虎相对于地面发生的位移大小；(3)在地面上观察，壁虎是做直线运动还是曲线运动？解析：(1)壁虎同时参与了相对于车向上的匀速运动和随车一起向左的匀加速直线运动经过2 s时，壁虎向上运动的速度vyv20.2 m/s，随车运动的速度vxv1a1t0.2 m/s，如图甲所示，壁虎运动的合速度在t2 s末时其大小为v m/s0.28 m/s，tan 1，壁虎的速度方向在该时刻与水平方向成45角(2)如图乙所示，在汽车启动后2 s这段时间内，壁虎的水平位移xa1t20.2 m，竖